绵阳市普明中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：3.1电磁振荡 课时训练（含解析）

3.1电磁振荡
1．如图为LC振荡电路在某时刻的示意图，则
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电
C．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电
D．若电容器上极板带负电，则自感电动势正在阻碍电流减小
2．如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是
A．闭合S，稳定后，电容器两端电压为E
B．闭合S，稳定后，电容器的a极带正电
C．断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电
D．断开S的瞬间，灯熄灭，电容器不带电
3．如图所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是(　　)
①在b和d时刻，电路中电流最大
②在a→b时间内，电场能转变为磁场能
③a和c时刻，磁场能为零
④在O→a和c→d时间内，电容器被充电
A．只有①和③
B．只有②和④
C．只有④
D．只有①②和③
4．要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是(　　)
A．增大电容器两极板的间距
B．升高电容器的充电电压
C．增加线圈的匝数
D．在线圈中插入铁芯
5．如图为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况，以下说法中正确的是
（
）
A．电容器正在放电
B．电感线圈中的电流正在增大
C．电感线圈中的磁场能正在转化为电容器中的电场能
D．自感电动势正在阻碍电流增加
6．LC回路中电容器极板上的电荷量随时间的变化关系如右图所示，下列说法不正确的是（
）
A．在t1时刻，电路中的磁场能最小
B．从t1时刻到t2时刻，电路中电流变小
C．从t2时刻到t3时刻，电容器不断被充电
D．在t4时刻，电容器的电场能最小
7．在图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时（
）
A．a点电势比b点高
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电路中电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在增大
8．电容C减小到原来的，则振荡电路的周期将变为（
）
A．
B．
C．2T0
D．6T0
9．如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在减小，则此时（
）
A．a点电势比b点低
B．电容器两极板间场强正在增大
C．电路中电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在减小
10．把一根软铁棒插入LC振荡电路的空心线圈中，其他条件保持不变，则电路的
A．固有频率变大
B．固有周期变大
C．磁场能不变
D．最大电压增大
11．某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20
cm，每秒脉冲数n＝5
000，每个脉冲持续时间t＝0.02
μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
12．有一LC振荡电路，如图所示，当电容调节为时，能产生频率为的振荡电流，要获得频率为的振荡电流，则可变电容应调为多大？设电感L保持不变
13．如图所示，S先接通a触点，让电容器充电后再接通b触点，设这时可变电容
(1)经过多长时间电容C上的电荷第一次释放完？
(2)这段时间内电流如何变化？线圈两端电压如何变化？
参考答案
1．A
【解析】试题分析：在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．
若磁场正在减弱，根据楞次定律感应电流方向为向上，所以负电荷运动到下极板，上极板带正电，反之磁场增强，上极板带负电，此种情况，磁场能增大，电场能减小，电容器放电，自感电动势正在阻碍电流的增大，A正确．
2．C
【解析】因线圈L的电阻不计，则闭合S，稳定后，电容器两端电压为0，电容器不带电，选项AB错误；断开S的瞬间，
电灯熄灭；LC组成振荡电路，电容器被充电，
a极板将带正电，选项C正确，D错误；故选C.
3．D
【解析】①、在b、d两时刻，电量为零，故电场能为零，电流最大；磁场能最大，①正确；
②、在a→b时间内，电荷量减小，电场能转变为磁场能，②正确；
③、a、c时刻，电荷量最大，此时电场能最大，磁场能为零，③正确；
④、在O→a时间内，电荷量在增加，故电容器被充电；而c→d时刻，电荷量在减小，电容器在放电，④错误；
综上分析，ABC错误；D正确；
故选D。
4．A
【解析】LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，要想增大频率，减小电容C，减小线圈的自感系数L，再根据,
增大电容器两极板的间距，电容减小，所以A正确；升高电容器的充电电压，电容不变，B错误；增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯，自感系数增大，故CD错误。
5．C
【解析】
A、从电流方向和磁感线看，电容器在充电，故A错误；
B、电容器充电中，电流会越来越小，线圈电流变小，故B错误；
C、电流减小，磁场能量变少，转换为电容器电场的能量，故C正确；
D、电流变小，自感再阻碍它变小，故D错误；
6．B
【解析】
在时t1时电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故A正确；从t1时刻到t2时刻，电容器的电量逐渐减小，电场能逐渐减小，根据能量守恒可知此时磁场能量逐渐增大，使用电路中的电流逐渐增大．故B错误．从t2至t3电容器两端的电量逐渐增大，电容器不断被充电．故C正确；在t4时刻电容器两端的电量为0，电容器的电场能最小，故D正确．此题选择不正确的选项，故选B.
7．B
【解析】
A.线圈中磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所以下极板带正电，上极板带负电，a点电势比b点低，故A错误；
BC.由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电路中电场能正在减小，故B正确，C错误；
D.电容放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故D错误。
故选：B。
8．B
【解析】
根据LC回路的周期公式T=2π可知：若线圈的自感系数L不变，周期T∝．故选项B正确．
9．BC
【解析】根据安培定则，线圈中的电流从b到a，此时电流正在减小，表明电容器正在充电，所以下板带负电，上板带正电．a点电势比b点高，电容器两极板间场强正在增大，电场能在增大，电流放电变快，线圈中感应电动势变大．故BC正确、AD错误．故选BC．
点睛：本题考查对电磁振荡过程的理解，难点在于电容器极板带电情况的判断，要根据电流方向和电容器充放电情况分析．
10．BC
【解析】LC振荡电路中的线圈插入铁芯时，自感系数L增大，由T=2π知，B正确，A错误，因能量由电容器充电的能量和电压决定，故C正确，D错误。
11．1.5×109Hz
3×104m
【解析】
(1)电磁波一般在空气中传播，传播速度认为等于光速c＝3.0×108m/s，因此
＝Hz＝1.5×109Hz
(2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间t＝0.02
μs，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量．设最大侦察距离为x，两个脉冲时间间隔为Δt＝s＝2×10－4s?0.02
μs(故脉冲持续时间可以略去不计)，则2x＝vΔt所以x＝＝3×104m.
思路分析：根据公式分析;经过分析可得Δt?0.02
μs,所以脉冲持续时间可以略去不计,
则根据公式2x＝vΔt可得
试题点评：第二问中注意两个脉冲时间间隔为电磁波往返的时间
12．50pF
【解析】
试题分析：当LC电路的振荡频率与电磁波信号频率相同时，发生电谐振，接受的信号最强，根据公式，即可求解．
LC电路的振荡频率为：，
由于电感L保持不变所以：
代入数据解得：
点睛：本题主要考查了LC震荡电路的周期公式，属于基础题．
13．(1)1.17×10－6
s
【解析】(1)根据T＝2π，该电路的振荡周期为T＝2π＝2×3.14×s≈4.68×10－6s，
电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的时间为t＝＝1.17×10－6s.
(2)电流逐渐增大，线圈两端的电压逐渐减小．
点睛：此题关键是要掌握LC振荡电路的振荡周期T＝2π及振动规律，知道振荡电路的四个振荡过程即可解答.