高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡完整版ppt课件

4.1电磁振荡  同步练习

一、单选题

1．（浙江省精诚联盟2021-2022学年高二（下）3月联考物理试题）如图所示，某振荡电路此时电容器上极板带正电荷，接下来极短时间内（　　）

A．振荡电流增大

B．电路中的一部分能量会以电磁波的形式辐射出去

C．线圈内磁通量变化率减少

D．电场能向磁场能转化

【答案】C

【解析】ACD．由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，线圈内磁通量变化率减少，AD错误C正确；

B．振荡电路中，电场能和磁场能之间主要在不同元件之间的相互转化，辐射出去的能量很少很少，B错误。

故选C。

2．（2022·福建省龙岩第一中学高二阶段练习）LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．t1时刻线圈中自感电动势最小 B．t2时刻线圈中电流方向不发生变化

C．t1~t2中某时刻与图乙状态相对应 D．t3~t4时间内回路中的电流为逆时针方向

【答案】B

【解析】A．在时刻，上极板的电量达到最大，电流变化率最大，因此线圈中的自感电动势达到最大，故A错误；

B．时刻电量的变化率不变，线路中的电流变化率也不变，所以线圈的电流方向保持不变，故B正确；

C．时间内电量减少，而乙图电路电流为逆时针，电容器下极板带正电，电容器处于充电状态，电荷量变大，故C错误；

D．从，上极板的负电荷转移到下极板，这是电容的放电，所以线圈中的感应电流是顺时针，故D错误。

故选B。

3．（2022·全国·高三课时练习）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

【答案】C

【解析】A．根据题述，t=0时电容器充满电，开始放电，t=0.02 s时LC回路中线圈上电流第一次达到最大值，可知0~0.02 s时间内电流逐渐增大，A错误；

B．根据LC振荡电路规律，0.04 s时电流再次为零，然后电容器反向放电，t=0.05 s时回路中的电流方向与图（b）中电流方向相反， B错误；

C．在t=0.02s时电流第一次达到最大值，此时磁场能最大，那么时刻磁场能也最大，C正确；

D．当，此时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，D错误。故选C。

4．（2022·广东肇庆·高二期末）振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在内，下列说法正确的是（       ）

A．电容器C正在放电 B．电容器C正在充电

C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐增大

【答案】B

【解析】由图像可知，在内，极板上电荷量正在增大，说明LC振荡电路正在充电，回路中振荡电流正在减小，磁场能向电场能转化。故选B。

5．（2022·江苏·南京市第一中学高二阶段练习）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，下列说法错误的是（　　）

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

【答案】B

【解析】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，A正确；

B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则电荷量减小，即板间电势差正在减小，B错误；

C．若在电场中插入铁芯，则L变大，根据，则发射的电磁波频率变小，C正确；

D．若减小板间的正对面积，则电容器的C减小，根据则发射的电磁波波长变短，D正确。

故选B。

6．（2022·云南·曲靖市第二中学高二期末）如图所示为振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，则下列判断中错误的是（       ）

A．在b和d时刻，电路中电流最大 B．在时间内，电场能转变为磁场能

C．a和c时刻，磁场能为零 D．在和时间内，电容器被充电

【答案】D

【解析】A．在b、d两时刻，电量为零，故电场能为零，故电流最大，A正确；

B．在a→b时间内，电荷量减小，电场能转变为磁场能，B正确；

C．a、c时刻，电荷量最大，此时电场能最大，磁场能为零，C正确；

D．在O→a时间内，电荷量在增加，故电容器被充电；而c→d时刻，电荷量在减小，电容器在放电，D错误。

故选D。

7．（2022·河北·临城中学高二开学考试）LC振荡电路中，某时刻电容器上、下极板的带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示，则此时（　　）

A．电容器正在充电 B．电容器两端的电压正在减小

C．磁场能正在转化为电场能 D．线圈中的自感电动势在增加

【答案】B

【解析】A．由图根据右手螺旋定则可知，螺线管中电流方向为从上往下看逆时针，而电容器上极板带正电，则电容器正在放电，故A错误；

B．电容器放电过程中，电容器两端电压正在减小，故B正确；

C．电容器放电过程中，电能正在转化为磁场能，故C错误；

D．电容器放电过程中，电流增大的越来越慢，则线圈中的自感电动势在减小，故D错误。故选B。

8．（2022·河北邯郸·高二期末）无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　）

A．电容器正在放电 B．振荡电流正在增大

C．线圈中的磁场正在增强 D．磁场能正在向电场能转化

【答案】D

【解析】由题图中磁场的方向可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能正在向电场能转化，故D正确，ABC错误。故选D。

9．（2022·山西晋中·一模）某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（            ）

A．小球在塑料管中加速度随线圈中电流的增大而增大

B．在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能

C．适当加长塑料管可使小球获得更大的速度

D．在的时间内，顺着发射方向看小球中产生的涡流是逆时针方向的

【答案】D

【解析】A． 磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比。根据乙图可知，线圈中的磁感应强度变化情况与电流的变化情况相同，在0~时间内，电流i在增大，但变化率却逐渐减小，线圈的磁通量变化率也逐渐减小，由法拉第电磁感应定律

可知，感应电动势逐渐减小，所以小球受到的感应电场的电场力也逐渐较小，由牛顿第二运动定律可知，小球的加速度逐渐减小，故A错误；

B．电容器的放电过程中，变化的磁场在空间产生了变化的电场，然后以电磁波的形式传递出去，散失了一部分能量，所以0~时间内，电容器储存的电能没有全部转化为小球的动能，故B错误；

C．适当增加塑料管的长度，增长后，小球会在电流减小的过程中离开塑料管，当电流减小时，磁场也会减小，通过楞次定律判断可知，此时线圈的作用力向左，阻碍小球运动，所以适当加长塑料管，小球速度会在减小，故C错误；

D．时间内，电流逐渐增大，产生的磁场也会增强，通过楞次定律判断可知，原磁场增大，感应磁场与原磁场方向相反，由右手螺旋定则判断可得，小球中产生的涡流是逆时针方向的，故D正确。故选D。

二、多选题

10．（2022·全国·高二）为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（　　）

A．减小电容器极板的正对面积                   B．增大电容器极板的间距

C．增大自感线圈的匝数                         D．向外抽出铁芯

【答案】ABD

【解析】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由

知，减小L和C可以提高f。要减小L可采取减少线圈匝数、向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法。C错误，ABD正确。故选ABD。

11．（2021·全国·高二课时练习）对LC振荡电路，下列说法中正确的是（　　）

A．振荡电路中电容器充电或放电一次所用的时间为

B．振荡电路中电场能与磁场能的转化周期为

C．振荡过程中电容器极板间电场强度的变化周期为

D．振荡过程中线圈内磁感应强度的变化周期为

【答案】CD

【解析】A．根据振荡电路的周期公式

结合电容器充电或放电一次所用的时间为T可知，振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为，故A错误；

B．电场能与磁场能都是标量，振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为振荡周期的一半，为，选项B错误；

C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期与振荡的周期是相等的，为， 故C正确；

D．磁感应强度是矢量，振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期与振荡的周期是相等的，为， 故D正确。故选CD。

12．（2022·黑龙江·大庆实验中学高二期末）如图是教材讲解LC振荡电路中的一次周期性变化（从图①到图⑤），关于LC振荡电路描述正确的是（　　）

A．从图②到图③的过程是磁场能转化为电场能的过程

B．图②中电容器刚好放电结束，振荡电路中电流达到最大值

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

【答案】ABC

【解析】A．从图②到图③的过程中，图②磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器下极板带正电可知，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，线圈磁场强度正在减小，磁场能正在转化为电场能，故A正确；

B．在LC振荡电路中，电容器放电结束时，电场能全部转化为磁场中，故电路中的电流达到最大值，故B正确；

CD．在一个振荡周期内，电场能、磁场能转化两次，故C正确，D错误。故选ABC。

13．（2021·湖北·高二阶段练习）如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则下列说法正确的是（　　）

A．电容器两极板间的电压正在减小 B．此时电容器正在充电

C．线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强 D．线圈L中的磁场能正在减小

【答案】BD

【解析】依题意，由图中电流方向可知，电容器处于充电状态，两极板间的电压正在增加，线圈中流产生的磁场的磁感应强度正在减小，磁场能正在减小。故AC错误；BD正确。故选BD。

14．（2022·河北邯郸·高二期末）许多电气设备的应用都需要高强度的脉冲能量，如用于切割或焊接的脉冲激光器、产生高强度闪光的闪光灯等。这些能量可以从已经充满电的电容器快速放电中获得。研究电容器充放电的电路如图甲所示，该实验中通过电流传感器获取的电流随时间变化的图像如图乙、丙所示（取通过R的电流方向由a经R到b为电流正方向），下列说法正确的是（     ）

A．乙图为开关S接2时的电流图像

B．乙、丙两图中图线与t轴所围面积相等

C．形成乙图图线的过程中电容器的电容逐渐减小

D．形成丙图图线的过程中电容器两端电压逐渐减小

【答案】BD

【解析】A．开关S接2为电容器放电过程，电容器外部电流由电容器的正极板流出，由b到a经过电阻R流入电容器的负极板，电流方向与题目规定正方向相反，应为丙图，A错误；

B．两图线与轴所围面积表示电容器的带电量，二者相同，B正确；

C．电容器的电容由电容器本身结构决定，与电容器是否带电无关，C错误；

D．丙图对应电容器的放电过程，电容器两端电压逐渐减小，D正确。故选BD。