四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：3.1电磁振荡 配套练习（含解析）

3.1电磁振荡
1．如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，下列说法正确的是：
A．在t1时刻，电路中的磁场能最大
B．从t1到t2，电路中的电流值不断变大
C．从t2到t3，电容器不断放电
D．在t4时刻，电容器的电场能最大
2．在LC振荡电路中（理想情况），某时刻上部分电路中电流方向向右，如图下所示，且电流正在增大，则该时刻(　
　
)
A．电容器上极板带正电，下极板带负电
B．电容器上极板带负电，下极板带正电
C．磁场能正在向电场能转化
D．线圈和电容器两边的电压可能不等
3．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻
A．振荡电流i在增大
B．电容器正在放电
C．磁场能正在向电场能转化
D．线圈中的磁场在增强
4．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（
）
A．A板带正电
B．线圈L两端电压在增大
C．电容器C正在充电
D．电场能正在转化为磁场能
5．实际发射无线电波的过程如图所示。高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图乙所示。根据以上图象，发射出去的电磁波图象应是（
）
A．B．C．D．
6．在LC回路中产生电磁振荡的过程中（
）
A．从电容器放电开始计时，当（k=0，1，2，…）时，振荡电流最大
B．当电容器中电场强度增大时，线圈中的自感电动势与振荡电流方向相反
C．向电容器充电是磁场能转化成电场能的过程
D．电容器在相邻的充、放电时间内，电流方向一定相同
7．如图所示，线圈自感系数为L，其电阻不计，电容器的电容为C，开关S闭合．现将S突然断开，并开始计时，以下说法中正确的是（
）
A．当时，由a到b流经线圈的电流最大
B．当时，由a到b流经线圈的电流最大
C．当时，电路中电场能最大
D．当时，电容器左极板带有正电荷最多
8．下列说法中正确的是
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，若a光能使某金属发生光电效应，则采用b光照射也一定能发生光电效应
B．图乙是铀核裂变图，其核反应方向为，若该过程质量亏损为，则铀核的结合能为
C．图丙表示LC振荡电路充放电过程的某瞬间，根据电场线和磁感线的方向可知电路中电流强度正在减小
D．图丁中的P、Q是偏振片。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
9．下列关于电磁波的说法正确的是
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验得到了证实
B．使电磁波随信号而改变的技术叫调制
C．使接收电路产生电谐振的过程叫解调
D．寒冷的冬天坐在火炉边，可以享受红外线带来的温暖
10．在LC振荡电路中，和时电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示，若，则下列说法中正确的是　　
A．在时刻电容器正在充电
B．在时刻电容器正在充电
C．在时刻电路中的电流处在增大状态
D．在时刻电路中的电流处在增大状态
11．如图所示的电路中，电容器的电容C＝1
μF，线圈的自感系数L＝0.1
mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，经过3.14×10－5
s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)
12．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？若接收电路是由电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈，此时产生电谐振的电容多大？
13．有一振荡电路，自感系数为。电容可调范围为。求：
①回路产生电磁波的频率范围。
②最大波长与最小波长的比值。
参考答案
1．B
【解析】
电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程．q体现电场能，i体现磁场能．
【详解】
A、在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小．故A错误；
B、在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加．故B正确；
C、在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，故C错误；
D、在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误；
故选B
【点睛】
电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用．
2．A
【解析】A、通过图示电流方向，且电流正在增大，知电容器在放电，则电容器上极板带正电，下极板带负电，振荡电流增大，电容器上的电荷量正在减小，电场能正在向磁场能转化，故BC错误，A正确；
D、由图可知，此时线圈和电容器两边的电压相等，故选项D错误。
点睛：解决本题的关键知道在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。
3．C
【解析】通过图示电流方向，知电容器在充电，振荡电流减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化，线圈中的磁场在减弱，故C正确，ABD错误；
故选C。
4．D
【解析】
通过图示电流方向，知电容器在放电，则电容器上极板A带负电，下极B板带正电，振荡电流增大，电容器上的电荷量正在减小，由
知AB两板间的电压在减小，电场能正在向磁场能转化，D正确，ABC错误。
故选D。
5．B
【解析】
使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制．调制共有两种方式：一是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一是调频，通过改变频率来实现信号加载电磁波。由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化．故B正确、ACD错误。
6．C
【解析】
A、当
（k=0，1，2，…）时，
由图可知振荡电路电流为零，A错误；
B、当电场强度增大时，电容器充电，线圈中自感电动势与电流方向相同，B错误；
C、电容器充电时，电场能增大，磁场能减小，磁场能转化为电场能，C正确；
D、相邻的充、放电时间内，电荷的运动方向相反，电流方向相反，D错误．
故选C
【名师点睛】由于电磁振荡电路可以产生电磁波，而电磁波可以用正弦函数图像表示，所以电路中的电流、极板电荷量均是按照正弦函数关系变化的．
7．CD
【解析】
AC、根据LC振荡电路的周期公式，
当时，电源的线圈给电容器充电刚好结束，则流经线圈的电流最小，电路中电场能最大，故A错误，C正确；
B、当时，电容器刚好放电结束，流经线圈的电流最大，方向向左，故B错误；
D、当时，电容器刚好反向充电刚好结束，电容器C两极板间电压最大，且电容器左极板带有正电荷，故D正确；
故选CD．
8．ACD
【解析】从图中可以看出，b光线在水中偏折得厉害，即b的折射率大于a的折射率，由折射率与频率的关系可知，b光的频率大于a光的频率，结合光电效应发生的条件可知，若a光能使某金属发生光电效应，则采用b光照射也一定能发生光电效应．故A正确．核子结合成原子核释放出的能量与核子数之比是结合能；在核反应的过程中，质量亏损为△m，核反应的过程释放的能量为△mc2，不是结合能．故B错误．由图示磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器上极板带正电，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小．故C正确．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确．故选ACD.
点睛：该题考查多个知识点的内容，其中根据磁场方向应用安培定则判断出电路电流方向、根据电场方向判断出电容器带电情况是正确解题的关键．
9．BD
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验得到了证实，选项A错误；使电磁波随信号而改变的技术叫调制，选项B正确；使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，选项C错误；红外线具有热作用，则寒冷的冬天坐在火炉边，可以享受红外线带来的温暖，选项D正确；故选BD.
10．BC
【解析】
由题图t1时刻感应电流的方向与放电电流方向相反，电流应增大，故此时正在放电；而t2时刻感应电流的方向与充电电流方向相同，电流应减小，此时电容器正在充电，故BC正确，AD错误．
11．20
m/s2,10
m/s2
【解析】
当S拨至a时，油滴受力平衡，显然带负电；
所以
mg=qU/d
当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为
当t=3.14×10－5s时，电容器恰好反向充电结束，由牛顿第二定律得，
qU/d+mg=ma
以上式子联立，代入数据解得
a=20m/s2
当振荡电流最大时，两极板间无电场，油滴仅受重力作用
所以
mg=ma/
a/=g=10m/s2．
12．8000m
【解析】
由得：
由公式得：
答案：8000m
13．①②15
【解析】
①因为，所以：
，
，
其电磁波的频率范围是：
②因为
，
所以：
。