惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：3.1电磁振荡 课时练（含解析）

3.1电磁振荡
1．如图所示是空间磁感应强度B的变化图象，在它周围空间产生的电场中的某一点电场强度E应是(　　)
A．逐渐增强
B．逐渐减弱
C．不变
D．无法确定
2．如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的图象　　
A．时间内，电路中电流强度不断增大
B．时间内，电场能越来越小
C．时刻，磁场能为零
D．时刻电流方向要改变
3．在LG回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中错误的是　　
A．电容器放电完毕时刻，回路中电流最小
B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大
C．电容器极板上所带电荷量最多时，电场能最大
D．回路中电流值最小时刻，电容器带电量最大
4．一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是(　　)
A．减小电容器两极板间的距离
B．减少线圈的匝数
C．增大电容器两极板间的正对面积
D．减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数
E.减小电容器两极板间的距离的同时增加线圈的匝数
5．LC电路中产生的电流如图所示，则（
）
A．t1时刻电容器极板上带电荷量最多
B．t2时刻电路中磁场能为零
C．t3时刻磁场能将开始向电场能转化
D．t1～t2过程中电容器不断充电
E.t2～t3过程中电容器不断充电
6．如图甲所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则(　　)
甲
乙
A．0.5
s到1
s时间内，电容器C在放电
B．0.5
s至1
s时间内，电容器C的上极板带正电
C．1
s至1.5
s时间内，Q点的电势比P的电势高
D．1
s至1.5
s时间内，电场能正在转变成磁场能
E.t＝1
s时电路中电场能最大而磁场能最小
7．如图所示为理想LC振荡回路，此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图.下列说法正确的是(　　)
A．如图所示的时刻电容器正在放电
B．如图所示的时刻电流正在减小
C．电路中的磁场能在减少
D．电容器两端的电压在增加
E.电容器两端的电压在减少
8．在LC电磁振荡回路中，电容两端的电压u随时间t变化的规律如图所示，则　　
A．在时刻，电路中的磁场能最小
B．在时刻，电路中的磁场能最小
C．从时刻至，在电路中磁场能转化为电场能
D．从时刻至，在电路中电场能转化为磁场能
9．在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图，且电流正在减小，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．电场能正在向磁场能转化
D．磁场能正在向电场能转化
10．在LC振荡电路的工作过程中，下列的说法正确的是
A．电容器放电完了时，两极板间的电压为零，电路中的电流达到最大值
B．电容器两极板间的电压最大时，线圈中的电流也最大
C．在一个周期内，电容器充、放电各一次
D．振荡电路的电流变大时，电场能减少，磁场能增加
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．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．C
【解析】
由题图可知，磁场均匀增强，根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，即电场E不变，故C正确,ABD错误．
2．B
【解析】
在时间内，极板间的电压增大，极板电量增大，所以为充电过程，电流强度减小，A错误；在到时刻极板电压减小，极板电量减小，所以电容器放电，电流逐渐增大，磁场能增大，电场能减小；时刻电压为零，说明是放电完毕，电场能为零，磁场能最大；之后将是对电容器充电，且电流方向不变，故B正确，CD错误．
3．A
【解析】
在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少．从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加．从能量看：磁场能在向电场能转化．
【详解】
电容器放电完毕时，带电量为零，电场能为零，电路中的感应电流最大，磁场能最大，A错误B正确；电容器充电完毕时，电量最多，电场能达到最大，C正确；回路中电流值最小时刻，磁场能最小，而电量最大，D正确．
【点睛】
电容器充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0．放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大．
4．ACE
【解析】
由于振荡电路的周期T＝2π，所以要想增大周期可以增大电容和自感系数．减小电容器两极板间的距离会增大电容，周期变大，A正确；减少线圈的匝数可减小自感系数，周期变小，B错误；增大电容器两极板间的正对面积会增大电容，则周期变大，C正确；减小电容器两极板间的距离的同时，增大线圈的匝数，C和L都增大，则周期增大，D错误，E正确．故选ACE.
【点睛】
本题比较简单，考查了LC振荡电路的周期公式T＝2π与L及C有关，注意掌握影响L与C的因素．
5．BCD
【解析】
由i－t图像可知，t1时刻，i最大，故q应为零，A错；t2时刻，i为0，与其对应的磁场能为零，所以B对；t3时刻，i最大，q为零，电容器刚放电完毕，将开始充电，即磁场能将向电场能转化，C对；t1～t2，i减小，故q增大，所以为充电过程，D对，t2～t3过程中电流i变大，电容器不断放电，选项E错；故选BDE．
【点睛】
LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小；
6．CDE
【解析】
0.5
s至1
s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板；1
s至1.5
s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P，Q点的电势比P的电势高，t＝1
s时电流为零，电路中电场能最大，磁场能最小，则CDE正确，AB错误；故选CDE.
【点睛】
此题关键是知道振荡电路的振荡过程：LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小；解题时根据图象分析清楚电磁振荡过程答题．
7．BCD
【解析】
由电场方向可知电容器上极板带正电，由线圈中的电流方向可知电路中电流方向为逆时针，结合以上两点可知电容器在充电，电路中的电流正在减小磁场能在减少，电容器两端的电压在增加；
A．如图所示的时刻电容器正在放电，与结论不相符，选项A错误；
B．如图所示的时刻电流正在减小，与结论相符，选项B正确；
C．电路中的磁场能在减少，与结论相符，选项C正确；
D．电容器两端的电压在增加，与结论相符，选项D正确；
E．电容器两端的电压在减少，与结论不相符，选项E错误；
故选BCD.
【点睛】
此题关键是知道LC振荡电路的振动过程；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．
8．AC
【解析】
在LC振荡电路中电容器两端的电压越大，电荷所带的电荷量越大，两极板之间的电场越强，电场能越大，电流强度越小，磁场能量越小．
【详解】
在时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，A正确；在时电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，B错误；从至电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，即磁场能正在转化为电场能，C正确D错误．
【点睛】
在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少（两极板的电压减小），磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少．从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加（两极板的电压增大），磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加．从能量看：磁场能在向电场能转化．
9．BD
【解析】
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．
【详解】
通过图示电流方向，知电容器在充电，则电容器上极板带负电，下极板带正电，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，BD正确，AC错误．
10．AD
【解析】
电容器放电时，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少，电容器放电完了时，两极板间的电压为零，电路中的电流达到最大值，故A正确．电容器两极板间的电压最大时，线圈中的电流最小，故B错误．在一个周期内，电容器充、放电各两次，故C错误．振荡电路的电流变大时，电容器在放电，电场能减少，磁场能增加，故D正确．故选AD．
【点睛】
电容器充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0．放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大．
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．(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.