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人教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波1 电磁振荡练习
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波1 电磁振荡练习,共23页。
考点一、电场振荡的产生及能量变化
1.振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流.
2.振荡电路:能产生振荡电流的电路.最简单的振荡电路为LC振荡电路.
3.LC振荡电路的放电、充电过程
(1)电容器放电:由于线圈的自感作用,放电电流不会立刻达到最大值,而是由零逐渐增大,同时电容器极板上的电荷逐渐减少.放电完毕时,极板上的电荷量为零,放电电流达到最大值.该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能.
(2)电容器充电:电容器放电完毕时,由于线圈的自感作用,电流并不会立刻减小为零,而要保持原来的方向继续流动,并逐渐减小,电容器开始反向充电,极板上的电荷逐渐增多,电流减小到零时,充电结束,极板上的电荷最多.该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能.
4.电磁振荡的实质
在电磁振荡过程中,电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B,都在周期性地变化着,电场能和磁场能也随着做周期性的转化.
技巧一:电磁振荡的产生及能量变化
1.各物理量随时间的变化图像:振荡过程中电流i、极板上的电荷量q、电场能EE和磁场能EB之间的对应关系.
2.相关量与电路状态的对应情况
3.(1)在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中,与电容器有关的物理量:电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的,即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑).
与振荡线圈有关的物理量:振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的,即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑).
(2)在LC振荡过程中,电容器上的三个物理量q、E、EE增大时,线圈中的三个物理量i、B、EB减小,且它们的变化是同步的,也即q、E、EE ↓eq \(―――――――→,\s\up10(同步异向变化))i、B、EB↓.
考点二、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:周期的倒数,数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数.
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固有周期和固有频率.
3.LC电路的周期和频率公式:T=2πeq \r(LC),f=eq \f(1,2π\r(LC)).
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).
二:考点题型归纳
题型一:振荡回路
1.(2021·浙江杭州·高二阶段练习)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.电容器正在充电
B.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
C.电感线圈中的电流正在减小
D.电感线圈中的磁场能正在减小
2.(2021·全国·高二专题练习)LC振荡电路中,某时刻线圈的磁场方向如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.若线圈的磁场正在减弱,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,则线圈中的电流正在增大
D.若电容器正在放电,则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大
3.(2021·全国·高二专题练习)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.
题型二:电磁振荡的周期和频率
4.(2021·山东菏泽·高二期末)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
5.(2021·江苏沭阳·高二期末)近场通信(NFC)是一种短距高频的无线电技术,其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路,其终端有主动、被动和双向三种模式,最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等,刷卡时,电路发生电谐振,给电容器充电,达到一定电压后,在读卡设备发出的射频场中响应,被读或写入信息。下列说法正确的是( )
A.LC电路的电容器在充电时,电流增大
B.LC电路中,电容器充电时,线圈中自感电动势减小
C.如果增大LC电路中电容器两极板间距离,振荡周期将减小
D.电磁波发射时,使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
6.(2021·天津·高二期中)回旋加速器中的磁感应强度为B,被加速粒子的电荷量为,质量为m,用LC振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源,电感L和电容C的数值应该满足的关系为( )
A.B.C.D.
三:课堂过关精练
一、单选题
7.(2021·全国·高二专题练习)如图所示,为某LC振荡电路图,电路中电容器极板上的电量随时间变化的曲线如图所示。则以下说法正确的是( )
A.该电路可以有效的把电磁波发射出去
B.过程中,线圈的磁场能逐渐变小
C.b、d两时刻电路中电流最大
D.a、c两时刻电路中电流最大
8.(2021·全国·高二专题练习)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
9.(2021·山东兰陵·高二期中)如图所示的振荡电路中,已知某时刻电流i的方向指向A板,且正在增大,则此时( )
A.B板带正电且在减少
B.线圈L两端电压在增大
C.电容器C正在充电
D.磁场能正在转化为电场能
10.(2021·山东肥城·高二期中)常用的公交一卡通IC卡内部有一个由电感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。公交车上的读卡机向外发射某一特定频率的电磁波,刷卡时,IC卡内的线圈L中产生感应电流,给电容器C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A.IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B.当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC卡就能有效工作
C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L中不会产生感应电流
D.IC卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息
11.(2021·海南·琼中中学高二阶段练习)已知振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示。则( )
A.a、c两时刻电路中电流最大,方向相同
B.a、c两时刻电容器里的电场能最大
C.b、d两时刻电路中电流最小,方向相反
D.b、d两时刻磁场能最小
12.(2021·浙江浙江·高二期中)LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.若磁场正在减弱,则电容器正在充电,电流由b向a
B.若磁场正在减弱,则电场能正在增大,电容器上极板带负电
C.若磁场正在增强,则电场能正在减小,电容器上极板带正电
D.若磁场正在增强,则电容器正在放电,电流方向由a向b
13.(2021·山东烟台·高二期中)在LC回路产生电磁振荡的过程中,下列说法中正确的是( )
A.回路中电流值最大时,回路中电场能最大
B.电容器充电完毕时,回路中磁场能最少
C.回路中电流减小时,电容器上电荷量也减少
D.回路中磁场能减少时,回路中电流值增大
14.(2021·山东临沂·高二期中)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0B.在时刻,电路中只有磁场能
C.在时刻,电感线圈两端电压为0D.时间内,电路中的电流不断增大
15.(2021·山东山东·高二期中)在LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,下列说法正确的是( )
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带负电
B.若电容器正在放电,则电容器上极板带正电
C.若电容器上极板带正电,则线圈中的电流正在增大
D.若在电容器极板间插入电介质,则电路的振荡频率会减小
四:高分突破精练
一:单选题
16.(2021·河南·方城第一高级中学高二期中)振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是( )
A.电容器正在充电B.电路中电流沿顺时针方向
C.电场能正在向磁场能转化D.电路中电流正在减小
17.(2021·浙江·杭州市长征中学高二期中)如图所示,单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时开关S打到b端,已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s,不考虑振荡过程中的能量损失,下列说法正确的是( )
A.电容器两端电压与其所带电荷量成反比
B.电容器两端电压最大时所储存的电场能最小
C.t=1.005s时,M点与N点的电势相等
D.t=1.00s至t=1.01s内,电容器一直放电
18.(2021·山东邹城·高二期中)在如图所示的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,则此时( )
A.B板带负电B.A、B两板间的电压在增大
C.电容器C正在充电D.电场能正在转化为磁场能
19.(2021·全国·高二专题练习)如图甲所示,电路中的电流正在变大,保持不变,改变电容器的电容,回路中电容器两端的电压变化如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.回路中的磁场能正在变小
B.电路2的电容为电路1中电容的2倍
C.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等
D.电路2的电流最大时电路1的电流也一定最大
20.(2021·江苏·苏州市第三中学校高二期中)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
21.(2020·江苏镇江·高二期末)在理想LC振荡电路中的某时刻,电容器极板间的场强E的方向如图所示,M是电路中的一点。若该时刻电容器正在放电,据此可判断此时( )
A.电路中的磁场能在增大
B.流过M点的电流方向左
C.电路中电流正在减小
D.电容器两板间的电压在增加
22.(2021·山东省泰安第四中学高二阶段练习)如图所示的LC振荡电路中,某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示,则此时( )
A.线圈中的自感电动势在增大
B.电容器两端电压正在增大
C.磁场能正在转化为电场能
D.增大电容器的电容,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领
23.(2021·全国·高二单元测试)用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路,要使该调谐电路能接收到波长为λ的无线电波,则电容器的电容应为(已知无线电波在空气中的速度为c)( )
A. B. C. D.
24.(2021·全国·高二专题)如图所示,L为电感线圈,C为电容器,R为定值电阻,线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S,稳定后,再将其断开,并规定此时t=0。当t1=0.01s时,LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,则( )
A.LC回路的振荡周期为0.02s
B.LC回路中电流最大时电场能最大
C.t2=0.12s时线圈中磁场能最大
D.t3=0.125s时回路中电流沿顺时针方向
二、多选题
25.(2021·福建省龙岩第一中学高二阶段练习)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0 s末到第1 s末的过程中,电路中电流正在增大,电容器正在向外电路放电
B.在第1 s末到第2 s末的过程中电容器的下极板带负电
C.在第2 s末到第3 s末的过程中M点的电势比N点的电势低
D.在第2 s末到第3 s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小
26.(2021·河北保定·高二阶段练习)电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示,某时刻电路中正形成图示方向的电流,此时电容器的下极板带正电,上极板带负电,下列说法正确的是( )
A.线圈中的磁场方向向上且电流正在变大
B.电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大
C.若在线圈中插入铁芯,则发射的电磁波频率变小
D.若减少电容器极板间的正对面积,则发射的电磁波波长变短
27.(2021·全国·高二课时练习)在如图甲所示的LC振荡电路中,通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示,若把通过P点向右的电流规定为正值,则( )
A.0至0.5ms内,电容器C正在充电
B.0.5ms至1ms内,电容器上极板带正电
C.1ms至1.5ms内,Q点比P点电势高
D.1.5ms至2ms内,磁场能在减少
28.(2021·全国·高二课时练习)某时刻LC振荡电路的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.此时刻电场能正在向磁场能转化
B.此时刻磁场能正在向电场能转化
C.在一个周期内,电场能向磁场能转化完成两次
D.在一个周期内,磁场能向电场能转化完成一次
29.(2021·全国·高二课时练习)电路中产生的电流如图所示,则( )
A.时刻电容器极板上带电荷量最多
B.时刻电路中磁场能为零
C.时刻磁场能将开始向电场能转化
D.过程中电容器不断充电
30.(2021·全国·高二专题练习)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
三、解答题
31.(2021·全国·高二专题练习)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?
32.(2021·全国·高二专题练习)如图所示的电路
(1)如果仅更换电感L更大的线圈,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关掷向2,电容器通过线圈放电,线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大?“阻碍”作用是否也更大?由于延缓了振荡电流的变化,振荡周期T会怎样变化?
(2)如果仅更换电容C更大的电容器,将开关S掷向1,先给电容器充电,电容器的带电荷量是否增大?再将开关掷向2,电容器通过线圈放电,放电时间是否相应地变长?振荡周期T是否变长?电路状态
a
b
c
d
e
时刻t
0
eq \f(T,4)
eq \f(T,2)
eq \f(3T,4)
T
电荷量q
最多
0
最多
0
最多
电场能EE
最大
0
最大
0
最大
电流i
0
正向最大
0
反向最大
0
磁场能EB
0
最大
0
最大
0
[参考答案]
1.B
【详解】
图示时刻,电容器上极板带正电,通过图示磁感线方向知电容器放电,电流在增大,电容器上电荷量减小,此时可自感电动势正在阻碍电流增大,电场能转化为磁场能,电感线圈中的磁场能正在增大,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.A
【详解】
AC.该题图示只给出了某时刻线圈中电流的磁场方向,由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向,但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下:若该时刻电容器上极板带正电,则可知电容器正处于放电阶段,线圈中的电流正在增大,线圈的磁场正在增强,知C正确,A错误;
B.若该时刻电容器上极板带负电,则可知电容器正在充电,线圈中的电流正在减小,知B正确;
D.由楞次定律知,若电容器正在放电,则线圈中的电流变大,则线圈中的自感电动势正在阻碍电流变大,D正确。
本题选说法错误的,故选A。
3.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。
4.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。
5.C
【详解】
A.LC电路的电容器在充电时,电流逐渐减小,选项A错误;
B.LC电路中,电容器充电时,线圈中电流的变化率逐渐变大,则自感电动势变大,选项B错误;
C.如果增大LC电路中电容器两极板间距离,则根据
可知,电容C变小,根据
可知,振荡周期将减小,选项C正确;
D.电磁波发射时,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐,选项D错误。
故选C。
6.D
【详解】
要使得回旋加速器正常工作,则粒子做圆周运动的周期等于LC振荡电路的周期,即
即
故选D。
7.D
【详解】
A.有效的发射电磁波应该需要开放电路,故A错误;
B.过程,电容器的电荷量减少,电场能减小,则磁场能增大,故B错误;
C.b、d两时刻,电量最大,则电场能最大,磁场能为零,电路中的电流为零,故C错误;
D.a、c两时刻电路中电量变化最快,故电流最大。故D正确。
故选D。
8.B
【详解】
由于电流方向为逆时针并且电流逐渐增大,则电容器处于放电过程,上极板带正电,且电量逐渐减小,电场能逐渐减小,磁场能逐渐增大,所以B正确;ACD错误;
故选B
9.A
【详解】
ACD.通过图示电流方向,知电容器在放电,则电容器上极板A带负电,下极B板带正电,振荡电流增大,电容器上的电荷量正在减小,由
知AB两板间的电压在减小,电场能正在向磁场能转化,故A正确,CD错误;
B.电容器两极板间场强正在减小,即电压在减小,故B错误;
故选A。
10.B
【详解】
A.由题意可知,该能量来自于电磁感应,卡内是一个LC振荡电路,没有电池,选项A错误;
B.由题意知只要发射特定频率的电磁波时,达到一定的电压后,IC卡才能有效工作,选项B正确;
C.若电磁波的频率偏离该特定频率,电感线圈L中仍可出现感应电流,但不会达到需要的电压,选项C错误;
D.IC卡接收到读卡机发射的电磁波,同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理,选项D错误。
故选B。
11.B
【详解】
AB.LC振荡电路中,电容器充放电时,由于线圈自感作用,使回路中电容器电荷量最大时,回路中电流为零,电容器里的电场能最大,故A错误,B正确;
CD.b、d两时刻,电容器电荷量为零,此时回路中电流最大,磁场能最大,并且b、d两时刻充放电过程相反,电流方向就相反,故CD错误。
故选B。
12.D
【详解】
AB.若磁场正在减弱,则电流正在减小,是充电过程,根据安培定则可确定电流由b向a电场能增大,上极板带负电,故AB正确,但不符合题意
CD.若磁场正在增大,则电流在增大,是放电过程,电场能正在减小,根据安培定责,可判断电流是由b向a,上极板带正电,故C正确,不符合题意,D错误。
故选D。
13.B
【详解】
A.回路中电流值最大时刻,即充电完成的时刻,磁场最强,磁场能最大,电场能最小,A错误;
B.电容器充电完成时,电场能最大,磁场能最小,B正确;
C.回路中电流减小时,即为充电过程,充电过程电荷量增加,C错误;
D.回路中D磁场能减小时,即为充电过程,充电过程电荷量增加,电流值减小,D错误。
故选B。
14.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。
15.D
【详解】
A.若磁场正在减弱,由楞次定律可得线圈上端为正极,则电容器上极带正电,处于充电状态。故A错误;
B.若电容器正在放电。由安培定则可得电容器上极带负电,故B错误;
C.若电容器上极板带正电,说明电容器在充电,磁场能转化为电场能,则线圈中电流应该减小,故C错误;
D.若在电容器板间插入电介质,电容器的电容C增大,振荡频率可知,荡频率会减小,故D正确。
故选D。
16.C
【详解】
电容器上极板带正电,因为磁场方向向上,所以电容器正在放电,电路中电流方向为逆时针,电流在增大,电场能正在向磁场能转化。
故选C。
17.C
【详解】
A.由电容定义式可得,电容器两端电压与其所带电荷量成正比,所以A错误;
B.电容器两端电压最大时所储存的电场能最大,所以B错误;
C.已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s,则周期,,电流达到最大值,电容器放电完毕,电荷量为0,则M点与N点的电势相等,所以C正确;
D. t=1.00s至t=1.01s内,,电容器先放电后反向充电,所以D错误。
故选C。
18.D
【详解】
通过图示电流方向,知电容器在放电,则电容器上极板A带负电,下极B板带正电,振荡电流增大,电容器上的电荷量正在减小,由
知AB两板间的电压在减小,电场能正在向磁场能转化,D正确,ABC错误。
故选D。
19.D
【详解】
A.回路中电流正在增大,电容器正在放电,电场能转化为磁场能,则回路中的磁场能正在变大,故A错误;
B.根据可知,电路2的电容为电路1中电容的4倍,故B错误;
C.根据电容的定义式可得,由于最大电压相同,电路2中的电容为电路1中电容的4倍,可知电路2对应的电容器最大电荷量是电路1最大电荷量的4倍,故C错误;
D.电路2的电流最大时电路1的电流也最大,故D正确。
故选D。
20.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。
21.A
【详解】
因该时刻电容器正在放电,则电流逐渐变大,电路中的磁场能在增大;因此时电容器上极板带正电,则放电时流过M点的电流方向右;电容器两板间的电压在减小。
故选A。
22.D
【详解】
AB.根据线圈L中的磁场方向,由安培定则可知,电路中的电流是逆时针方向,则电容器处于放电过程,电容器电荷量逐渐减小,所以电容器两端电压正在减小,由于放电过程电路中的电流慢慢增大,则线圈中的自感电动势在减小,则AB错误;
C.根据LC振荡电路中能量关系可知,此时电场能正在转化为磁场能,所以C错误;
D.增大电容器的电容,则电容器的容抗减小,所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领,则D正确;
故选D。
23.D
【详解】
由λ= 可得波长为λ的无线电波的频率f= ,故调谐电路的频率也为f,又f=,所以
得
C=
故D正确ABC错误。
故选D。
24.C
【详解】
A.t=0时,线圈中电流向右,断开开关S后,电容器右极板充电。在一个周期内,电容器充电两次,放电两次,t=0.01s时LC回路中电容器右极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,此时充电一次,则周期为0.04s,选项A错误;
B.根据LC振荡电路的充放电规律可知,放电完毕时,回路中电流最大,磁场能最大,电场能最小,选项B错误;
C.t2=0.12s=3T,此时线圈中电流向右最大,磁场能最大,选项C正确;
D.t3=0.125s=时线圈中电流向右给电容器充电,回路中电流沿逆时针方向,选项D错误。
故选C。
25.ACD
【详解】
A.在第0s末到第1s末的过程中,振荡电流是放电电流,电容器正在放电,,故A正确;
B.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,故B错误;
CD.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,故CD正确。
故选ACD。
26.ACD
【详解】
A.由图可知,电容器正在放电,电流变大,线圈中的磁场方向向上且电流正在变大,选项A正确;
B.电容器中的电场方向向上,由于电容器正在放电,则带电量减小,即极板间的电势差正在变小,选项B错误;
C.若在线圈中插入铁芯,则L变大,根据
则发射的电磁波频率变小,选项C正确;
D.若减少电容器极板间的正对面积,则电容器电容C减小,根据
则发射的电磁波波长变短,选项D正确。
故选ACD。
27.CD
【详解】
A.由题图乙知,0至0.5ms内,i在增大,电容器正在放电,A错误;
B.0.5ms至1ms内,电流在减小,为充电过程,电容器上极板带负电,B错误;
C.1ms至1.5ms内,为放电过程,电容器下极板带正电,电势较高,则Q点比P点电势高,C正确;
D.1.5ms至2ms内,为充电过程,磁场能在减少,D正确。
故选CD。
28.BC
【详解】
AB.由图可知,该时刻电容器正在充电,则振荡电流i正在减小,电场能逐渐增大,磁场能逐渐减小,即磁场能正在向电场能转化,A错误,B正确;
CD.在一个周期内,电容器两次充电、两次放电,则磁场能向电场能转化完成两次,电场能向磁场能转化完成两次,C正确,D错误。
故选BC。
29.BCD
【详解】
A.由图像可知,时刻,最大,故应为零,故A错误;
B.时刻,为零,与其对应的磁场能为零,所以B正确;
C.时刻,最大,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,故C正确;
D.过程中电流减小,故增大,所以为充电过程,故D正确。
故选BCD。
30.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。
31.(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′==g
32.(1)自感电动势更大;“阻碍”作用更大;周期变长;(2)带电荷量增大;放电时间变长;周期变长
【详解】
(1)仅更换电感L更大的线圈,电容器通过线圈放电
线圈因自感现象产生的自感电动势更大,则“阻碍”作用也更大,
周期变长。
(2)如果仅更换电容C更大的电容器,将开关S掷向1,先给电容器充电
带电荷量增大,放电时间变长
周期变长。
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