物理选择性必修 第二册第一节 电磁振动课时训练

4.1电磁振荡基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是：（ ）

A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯

B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数

C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯

D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数

2．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（      ）

A．A板带正电

B．线圈L两端电压在增大

C．电容器C正在充电

D．电场能正在转化为磁场能

3．关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用，下列说法正确的是（       ）

A．振荡器的作用是产生等幅高频信号

B．振荡器的作用是产生低频音频信号

C．振荡器的作用是产生高频音频信号

D．振荡器的作用是产生等幅低频信号

4．如图所示表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法错误的是(          )

A．电容器正在充电 B．电感线圈中的电流正在增加

C．电感线圈中的磁场能正在增加 D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大

5．LC振荡电路中，电容器两极板上的电荷量随时间变化的关系如图所示，则（　　）

A．在时刻，电路中的电流最大 B．在时刻，电路中的电流最大

C．在时刻，电感线圈两端电压最大 D．时间内，电路中的电流不断增大

6．LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图所示。现规定过P点向右的电流为正，则下列说法正确的是（             ）

A．1s至1.5s时间内，磁场能正在转化为电场能

B．1s至1.5s时间内，Q点的电势比P点的电势高

C．1.5s至2.0s时间内，电容器放电

D．1.5s至2.0s时间内，电容器上极板带的是负电

7．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．此时电路中电流等于零

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

8．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

9．如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图像，电流的正方向规定为顺时针方向，则在t1到t2时间内，电容器C的极板上所带电量及其变化情况是（　　）

A．上极板带正电，且电量逐渐增加，电场能逐渐增加

B．上极板带正电，且电量逐渐减小，电场能逐渐减小

C．下极板带正电，且电量逐渐增加，磁场能逐渐增加

D．下极板带正电，且电量逐渐减小，磁场能逐渐减小

10．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，电子钟是利用LC振荡电路来计时。有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快。造成这种现象的不可能原因是（　　）

A．不变，变大了 B．不变，变小了

C．变小了，不变 D．、均变小了

11．下列说法中，正确的是（　　）

A．变化的磁场一定产生变化的电场

B．LC振荡回路电容C增加时，振荡频率减小

C．机械波能在空气中传播，但不能在液体和固体中传播

D．在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为一个波长

12．在LC振荡电路中（理想情况），某时刻上部分电路中电流方向向右，如图下所示，且电流正在增大，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．磁场能正在向电场能转化

D．线圈和电容器两边的电压可能不等

13．以下是几个教材中的物理公式，其中关于特定物理量符号、物理量名称及其在国际单位制（SI）中的用基本单位表示的单位符号表述中全部正确的是（　　）

A．A B．B C．C D．D

14．为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与电源或线圈L相连，如图所示。当S从a拨到b之后，由L与C构成的电路中产生振荡电流。那么（　　）

A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小

B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小

C．当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先变小后变大

D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L的自感电动势变大

15．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则       　　）

A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小

B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同

C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大

D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大

二、填空题（共4题）

16．（1）电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次______需要的时间；

（2）电磁振荡的频率f：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的______的次数．

如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率分别叫作振荡电路的______周期和______频率．

（3）LC电路的周期和频率公式：______，______，其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。

17．电磁振荡的周期和频率

（1）电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。

（2）电磁振荡的频率f：完成周期性变化的次数与所用时间之比，数值等于单位时间内完成的________的次数。

如果振荡电路没有能量损耗，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的___________周期和___________频率。

（3）LC电路的周期和频率公式：，。其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒（s）、赫兹（Hz）、亨利（H）、法拉（F）。

18．如图中LC振荡电路的周期为T=2×10-2s。从电流逆时针最大开始计时，当t=2.5×10-2s时，电容器正处于___状态；这时电容器上极板a的带电情况为____。

19．在LC振荡电路中，如果已知电容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，为纵坐标的坐标纸上，如图中用“×”表示的点。

(1)T、L、C的关系为______；

(2)根据图中给出的数据点作出与C的关系图线______；

(3)求得L的值是______。

三、综合题（共4题）

20．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？

21．如图所示，线圈的自感系数0.1H，电容器的电容40，电阻R的阻值3Ω，电源电动势1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻，请画出电感线圈中电流I随时间t变化的图像，并标明关键点的坐标值。

22．有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。例如简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式，它的一个特征是质点运动时，位移与时间的关系遵从正弦函数规律，呈现出周期性，其运动的周期，式中m为振动物体的质量，k为回复力与位移间的比例系数。

（1）试证明在小角度下，单摆做简谐运动，并根据简谐运动周期的公式推导出单摆振动频率f的表达式（已知单摆的摆长为L、摆球质量为m、当地重力加速度为g）；

（2）在弹吉他时，当拨动琴弦时，琴弦会发生振动，琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和张力F共同决定，假设琴弦振动时，振幅很小，且琴弦的张力保持不变，

a．请通过分析，写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和张力F的关系式；

b．现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半，试求琴弦振动的频率将变为多少？

（注：严格的说，琴弦上的驻波会形成多种频率的振动的叠加。此题中我们不考虑其他驻波的影响，即只需关注琴弦上基波的频率。不懂驻波的同学可以不用管这一条注释，不影响解题）

（3）简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。我们曾利用此式证明了双弹簧振子的运动是简谐运动。

现在对一个LC振荡电路，请证明电路中电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律），并求出电磁振荡频率f的表达式。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为。

23．图中正弦曲线表示LC振荡电路中电流随时间表化的图像，若以回路中顺时针方向为电流正方向，以电容器上方极板带正电时极板上电压为正，请在图中坐标中画出电容器极板上电压变化曲线的示意图．

参考答案：

1．D

2．D

3．A

4．A

5．A

6．B

7．B

8．B

9．B

10．A

11．B

12．A

13．D

14．A

15．C

16．     周期性变化     周期性变化     固有     固有         

17．     全振动     固有     固有

18．     充电完毕     带负电

19．              （都算对）

20．（1）2.83m；（2）5.6×10-16F

21．

22．（1）；（2）a．，b．；（3），

23．如图;