粤教版2019 高中物理 选修二 4.1电磁振荡练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 4.1 电磁振荡

一、单选题

1．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

2．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

3．如图所示，LC振荡电路在某时刻的振荡电流i的方向如箭头所示，下列判断正确的是（　　）

A．若电流i正在增大，则线圈的自感电动势在减小

B．若电流i正在增大，则电容器里的电场方向向下

C．若电流i正在减小，则线圈的磁场能在增强

D．若电流i正在减小，则电容器上极板带负电

4．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

5．如图所示的振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈中的磁场方向如图所示，则此时（　　）

A．电容器正在充电

B．线圈中的自感电动势在减小

C．磁场能正在转化为电场能

D．在线圈中插入铁芯，可以增大电路的振荡频率

6．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

7．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．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

9．一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，一个振荡周期内电容器上电压能达到的最大值为Um，则从电容器上电压达到最大值Um开始计时（　　）

A．至少经过π，磁场能达到最大

B．在时间内，电路中的平均电流是

C．经过π时间，线圈的自感电动势达到最大

D．在时间内，电容器放电电荷量为

10．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

11．LC振荡电路如图所示，已知C=9µF、L=10mH，开关S断开时电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态，t=0时将开关S闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则（　　）

A．t=×10-4s时电路电流减小 B．t=3π×10-4s时磁场能最大

C．t=3π×10-4s时油滴加速度最大 D．油滴将以初始位置为平衡位置做简谐运动

12．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

13．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

14．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。 时开关S打到b端， 时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（　　）

A．LC回路的周期为0.04s

B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大

C． 时线圈中电场能最大

D． 时回路中电流沿顺时针方向

15．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

二、填空题

16．在如图所示的电路中，电容器的电容为C=4×10-6F，线圈的电阻可以忽略，电感H。闭合电键S，稳定后断开，图中LC回路开始电磁振荡，振荡开始后，电容器C的上极板正在_____电（选填“充”或“放”），带_____电（选填“正”或“负”），线圈中电流的方向向_______（选填“上”或“下”），磁场能正在__________（选填“增大”或“减小”）。

17．如图为振荡电路在某时刻的电容器的带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在___________（选填“放”或“充”）电，电感线圈中的电流在___________（选填“增大”“减小”或“不变”），如果振荡电流的周期为π×10-4 s，电容为C=250 μF，则自感系数L=___________。

18．电磁振荡：

______振荡电路

振荡电路的周期和频率：______、______

电磁波的发射和接收

（1）发射：

采用______频率和______电路

调制

（2）接收：

电谐振

调谐

解调（检波）

电磁波的发现：

（1）麦克斯韦电磁场理论：

变化的磁场产生______

变化的电场产生______

（2）电磁波：

麦克斯韦预言了电磁波

电磁波：电磁波：电磁场由近及远传播

赫兹实验：证实了电磁波的存在

特点与应用

特点：横波，真空中的传播速度等于______

应用：电视广播、雷达、移动通讯、微波炉、等

三、解答题

19．有一LC振荡电路，线圈自感系数的变化范围是0.1~0.4mH,电容器电容的变化范围是4~9pF，试求该电路产生的振荡电流的频率的变化范围．

20．如图所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动．若C=0.4 μF，L=1 mH，求：

(1)从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？

(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？

21．某收音机的LC振荡电路由自感系数为L的线圈和可变电容器构成．若L保持不变，要求LC振荡电路的频率范围是，则可变电容的最大值与最小值之比是多少？

22．振荡电路中电容器电容为C， 振荡电流．

（1）求此电路中线圈的自感系数L；

（2）设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ， 求此电磁波在此介质中传播速度v．

参考答案：

1．A

【解析】

【分析】

【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。

2．D

【解析】

【分析】

【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。

3．A

【解析】

【分析】

【详解】

AB．电流i正在增大，是放电过程，则线圈的自感电动势在减小，则下级板带正电，电场方向是向上，B错误A正确；

CD．电流i正在减小，是充电过程，则线圈的自感电动势在增大，磁场能在减少，则电容器上极板带正电，CD错误。

故选A。

4．D

【解析】

【分析】

【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。

5．B

【解析】

【详解】

A．由右手螺旋定则可知，线圈中的电流方向从上往下看为逆时针，而电容器上极板带正电，故此时电容器正在放电，A错误；

B．由于电容器正在放电，故电流增大将越来越慢，因此线圈中的自感电动势在逐渐减小，B正确；

C．电容器放电过程中，电场能减小，线圈磁场能增大，故电场能正在转化为磁场能，C错误；

D．在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，则根据可知，电路的振荡频率减小，D错误。

故选B。

6．A

【解析】

【分析】

【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。

7．D

【解析】

【分析】

【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

【解析】

【分析】

【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．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．振荡电路的振荡周期

电容器上电压达到最大值Um时，充电完毕，电场能最大，磁场能最小，至少要经过

磁场能达到最大，故A错误；

BD．电压最大时，电容器上的电荷量为

Q=CUm

在时间内，电容器放电量为CUm，所以平均电流

故BD错误；

C．当电流为零时，自感电动势最大，根据振荡规律可知

时，线圈的自感电动势达到最大，故C正确。

故选C。

10．D

【解析】

【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。

11．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．回路的振荡周期

t=0至t=×10-4s时刻，电容器处于放电过程，电路中的电流逐渐增大，所以A错误；

B． t=3π×10-4s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，磁场能最小，所以B错误；

C ．t=3π×10-4s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，电场强度最大，则油滴的电场力最大并且电场力方向向下，有

开始时有

解得

所以其加速度最大，则C正确；

D．根据题意可知，油滴带负电，一个周期内，油滴的合外力方向始终竖直向下，所以油滴始终朝下极板方向做变加速直线运动，则D错误；

故选C。

12．C

【解析】

【分析】

【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。

13．B

【解析】

【详解】

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。

14．A

【解析】

【分析】

【详解】

A．在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，此时充放电一次，则周期为0.04s，故A正确。

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，故B错误。

CD．根据

此时电容器逆时针放电结束，回路中逆时针的电流最大，磁场能最大，电场能最小，故CD错误。

故选A。

15．B

【解析】

【分析】

【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。

16．     充电     正     下     增大

【解析】

【详解】

[1][2][3][4]先由题意得周期

经过，此时处于时刻，因此作出图像为以上极板带正电为正的余弦函数图像，如图所示

在时刻，从图可看出，电容器正在充电，因此上极板带正电。

因此图像为以LC回路中由逆时针方向电流为正的余弦函数，在时刻，线圈中电流方向向下，逐渐增加，因此磁场能也逐渐增大。

17．     充     减小     10-5H

【解析】

【详解】

[1][2][3]根据题图中的磁感线方向，由安培定则可判断出回路中的电流方向为顺时针方向，故正在对电容器充电，磁场能正在转化为电场能，电流正在减小。又由

可得

L=

解得

L=10-5H

18．                    高     开放     电场     磁场     光速

【解析】

【分析】

本题为对电磁波一章的基本结论的记忆考查，熟记基本结论即可

【详解】

略

19．

【解析】

【详解】

由振荡电路的周期

周期的频率的关系

联立得：

可知当L和C最小时，f最大，有：

当L和C最大时，f最小，有：

故频率的范围为：

【点睛】

根据求出最大频率和最小频率，从而确定取值范围．

20．(1)2g　(2)加速度为g，且方向竖直向下时

【解析】

【分析】

【详解】

(1)开关S断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有

mg=q

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

T=2π

得

T=2πs=4π×10－5 s

当t=2π×10－5 s时，即t=，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＋q·=2mg

又因为F合=ma，所以a=2g.

(2)当线圈中电流最大时，电容器所带的电荷量为零，此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g，方向竖直向下．故当加速度为g，且方向竖直向下时，线圈中电流最大。

21．

【解析】

【详解】

由

知：振荡电路频率最大时

振荡电路频率最小时

联立解得电容最大值与最小值之比为

22．（1）       （2）

【解析】

【详解】

（1）根据瞬时电流的表达式：i=Imsinωt，又ω=2πf，可得：，代入公式．

（2）此电路发射的电磁波在介质中的波长为λ，此电磁波在此介质中传播速度：v＝λf＝

【点睛】

该题考查振荡电路的频率的公式 ，与电磁波在介质中传播速度v=λf．代入表达式结合即可．属于基础题目．