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高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁震荡与电磁波第一节 电磁振动同步训练题
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这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁震荡与电磁波第一节 电磁振动同步训练题,共13页。试卷主要包含了1电磁振动 跟踪训练,5,电容C=4,4μF,电感L为1mH,1兆赫,6×10-16F等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年粤教版(2019)选择性必修第二册4.1电磁振动 跟踪训练(解析版)1.如图所示为一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( )A.t1时刻电感线圈两端的电压最大B.t2时刻电容器两极板间电压为零C.在t2~t3时间内,电路中的电场能不断增大D.在t3~t4时间内,电容器所带电荷量不断增大2.在如图甲所示的振荡电路中,电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示,规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向,则电路中振荡电流随时间变化的图像是( )
A. B.C. D.3.如图所示是LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )A.电容器正在放电B.电容器正在充电C.电感线圈中的电流正在增大D.电容器两极板间的电场能正在减小4.如图中LC振荡电路,线圈的自感系数L=2.5,电容C=4。从电流逆时针最大开始计时,当t=2.5π×10−4s时,下列说法正确的是( )A.电容器正在充电 B.电容器正在放电C.电容器上极板a带负电 D.电容器上极板a带正电5.如图所示,图为振荡电路,通过点的电流如图,规定通过点向左的电流方向为正方向,下列说法正确的是( )A.在时刻,线圈中的磁场能最大B.在时刻,电容器的电场能最大C.0到电容器正在充电,上极板带正电D.到电容器正在放电,上极板带负电6.如图所示,LC电路中,电容C为0.4μF,电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时,极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时,灰尘开始在电容器内运动(设灰尘未与极板相碰),此时开始计时,在一个振荡周期内,下列说法正确的是( )A.时,回路中电流变化最快B.时,灰尘的速度最大C.时,灰尘的加速度最大D.时,线圈中磁场能最大7.如图所示,一回路的线圈电感,电容器电容,电容器两板最大电压为。在电容器开始放电时设为零时刻,上极板带正电,下极板带负电,则( )A.此振荡电路的周期为B.前内的平均电流约为C.当时,电路中磁场能最大D.当时,电容器上板带正电荷8.如图所示的电路,电阻,电容,电感,电感线圈的电阻可以忽略。单刀双掷开关S置于“1”,电路稳定后,再将开关S从“1”拨到“2”,图中回路开始电磁振荡,振荡开始后时,下列说法正确的是( )A.电容器正在放电B.电容器的上极板带负电C.电场能正在转化为磁场能D.穿过线圈L的磁感应强度方向向上,且正在逐渐增强9.某时刻LC振荡电路的状态如图所示,下列说法中正确的是( )A.电容器电容正在增大B.电容器两板间电压正在增大C.振荡电流i正在增大D.电场能正在向磁场能转化 10.在LC电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,电路中的磁场能最小B.电路中的电流最大的时刻,电路中的磁场能最大C.电容器极板上的电荷最多时,电场能最大D.电容器放电完毕时刻,回路中电流最大11.在LC振荡电路中,若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加,则( )A.电路中的电流正在增大B.电路中的电场能正在增加C.电路中的电流正在减小D.电路中的电场能正在向磁场能转化12.在LC振荡电路中,当电容器充电完毕尚未开始放电时,下列说法正确的是( )A.电容器中的电场最强B.电路里的磁场最强C.电场能已有一部分转化成磁场能D.磁场能已全部转化成电场能13.如图甲为LC振荡电路,其中图乙描绘的是流过电路中M点的电流随时间变化规律的图线,假设回路中电流顺时针方向为正,则下列说法正确的是( )A.在第1s末到第2s末的过程中电容器正在向外电路放电B.在第1s末到第2s末的过程中电容器的下极板带负电C.在第2s末到第3s末的过程中M点的电势比N点的电势低D.在第2s末到第3s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小14.振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,则下列有关结论正确的是( )A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电,则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大E.若电容器正在放电,则线圈中电流正在减小15.图为振荡电路中电容器M板上的电量q随时间t变化的图像。在某段时间里,回路的磁场能在减小,且M板仍带正电,则下列说法中正确的是( )A.在这段时间里,M板上的电量q的变化可能对应图中的段B.在这段时间里,M板上的电量q的变化可能对应图中的段C.在这段时间里,电路中电流方向为逆时针D.在这段时间里,电路中的电流值不断减小 16.实验室里有一水平放置的平行板电容器,知道其电容C=1 μF。在两极板上带有一定电荷时,发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间。手头上还有一个电感L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示电路,分析以下问题:(重力加速度为g)(1)从S闭合时开始计时,至少经过多长时间电容器电场方向向上?此时粉尘的加速度大小是多少?(2)从S闭合时开始计时,至少经过多长时间线圈中电流最大?此时粉尘的加速度大小是多少?
17.如图所示,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关掷向2,(1)电容器通过线圈放电过程中,线圈中的电流怎样变化?电容器的电场能转化为什么形式的能?(2)在电容器反向充电过程中,线圈中电流如何变化?电容器和线圈中的能量是如何转化的?(3)线圈中自感电动势的作用是什么? 18.一台收音机的接收频率范围从到。设这台收音机能接收的相应波长范围从到,调谐电容器的相应电容变化范围从到。那么波长、之比为多少?电容、之比为多少?19.中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称,九套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”,北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c=3×108m/s。则(计算结果保留两位有效数字)(1)求“中国之声”电台发出的电磁波波长;(2)如果收音机的接收装置是由LC电路组成,该接收装置里的线圈自感系数L=4mH,此时产生电谐振的电容多大?20.在某时刻的LC振荡电路中,电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示。此时电容器在充电还是放电?电路中电流在增大还是减小?为什么?
参考答案1.D【详解】A.t1时刻电流最大,电流的变化率是零,自感电动势为零,线圈两端电压最小,A错误;B.t2时刻电流最小,电场能最大,电容器两极板间的电压最大,B错误;C.在t2~t3时间内,电容器处于放电过程,电场能减小,磁场能增大,C错误;D.在t3~t4时间内,电容器处于充电过程,两极板带电荷量不断增大,D正确。故选D。2.D【详解】电容器极板间电压随电容器极板上电荷量的增大而增大,随电荷量的减小而减小.从题图乙可以看出,在0~这段时间内是充电过程,且即A板应带正电,只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电,同时考虑到t=0时刻电压为零,电容器极板上的电荷量为零,电流最大,即t=0时刻,电流为负向最大,故D正确,ABC错误。故选D。3.B【详解】AB.由题图螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在沿逆时针方向充电,B正确,A错误;CD.充电时电流在减小,电感线圈中的磁场能正在减弱,电容器两极板间的电场能正在增大,CD错误。故选B。4.C【详解】已知L=2.5mH=2.5×10-3H,C=4μF=4×10-6C,则振荡电路的周期为则即t=(1+)T因从电流逆时针最大开始计时,则当t=2.5π×10-4s时,电路中电流为0,磁场能为零,电场能最大,电容器充电完毕,且电容器下极板b带正电,上极板a带负电,故ABD错误,C正确。
故选C。5.D【详解】AC.0到,电流为正,且正在减小,即电流为逆时针方向减小,说明电容器正在充电,电流方向为正电荷的运动方向,所以上极板带负电。在时刻,电流最小,而线圈中的磁场能与电流同步变化,则在时刻,线圈中的磁场能最小,故AC错误;BD.到,电流为负,且正在增加,即电流为顺时针方向增加,说明电容器正在放电,电流方向为正电荷的运动方向,所以上极板带负电。在时刻,电流最大,电流的变化率为零,电容器的带电荷量为零,电容器电场能最小,故B错误,D正确。故选D。6.C【详解】A. 开关S断开时,极板间带电灰尘处于静止状态,则有式中m为灰尘质量,Q为电容器所带的电荷量,d为板间距离,由,得s=4π×10-5s开关S闭合时t=0,则当t=时,即时,电容器放电完毕,回路中电流最大,回路中电流变化最慢,故A错误;B. 当t=时,即时,电容器放电完毕,此时灰尘仅受重力;之后电容器反方向充电,带电灰尘受电场力方向向下,带电灰尘会继续加速,故B错误;C. 当t=2π×10-5s时,即t=时,振荡电路中电流为零,电容器极板间场强方向跟t=0时刻方向相反,则此时灰尘所受的合外力为F合=mg+=2mg又因为F合=ma,此时灰尘的加速度a=2g,方向竖直向下;之后电容器再次反向充电,极板间场强方向又跟t=0时刻方向相同,带电灰尘受电场力方向向上,所以2π×10-5s时,灰尘的加速度最大为2g,故C正确;D. 当t=2π×10-5s时,即t=时,振荡电路中电流为零,线圈中磁场能最小,故D错误。故选C。7.B【详解】A.根据解得A错误;B.电容器两板电压最大为1V,电容C=4μF,根据则B正确;CD.当时,也就是半个周期,反向充电结束,电路中电场场能最大,电容器下板带正电荷,CD错误。故选B。8.B【详解】对LC振荡电路的周期为则在时刻从初始状态振荡半个周期,则此时电容器正在反向充电,电容器下极板带正电,上极板带负电,磁场能正在转化为电场能,因通过线圈的电流正在向下减弱,则穿过线圈L的磁感应强度方向向下,且正在逐渐减弱。故选B。9.B【详解】A.根据可知电容的大小与带电量无关,因此电容大小不变,A错误;B.电容器上极板带正电,而且正电荷正在流向上极板,因此电容器正在充电,两极板间的电压正在增大,B正确;C.电容器充电的过程中,电流逐渐减小。C错误;D.电容器充电的过程中,磁场能正在电场能向转化,D错误。故选B。10.BCD【详解】ABD.电容器放电完毕时刻,回路中电流最大,磁场能最大,A错误,BD正确;C.电容器极板上的电荷最多时,极板间电场强度最大,电场能最大,C正确。故选BCD。11.BC【详解】AC.在LC振荡电路中,若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加,说明电容器正在充电,此时由磁场能转化为电场能,磁场能减少,电路中电流正在减小, A错误,C正确;BD.电路中的磁场能转化为电场能,磁场能减少,电场能正在增加,B正确,D错误。故选BC。12.AD【详解】LC振荡电路电容器充电完毕,电容器中电场最强,磁场最弱,电场能和磁场能之间还没有发生转化,故AD正确,BC错误。故选AD。13.CD【详解】AB.在第1s末到第2s末的过程中,振荡电流是充电电流,充电电流是由上极板流向下极板,则下极板带正电,A、B错误;CD.在第2s末到第3s末的过程中,振荡电流是放电电流,电场能正在减小,磁场能正在增大,放电电流是由下极板流向上极板,由于电流为负值,所以由N流向M,则N点的电势高,C、D正确。故选CD。14.BCD【分析】本题考查各物理量发生变化的判断方法,由电流的 磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向,由于题目中未标明电容器两极板的带电情况,可分两种情况讨论。【详解】AC.若该时刻电容器上极板带正电,则可知电容器处于放电阶段,电流增大,则C正确,A错误;B.若该时刻电容器下极板带正电。可知电容器处于充电状态,电流在减小,故B正确;DE.若电容器正在放电,则线圈中电流增大,由楞次定律可判定自感电动势正在阻碍电流增大,故D正确,E错误。故选BCD。15.AD【详解】在某段时间里,回路的磁场能在减小,电容器反向充电,电荷量逐渐增大,因M板仍带正电,即M板上的电量q的变化可能对应图中的段,电路中电流方向为瞬时时针,充电完毕的瞬间,电流为零,即电路中的电流值不断减小。故选AD。16.(1) π×10-5 s,2g;(2)×10-5 s ,g【详解】(1)开关断开时,电容器内带负电的粉尘恰好静止,说明电场力方向向上,电场方向向下,且F电=mg,闭合S后,L、C构成LC振荡电路,其周期T=2π=2π×10-5 s因此至少经过=π×10-5 s时,电容器间的场强方向变为向上,电场力的大小不变,方向竖直向下,由牛顿第二定律得a==2g(2)从S闭合时开始计时,至少经过×10-5 s,线圈中电流最大,电容器两极板间的场强为零,粉尘只受重力,由牛顿第二定律可得a′==g17.见解析【详解】(1)电容器放电过程中,线圈中的电流逐渐增大,电容器的电场能转化为磁场能.(2)在电容器反向充电过程中,线圈中电流逐渐减小,线圈中的磁场能转化为电容器的电场能.(3)线圈中电流变化时,产生的自感电动势阻碍电流的变化.18.10:1;100:1【详解】根据可知根据解得19.(1)2.83m;(2)5.6×10-16F【详解】(1)依题意,有f=106.1兆赫=1.061×108Hz,λ=代入数据可得λ=2.83m(2)振动电路的周期为,带入数据,可得C=5.6×10-16F20.放电;增大;见解析【详解】用安培定则可知回路中的电流方向为顺时针方向,而上极板是正极板,所以这时电容器正在放电;因为放电过程电场能减小,所以磁场能增大,电流在增大。
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