物理粤教版 (2019)第一节 电磁振动练习

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2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册4.1电磁振动 同步练习（解析版）1．振荡电路中，电容器两极板上的带电量q随时间t变化的关系如图所示，则（　　）A．在时刻，电路中的电流为0 B．在时刻，电路中只有磁场能C．在时刻，电感线圈两端电压为0 D．时间内，电路中的电流不断增大2．LC振荡电路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示，则（　　）A．在t1时刻，电路中的电流最大B．在t2时刻，电路中的磁场能最小C．从时刻t2~t3，电路的电场能不断增大D．从时刻t3~t4，电容器的带电荷量不断增大3．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．磁场能已有一部分转化成电场能4．如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕，把开关K扳到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　）A．K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示B．K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示C．换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大D．拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将降低5．如图所示，储罐中有不导电液体，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成电容为C的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与自感系数为L线圈或电源相连．当开关从a拨到b开始计时，L与C构成的回路中产生振荡电流，则时间内（　　）A．线圈中的电流增大B．线圈中的自感电动势减小C．电容器极板间的电场强度增大D．电容器极板上的电荷量减小6．在LC电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是（　　）A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积7．LC振荡电路中，电容器两端的电压随时间变化的关系如图所示，由图线可知（　　）A．在时刻，电路中的电流最大B．在时刻，电路中磁场能最小C．在~时间内，电容器的电场能不断增大D．在~时间内，电容器的电量不断增大8．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为（　　）A．增加线圈的匝数B．在线圈中插入铁芯C．减小电容器极板间的距离D．减小电容器极板正对面积9．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是（　　）A．各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率C．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高10．在如图所示电路中，L是电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开关S先是闭合的，现将开关S断开，并从这一时刻开始计时，设电容器A极板带正电时电荷量为正，则电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图像是下列选项中的（　　）A． B．C． D．11．振荡电路的振荡周期为T，时刻电流方向如图所示，此时电容器不带电.下列图像正确的是（　　）A． 电流的周期性变化图像（以顺时针方向电流为正）B． 电容器极板a的带电荷量周期性变化图像C． 线圈中磁场能周期性变化图像D． 极板间电场强度周期性变化图像（以由a指向b为正）12．麦克斯在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（　　）A．电容器正在放电B．两平行板间的电场强度E在增大C．该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值 13．一平行板电容器与一电感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中可行的是（　　）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14．如把一根软铁棒插入LC振荡电路的线圈中，其他条件保持不变，则电路的（　　）A．固有频率变大 B．固有周期变大C．最大磁场能不变 D．最大电压增大15．减小LC振荡电路的荡周期，可行的办法有（　　）A．固定电感L，增大电容C B．固定电感L，减小电容CC．电感L和电容C都增大 D．电感L和电容C都减小16．一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值U开始计时，则有（　　）A．至少经过π，磁场能达到最大B．至少经过，磁场能达到最大C．在时间内，电路中的平均电流是D．在时间内，电容器放电量为CU17．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是（　　）A．增大电容器极板间距B．使振荡电容器的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感18．如图所示是一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用单摆的周期性运动计时的，电子钟是利用LC振荡电路来计时的，有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1min。造成这种现象的可能原因是（　　）A．L不变，C变大了 B．L不变，C变小了C．L变小了，C不变 D．L、C均减小了19．如图甲所示的电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器（原来不带电），闭合开关S，待电路达到稳定状态后再断开开关S，LC回路中将产生电磁振荡。如果规定电感线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为，那么断开开关后（　　）A．图乙可以表示电感线圈中的电流i随时间t的变化规律B．图丙可以表示电感线圈中的电流i随时间t的变化规律C．图乙可以表示电容器左极板的电荷量q随时间t的变化规律D．图丙可以表示电容器右极板的电荷量q随时间t的变化规律20．要增大如图所示振荡电路的频率，下列说法正确的是（　　）A．减少电容器所带电荷量 B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置C．在线圈中插入铁芯 D．将电容器的动片旋出些 
参考答案1．C【详解】A．由图可知在t1时刻，电容器极板上的电荷量为零，根据电磁振荡的特点可知，t1时刻是电容器放电结束的时刻，电路中的电流最大，故A错误；B．由图可知，在t2时刻，电容器极板上的电荷量最大，电路中只有电场能，故B错误；C．由图可知在t3时刻，电容器极板上的电荷量为零，是电容器放电结束的时刻，电感线圈两端电压为零，故C正确；D．由图可知在t3～t4时间内，电容器极板上的电荷逐渐增加，电容器充电，电路中的电流不断减小，故D错误。故选C。2．C【详解】AB．由题图可知，t1时刻电容器两端电压最高时，电路中振荡电流为零；t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强，磁场能最大，AB错误；C．在t2至t3的过程中，电容器两板电压增加，必有电场能增加，故C正确；D．在t3至t4过程中，电容器两板电压减小，带电荷量同时减少，故D错误。故选C。3．A【详解】LC振荡电路电容器充电完毕尚未开始放电时，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。故选A。4．A【详解】AB．K扳到1时对电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电流方向为负，图线4符合，故A正确，B错误；C．振荡电流的周期可知周期与电动势无关，故C错误；D．振荡电流的频率拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，故D错误。故选A。5．C【详解】D．L与C构成的回路，振荡的周期电容器电量随时间变化如图所示在时间内，即是 时间内，电容器极板上的电荷量增加，D错误；AB．电容器电量随时间变化如图所示则线圈中的电流关系如图所示在时间内，即是 时间内，电流在减小，自感电动势图像的斜率在增大，故自感电动势在增大，AB错误；C．根据解得电容器极板上的电荷量增加，则场强增大，C正确。故选C。6．D【详解】A．电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；B．电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；C．振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；D．提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C，达到增大振荡频率的目的，D正确．故选D。7．C【详解】A．在时刻，回路中电容器两极板间的电压最大，电场能大，磁场能为零，对应电流为零，A错误;B．在时刻，电压为零，电场能小，磁场能最大，B错误;C．在~时间内，容器两极板间电压增大，电场能不断增大，C正确;D．在~时间内，电压变小，电容器的电荷量不断减小，D错误。故选C。8．D【详解】LC振荡电路产生的电磁波的频率为f=再由v=λf解得λ=2πv所以减小波长的方法是减小自感系数L或电容C。增加线圈的匝数和在线圈中插入铁芯都是增加L的措施。对电容又有C=可知减小电容器极板间的距离可增大电容C；减小电容器极板正对面积可减小C。故选D。9．B【详解】A．根据振荡频率知，振荡周期越大，振荡频率越小，越不容易辐射电磁波，故A错误。
BC．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率。故B正确，C错误。
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，振荡频率不变，故D错误。
故选B。10．B【详解】开关S闭合时，线圈中有自左向右的电流通过，由于线圈电阻不计，所以线圈两端电压为零，与线圈并联的电容器极板上不带电，本题LC回路的初始条件是线圈中电流最大，磁场能最大，电场能为零。断开开关S时，线圈中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍线圈中电流的减小，使线圈中电流继续自左向右流动，从而给电容器充电，B板带正电，A板带负电，电荷量逐渐增加，经电荷量达到最大，这时LC回路中电流为零，从时间内，电容器放电，A板上负电荷量逐渐减少到零，此后在线圈中自感电动势的作用下，电容器反向充电，A板带正电，B板带负电，并且带电荷量逐渐增多，增至最多后，又再次放电，所以A极板上电荷量随时间变化的情况如选项B所示故选B。11．D【详解】根据题意，时刻，极板上电荷量为零，电场强度为零，电场能为零，磁场能最强，振荡电流最大，电容器即将进行反向充电，电场强度增大且由b指向a，由于能量是标量，所以线圈中磁场能的图像应该始终在横轴上方，故D正确，ABC错误。12．B【详解】A．电容器内电场方向向上，下极板带正电，根据电流的方向，正电荷正在流向下极板，因此电容器处于充电过程，选项A错误；B．电容器的带电量越来越多，内部电场强度越来越大，选项B正确；C．该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向，根据右手螺旋定则可知，电场产生的磁场逆时针方向（俯视），选项C错误；D．当两极板间电场最强时，电容器充电完毕，回路的电流最小，因此产生的磁场最小，选项D错误。故选B。13．AC【详解】A．由于LC振荡电路的周期，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，选项A措施可行；B．减少线圈的匝数会使线圈的自感系数减小，周期变小，选项B措施不可行；C．增大电容器两极板的正对面积会增大电容，则周期变大，选项C措施可行；D．减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数，C增大，L减小，则周期不一定增大，选项D措施不可行。故选AC。14．BC【详解】AB．LC振荡电路中的线圈内插入软铁棒时，线圈的自感系数L增大，由和知固有周期变大，固有频率变小，选项B正确，A错误；CD．电容器电容不变，最大电荷量不变，故最大电压不变，最大电场能不变，最大磁场能不变，选项C正确，D错误。故选BC。15．BD【详解】LC振荡电路的周期公式为所以要使LC振荡电路的周期变小，可采用的办法是或L减小，或C减小，或LC都减小。故选BD。16．BCD【详解】LC振荡电路周期T=2π电容器电压最大时，开始放电，至少经时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大。因为Q=CU所以电容器放电量Q=CU由I=所以I=故选BCD。17．AC【详解】ABD．由f=可知，当增大电容器极板间的距离时，C变小，f增大，使电容器正对面积变大，C变大，f变小，增大回路中的L、C则f变小，故A正确，BD错误。C．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频率，二是使电磁场尽可能地分散开，故C正确。故选AC。18．BCD【详解】钟走得偏快了是因为钟的LC振荡电路频率变大，周期变短，根据可知B、C、D正确，A错误。故选BCD。19．AD【详解】S接通电路达到稳定状态时，线圈内有电流而电容器两端没有电压，线圈中的电流从a流向b，断开开关瞬间，线圈内的电流要减小，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，同时对电容器充电，电容器的右极板先带正电；当电容器充电完毕时，电流为零，右极板带正电荷量达到最大。接着电容器放电，电流方向与之前相反，大小在不断增大。电容器放电完毕时，电流达到反向最大；之后电容器与线圈组成的LC回路重复充放电过程，在LC回路中形成电磁振荡，回路中出现余弦式电流，电容器右极板上的电荷量q随时间t按正弦规律变化，故A、D正确，B、C错误。故选AD。20．BD【详解】根据公式可知要增大f，必须减小L和C二者之积，C跟电容器所带电荷量无关，减小两极板的正对面积，增大两极板间的距离、从两极板间抽出电介质都可减小电容C，线圈匝数越少或抽出铁芯，L越小故选BD。