通江县永安中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：3.1电磁振荡 课时作业（含解析）

3.1电磁振荡
1．如图所示电路，电键S先闭合，稳定后，再断开电键S．若线圈中直流电阻为零，则从断开S开始计时，电容器C的N极板上的电量q随时间变化的图像是图中的哪一个？（
）
A．
B．
C．
D．
2．如图7所示为某时刻LC振荡电路中电容器中电场的方向和电流的方向,则下列说法中正确的是
A．电容器正在放电
B．电感线圈的磁场能正在减少
C．电感线圈中的电流正在增大
D．电容器的电场能正在减少
3．在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍?
（
）
A．自感L和电容C都增大一倍
B．自感L增大一倍，电容C减小一半
C．自感L减小一半，电容C增大一倍
D．自感L和电容C都减小一半
4．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
5．如下图所示的电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器，电键S接1待电路稳定后，将电键S改接2，则
A．电容器开始放电，放电过程中电感线圈磁场能减小
B．电容器开始放电，放电过程中电感线圈阻碍电流增大
C．若增大电容器极板间距，电容器充放电时间增大
D．若去掉线圈中的铁芯，电容器充放电频率会减小
6．如图甲所示的LC振荡电路中，把通过P点向右的电流方向规定为电流的正方向，通过P点的电流变化规律如图乙所示，则
A．0.5
s～1.0
s时间内，电容器在充电
B．0.5
s～1.0
s时间内，电容器的上极板带正电
C．1.0
s～1.5
s时间内，Q点比P点电势低
D．1.0
s～1.5
s时间内，磁场能正在转变成电场能
7．如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合电键K，待电路达到稳定状态后，再断开电键K，LC电路中将产生电磁振荡．如果规定断开电键K的时刻为t＝0，电感L中的电流I方向从a到b为正，线圈中磁场B的方向以初始时刻的方向为正方向，电容器左极板带电量为q，电容中电场强度E向右为正，时间为t，那么下列四个图中能够正确表示电感电容中物理量变化规律的是（
）
A．
B．
C．D．
8．在LC振荡电路中，t1时刻和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则下列说法中正确的是（
）
A．在t1时刻电容器正在充电
B．在t2时刻电容器正在充电
C．在t1时刻电路中的电流处在增大状态
D．在t2时刻电路中的电流处在增大状态
9．在LC振荡电路中，若某一时刻电容器两极板的带电情况和穿过线圈的磁感线方向如图所示，则下列说法中正确的是（
）
A．电容器正在充电
B．电路中电流强度正逐渐增大
C．此时刻线圈中产生的自感电动势正在增大
D．线圈中的磁场能正在向电容器中的电场能转化
10．如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时（　）
A．该电路正在充电
B．电容器两极板间场强正在变大
C．b点电势比a点高
D．电容器上极板带负电
11．如图所示，甲、乙、丙、丁四个LC振荡电路中，某时刻振荡电流i的方向如箭头所示．下列对各回路情况的判断正确的是（
）
A．若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大
B．若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器里的电场方向必定向下
C．若丙电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强
D．若丁电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板电荷必是上负下正
12．在LC振荡电路中，发现某时刻电容器的上极板带正电，穿过线圈的磁感线方向如图所示，则以下关于LC振荡电路的描述，说法正确的是（
）
A．电容器正在放电
B．电路中电流i正在减小
C．磁场能正在转化为电场能
D．如果仅增大两板间的间距d，则该LC振荡电路的周期增大
13．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是
[
]
A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小．
B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大
C．电容器极板上电荷最多时，电场能最大
D．回路中电流值最小时刻，电场能最小
14．在LC振荡电路中，随着电流的减小而增大的物理量(
)
A．线圈中的自感电动势
B．电容器两极板间的电压
C．电容器两极板间的场强
D．线圈的磁通量
15．振荡电路中的电容为30~390
pF，电感为88.6×10–3
H，振荡电路中产生的振荡电流的周期在什么范围内？如果电容器的电容为C1时，电路中的最大电流为I1，保持电容器的最大带电荷量不变，突然将C1减小到C2，电路中的最大电流为I2，试比较I1与I2．
参考答案
1．A
【解析】
S闭合稳定时，电容器两端的电势差为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零；断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器充电，N板带正电且电量逐渐增大，磁场能转化为电场能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L-C振荡电路，电量随时间周期性变化．故A正确，BCD错误．
2．B
【解析】
图示时刻，电容器下极板带正电；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，磁场能减小，电场能增大．故B正确，ACD错误
3．D
【解析】
根据知：
A、自感L和电容C都增大一倍，则振荡频率变为原来的一半．故A错误．
B、自感L增大一倍，电容C减小一半，则振荡频率不变．故B错误．
C、自感L减小一半，电容C增大一倍，则振荡频率不变．故C错误．
D、自感L和电容C都减小一半，则振荡频率增大一倍．故D正确．
4．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．
5．B
【解析】
A．电容器放电的过程中，电场能减小，磁场能增大．故A错误．
B．在放电的过程中，线圈对电流的变化有阻碍作用，会阻碍电流的增大．故B正确．
C．增大两极板的间距，电容减小，根据，知充放电周期减小．故C错误．
D．去掉线圈中的铁芯，电感减小，根据，知充放电周期减小，频率增大．故D错误．
故选B。
6．A
【解析】
A．
在0．5s至1s内，电路电流在正向减小，电容器正在充电，故A正确；
B．
在0．5s至1s内，电流是正的，即经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B错误；
C．
在1s至1．5s内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定律可知，电感线圈下端电势高，上端电势低，即Q点比P点电势高，故C错误；
D．
在1s至1．5s内，电路电流增大，磁场增加，磁感应强度变大，电路处于放电过程，电场能转化为磁场能，故D错误。
故选A。
7．BD
【解析】
在没有断开开关时，电流是从a流向b，当断开开关瞬间时，电流要减小，而线圈的感应电动势，阻碍电流减少，则电流方向不变，大小在慢慢减小，线圈中的磁场是由电流产生的，所以电流减小，磁感应强度减小，电场在反向增大，当电容器充电完毕时，电流为零，接着电容器放电，电流方向与之前相反，大小在不断增大，磁感应强度增大，电场减小，故BD正确，AC错误。
故选BD．
8．BC
【解析】
由图可知，t1时刻产生磁场的感应电流方向沿顺时针方向，则此时电容器正在放电，放电电流逐渐增大，A错误，C正确；t2时刻产生磁场的感应电流方向沿顺时针方向，则此时电容器正在充电，充电电流逐渐减小，B正确，D错误；故选BC．
9．AD
【解析】
AB.
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A正确B错误．
CD.
线圈磁场强度正在减小；电容器极板上的电荷量正在增加；电容器中的电场强度正在变大，磁场能正在转化为电场能，不存在自感电动势阻碍电流减小，故C错误D正确．
10．CD
【解析】
通过图示电流方向和电流增强，知电容器在放电，则电容器上极板带负电，下极板带正电，电流由b经线圈到a，因此b点电势高于a点；由于振荡电流增强，电容器上的电荷量正在减小，电场强度在减小，故AB错误，CD正确。
故选CD。
11．BD
【解析】
AC、如果i正在增大，则其变化率一定在减小，故自感电动势一定在减小；若i在减小，则线圈周围的磁场一定在减弱，故AC错误．
B、若i在增大，说明是放电过程，对于乙图，是从上极板流向下极板，则说明上极板带正电，进而可判断电场方向必向下，故B正确．
D、若i在减小，则说明是充电过程，在丁图中，电流指向下极板，故下极板必充上正电，上板带负电，所以D正确．
故选BD
12．BC
【解析】
ABC.根据图示磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器上极板带正电可知，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，线圈磁场强度正在减小，磁场能正在转化为电场能．故A错误，BC正确；
D.
根据电容器决定式知，仅增大两板间距d，电容器的电容减小，根据
可知，该LC振荡电路的周期将减小，故D错误．
13．BC
【解析】
AB．电容器放电完毕时，q=0，i最大，磁场能最大，所以A错误B正确；
CD．电流最小i=0时，q最多，极板间电场最强，电场能最大，所以C正确D错误；
故选BC。
14．ABC
【解析】
A．电流在减小，但是电流的变化率增加了，故自感电动势增加，故A正确；
BC．图中电流在减小，说明正在充电，故电容器带电量增加，电容器两极板间的电压和两极板间的场强均增加，故B
C正确；
D．电流在减小，故线圈的磁通量减小；故D错误；
故选ABC。
15．1.0×10–6~3.69×10–6
s
I2>I1
【解析】
T=2π
T1=2π=2×3.14×=1.0×10–6
s
T2=2π=2×3.14×=3.69×10–6
s
则其周期的范围为：1.0×10–6~3.69×10–6
s．
当电容器的电容突然减小时，放电速度加快，则周期变小，而一个周期通过电路的电荷量总量不变，所以电流会增大，则I2>I1．