高中物理人教版 (新课标)选修3第三章 磁场综合与测试练习题

1．以下关于电磁振荡的说法中正确的是(　　)

A．只要把一电感线圈L和电容器C组成回路，该振荡电路中就会产生振荡电流

B．LC回路中只要一激起振荡电流，此电流就会永远振荡下去

C．LC回路激起的振荡电流逐渐衰减下去直到最后停止振荡

D．所谓无阻尼振荡，就是一种没有能量损耗的振荡

解析：选CD.LC回路如果有电流或电容器带电才会使电路产生振荡电流，A错，振荡电路中有阻尼振荡和无阻尼振荡，阻尼振荡的振幅逐渐减小，最后停止振荡．无阻尼振荡是没有能量损耗的振荡，振幅不变．

2．(2011年广州高二检测)LC振荡电路中电容器两板间电压最大时，有(　　)

A．电感L中的电流最大　　　　   B．电场能正向磁场能转化

C．电容器两板上所带电量最大     D．电容器刚好放电完毕

答案：C

3．如图18－1－8甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示，图中坐标i为正方向时P点的振荡电流水平向右，则下述说法中正确的是(　　)

图18－1－8

A．0.5 s到1 s内，电容器正在充电

B．0.5 s至1 s内，电容器的上极板带正电

C．1 s至1.5 s内，Q点比P点电势高

D．1 s至1.5 s内，磁场能正在转变为电场能

解析：选AC.t＝0时电流为零，并逐渐增大，是开始放电．在0.5 s～1 s内，电流正在减小，磁场能向电场能转化，电容器正在充电，A正确；由于0.5 s～1 s电容器正在充电，并且电流为正方向，即为P→L→Q，这样电容器下极板带正电，B错；1 s～1.5 s振荡电流反向增大，电流方向为Q→L→P，电容器正在放电，Q点电势比P点电势高，电场能正向磁场能转化，C正确，D错．故选A、C.

4．LC回路的固有频率为f，则该电路振荡时(　　)

A．电容器内电场变化的频率也为f

B．电容器内电场变化的频率为2f

C．电场能和磁场能转化的频率为f

D．电场能和磁场能转化的频率为2f

解析：选AD.电磁振荡的一个周期内，电荷量、电流、电压、磁感应强度、电场强度的变化周期与振荡周期相同；电场能和磁场能的转化周期为振荡周期的.

5．在LC回路中，电容器的电容C为2.0×10－5 F，要想得到振荡电流的周期为T＝2π×10－3s的振荡电路，应配一个自感系数为多少的电感？

解析：根据周期公式T＝2π

得L＝＝H＝5.0×10－2H.

答案：5.0×10－2H

1．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法正确的是(　　)

A．振荡电流最大的瞬时，自感电动势最大

B．振荡电流为零时，自感电动势最大

C．振荡电流减小的过程中，自感电动势方向与电流同方向

D．振荡电流为零时，线圈周围磁场消失

解析：选BCD.振荡电流为零时，磁场消失，磁场能为零，电容器两极间电压最大，线圈自感电动势最大，振荡电流减小时，自感电动势阻碍其减小，故与电流同方向．

2．关于LC振荡电路，下列叙述正确的是(　　)

A．电容器极板电荷为零的瞬间，振荡电流达到最大值

B．振荡电流的大小和方向作周期性的变化

C．电容器被充电时，电路中的磁场能逐渐转化为电场能

D．振荡电流逐渐减小时，电路中的电场能正在向磁场能转化

解析：选ABC.由电磁振荡的原理可知，当电容器放电完毕时，电流达到最大值，故A正确；振荡过程中电流按正弦规律变化，故B正确；由于线圈的自感作用，电容器放电完毕后电路中的电流并不立即减小为零，而是保持原来的方向继续流动，使电容器反方向充电，随着电流的减小，电路中的磁场能又逐渐转化为电场能，所以C正确，D错误．

图18－1－9

3．在LC振荡电路的电磁振荡过程中，某一时刻电场和磁场的方向如图18－1－9所示，下列说法正确的是(　　)

A．电容器正在充电

B．电容器正在放电

C．自感线圈中磁场能正在增加

D．自感线圈中自感电动势相当于电源

解析：选BC.本题的关键是要确定出电容器是在充电还是放电．从场强方向可知电容器下极板带正电，由安培定则可知LC回路电流方向为顺时针方向，这说明正电荷沿电流方向流向上极板与负电荷中和，故电容器在放电，B正确；因放电过程电流逐渐增大，故线圈中磁场能逐渐增加，C正确；自感电动势阻碍电流增大，相当于反电动势，D项错误．

4．使一LC振荡回路中电容器的带电荷量最大值增大一倍，其他条件保持不变，则回路的(　　)

A．固有振荡周期增大一倍

B．振荡电压最大值提高一倍

C．固有振荡周期不变

D．固有频率减小为一半

解析：选BC.振荡周期和频率与电容器带电荷量无关．而电荷量增大会使电容器两极板间电压成正比例增大．

5．在LC振荡电路中，用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍(　　)

A．自感L和电容C都增大一倍

B．自感L增大一倍，电容C减小一倍

C．自感L减小一半，电容C增大一倍

D．自感L和电容C都减小一半

解析：选D.根据f＝可知，要想使频率增大应减小LC，使频率增大一倍，LC应减小到原来的.

6．(2011年大连模拟)

图18－1－10

有一LC振荡电路，如图18－1－10所示，电容C是可变电容器，先将开关S扳向电源一侧，然后再扳向电感线圈一侧，在LC电路形成电磁振荡过程中，将电容器的动片旋出一些，以下说法中正确的是(　　)

A．振荡电路的振荡周期变大

B．振荡电路的振荡周期变小

C．振荡电流最大值变大

D．振荡电流最大值不变

解析：选BD.电容器的动片旋出一些，电容减小，由T＝2π，知周期变小．振荡电流的最大值与能量有关，能量未变，振荡电流的最大值不变，故选BD.

7．在LC振荡电路中，电容器的电容量可在最大值C1和最小值C2之间变化，电感线圈的自感系数可在最大值L1和最小值L2之间变化，那么该回路产生的振荡电流的最大频率为(　　)

A.　　　　　　  B.

C.       D.

解析：选B. f＝，所以L最小，C最小时，f最大．

8．(2011年广东梅州高二检测)现在很多家庭用的钟表很多都是电子钟，它内部有个LC振荡电路，为了使振荡电路做等幅振荡，就要不断给它提供能量，所以里面装了一节或两节电池，现在发现某电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是(　　)

A．电池用久了

B．振荡电路中电容器的电容大了

C．振荡电路中线圈的电感大了

D．振荡电路中电容器的电容小了

答案：BC

图18－1－11

9．如图18－1－11所示，用示波器观察LC振荡电路中的电压波形，示波器事先已调整好，可正常工作，当开关S闭合后，LC振荡电路即刻开始起振，则从示波器屏幕上看到的波形图为(　　)

图18－1－12

解析：选C.由于LC振荡电路中，发生电磁振荡时，电压是一个交流电压，同时由于电路中存在电阻，要消耗振荡过程中的电磁能，部分转化为热能，还有一部分电磁能转化为其他能量，因此随着振荡的不断进行，电压的最大值也在减小，C选项正确．

图18－1－13

10．如图18－1－13所示，电感线圈电阻不计，若从开关S断开瞬间计时，以下说法正确的是(　　)

A．t＝0时刻，电容器C上极板带正电，下极板带负电

B．t＝时刻，线圈L的感应电动势最大

C．t＝π时刻，流过线圈L的电流最大，方向在图中为自下而上通过线圈L

D．t＝π时刻，电容器C两极板间的电压最大

答案：BC

11．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期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、T 2为纵坐标的坐标纸上，即图18－1－14所示中用“×”表示的点．

图18－1－14

(1)写出T、L、C的关系式．

(2)根据图中给出的数据画出T 2与C的关系图线．

(3)求L的值．

解析：(1)由振荡电路周期公式可知T＝2π.

(2)本题实验原理在题中叙述得很清楚，通过改变电容C和测量相应的周期T，来测量线圈的电感L.由公式T 2＝4π2LC可知，

T2与C成正比，因此在T2－C坐标中，图线是一条直线，在画直线时，应使数据点尽可能靠近直线且均匀分布在直线两侧，如图所示．

(3)直线图象的斜率k＝，本实验的图象斜率是4π2L＝，则L＝

＝

＝3.67×10－2(H)

由于各人画的图线略有不同，估读的数据也有偏差，所以最后数值在0.0351～0.0389 H 范围内均为正确．

答案：见解析

图18－1－15

12．如图18－1－15所示LC回路中，C是一平行板电容器，两板水平放置，开关S断开时，板间一带电灰尘恰好静止；当开关闭合时，灰尘在电容器内运动．若C＝4 μF，L＝0.1 mH，求：

(1)从S闭合时开始计时，经过2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小是多少？

(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？

解析：(1)带电灰尘原来静止，则电场力F＝mg，由振荡电流的周期公式T＝2π＝2π×2×10－5 s，所以t＝2π×10－5 s＝，此时灰尘受到电场力向下且等于重力，由牛顿第二定律F合＝F＋mg＝2mg＝ma1　得a1＝＝2g.

(2)当放电完毕时电流最大，灰尘只受重力，此时a2＝g.

答案：(1)2g　(2)g