广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：3.1电磁振荡 课时训练（含解析）

3.1电磁振荡
1．图甲中通过点电流（向右为正）的变化规律如图乙所示，则（
）
A．间，电容器正在充电
B．间，电容器上极板带正电
C．内，点的电势比点的电势高
D．内，磁场能转化为电场能
2．如图甲电路中，是电阻不计的电感器，是电容器，闭合开关，待电路达到稳定状态后，再断开开关，电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器中的电流方向从到为正，断开开关的时刻为，那么图乙中能正确表示电感器中的电流随时间变化规律的是（
）
A．B．C．
D．
3．在振荡电路中，当振荡电流为零时，下列说法中正确的是（
）．
A．电容器充电完毕，电容器的电荷量达到最大，场强也最大
B．磁场能开始向电场能转化
C．穿过线圈的磁通量最大
D．线圈中产生的自感电动势最小
4．如果收音机调谐电路中是采用改变电容的方式来改变回路固有频率的．当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时，则电容器的最大电容量与最小电容量之比为(　　)
A．3∶1
B．9∶1
C．1∶3
D．1∶9
5．用一平行板电容器和一个线圈组成振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是（
）
A．增大电容器两极板间的距离
B．减小电容器两极板间的距离
C．减小电容器两极板的正对面积
D．增大电容器两极板的电压
6．一台无线电接收机，当接收频率为的信号时，调谐电路里电容器的电容是。如果调谐电路里的电感线圈保持不变，要接收频率为的信号时，调谐电路里电容器的电容应变为（
）
A．
B．
C．
D．
7．某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分.已知线圈自感系数L＝2.5×10—3H，电容器电容C＝，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则
A．LC振荡电路的周期
B．当时，电容器上极板带正电
C．当时，电路中电流方向为顺时针
D．当
时，电场能正转化为磁场能
8．关于振荡电流，下列说法中正确的是（
）
A．振荡电流最大的瞬间，自感电动势为零
B．振荡电流为零时，自感电动势最大
C．振荡电流减小的过程中，自感电动势方向与电流同方向
D．振荡电流增大的过程中，磁场能转化为电场能
9．如图所示，为一电阻可忽略的线圈，为一灯泡，为电容器，开关处于闭合状态，灯泡正常发光，现突然断开，并开始计时，能正确反映电容器极板上电荷量及回路中电流（规定顺时针方向为正）随时间变化的图象是（图中为正值表示极板带正电）（
）
A．B．C．
D．
10．下列关于电磁场的说法中正确的是（
）
A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
B．任何变化的电场周围一定有磁场
C．周期变化电场和周期变化磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场
D．电磁波的理论在先，实践证明在后
11．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值．现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，以T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点，如图所示．
(1)T、L、C的关系为____________________________．
(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线______________．
12．用如图所示的LC电路，可以产生电磁振荡．设其中所用电容器的电容为C、线圈的自感系数为L，则该电路辐射电磁波的频率为____．
13．如图所示的振荡电路中，自感系数L＝300
μH，电容C的范围为25～270
pF，求：
(1)振荡电流的频率范围；
(2)若自感系数L＝10
mH，要产生周期T＝0.02
s的振荡电流，应配置多大的电容？
参考答案
1．C
【解析】
A.由题图乙知，内，电流逐渐增大，电容器正在放电，A项不合题意.
B.内，电流沿正方向逐渐减小，是充电过程，电容器上极板带负电、下极板带正电，B项不合题意.
C.间，电流沿负方向逐渐增大，是放电过程，Q点比P点电势高，C项符合题意.
D.放电过程中电场能转化为磁场能，故D项不合题意．
2．C
【解析】
S断开前，ab段短路，电流从，电容器不带电；S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量最大时，ab中电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流．
AD.电流从最大值开始变化；故A项不合题意，D项不合题意.
B.电流从负向最大开始减小；故B项不合题意．
C.电流的变化图象与分析过程相符；故C项符合题意.
3．A
【解析】在振荡电路中，振荡电流，由电容器极板上电荷量的变化率决定；当
时，
，则电容器充电完毕，电容器极板上电荷量
达到最大，又两极板电压，
，所以场强也最大，电场能最大，磁场能最小，此时电场能开始向磁场能转化，线圈中的磁通量最小；又线圈中的自感电动势，由电路中电流变化率决定，与电流大小无关，当
时，电流变化率最快，自感电动势有最大值．故选A．
4．B
【解析】
由λ＝＝c·2π知，λ＝c·2π，3λ＝c·2π，则＝，所以B对．
思路分析：接收到清晰地电信号是调节电路使其达到电谐振，所以根据波长和频率的关系，利用振荡电路的周期公式进行解答．
试题点评：考查收音机接受电磁波的原理
5．B
【解析】
根据及可知，，增大电容器电容，可以增大发射电磁波的波长，由，可知，减小电容器两极板的距离、增大正对面积都可以增大电容器电容，故选项B正确．
6．A
【解析】
由得;
因为解得,故选项A正确．
7．C
【解析】
A项：由公式，故A错误；
B项：当，即电容器先放电再反向充电，所以电容器上极板带负电，故错误；
C、D项：当即，即电容器处于反向充电过程，所以电流方向为顺时针，磁场能正在转化为电场能，故C正确，D错误。
8．ABC
【解析】
A.振荡电流最大的瞬间，电流的变化率为零，因此自感电动势为零，A项符合题意.
B.振荡电流为零时，电流的变化率最大，线圈对电流变化的阻碍作用最大，因此电动势最大，B项符合题意.
C.振荡电流减小的过程中，自感电动势的作用就是阻碍电流的减小，应与其同向，C项符合题意.
D.振荡电流增大的过程中，是磁场能增加的过程，是电场能转化为磁场能，D项不合题意．
9．BC
【解析】
S闭合时，D正常发光，此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，
AB.断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，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项不合题意，B项符合题意.
CD.当突然断开S，线圈中电流减小，则出现感应电动势，从而对电容器进行充电，导致磁场能减小，电场能增大，则电流减小，线圈因阻碍电流减小，则方向是顺时针，故C项符合题意，D项不合题意.
10．BCD
【解析】
A.均匀变化的电场或磁场，不会在其周围产生电磁场，也不会有电磁波存在，故A项不合题意．
B.任何变化的电场周围一定有磁场，故B项符合题意．
C.周期变化电场和周期变化磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场，故C项符合题意．
D.麦克斯韦建立电磁波的理论在先，赫兹用实践证明在后，故D项符合题意．
11．(1)T＝2π(2)如图所示
【解析】
本题主要考查两点：一是考查学生能否根据正确的作图规则画出T2C图像(图像应尽量通过或靠近比较多的数据点，不通过图像的数据点应尽量较均匀地分布在图线的两侧)；二是考查学生的数形结合能力．学生需将LC回路的固有周期公式T＝2π变换成T2＝4π2LC，从而认识到T2C图线为一过坐标原点的直线(在本题中，横、纵坐标的起点不为零，图线在纵轴上有一正截距值)，图像的斜率为4π2L，L＝，只有正确作出图线，并得到L＝，才可以计算出L的测量平均值为0.035
1
H～0.038
9
H范围的某一数值．
12．
【解析】
振荡电路的振荡周期，解得：．
13．(1)0.56×106～1.8×106
Hz
(2)10－3
F
【解析】
【详解】
(1)由f＝得：
fmax＝
Hz＝1.8×106
Hz
fmin＝Hz＝0.56×106
Hz
所以频率范围为0.56×106～1.8×106
Hz.
(2)由T＝2π得：
C＝F＝10－3
F.
【点睛】
考查f=与T=2π公式的应用与掌握，注意数据运算的过程中要小心计算，避免出现错误．振荡电路产生的振荡电流频率平方与线圈L及电容器C成反比．