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人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡导学案及答案
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡导学案及答案，文件包含人教版2019选择性必修第二册新教材同步第四章1电磁振荡--教师版docx、人教版2019选择性必修第二册新教材同步第四章1电磁振荡--学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共39页， 欢迎下载使用。
物理观念
1.知道什么是振荡电流和振荡电路.
2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.
科学思维
1.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算．
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 迅速变化的电流．
2．振荡电路：能产生 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 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 ．放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到 .该过程电容器的 全部转化为线圈的 ．
(2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的 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 ，极板上的电荷逐渐 ，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 又全部转化为电容器的 ．
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 ，电场能和磁场能也随着做周期性的 ．
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 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：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)．
4．用可调电容器或可调电感的线圈组成电路,改变 或 ,振荡电路的周期和频率就会随着改变。
1．判断下列说法的正误．
(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大．( )
(2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大．( )
(3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．( )
(4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大．( )
(5)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止，这一段时间为一个周期．( )
2．在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图1所示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波在真空中的波长为________ m.
图1
一、电磁振荡的产生及能量变化
如图2所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，
图2
(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？
(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？
(3)线圈中自感电动势的作用是什么？
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．(如图3)
图3
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↓.
(3) 物理量的等式关系
线圈上的振荡电流i=ΔqΔt,自感电动势E=L·ΔiΔt,振荡周期T=2πLC。
例1 (多选)如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光,现突然断开S,并开始计时,能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值,表示a极板带正电)( )
LC振荡电路充、放电过程的判断方法
(1)根据电流流向判断,当电流流向带正电的极板时,处于充电过程;反之,处于放电过程。
(2)根据物理量的变化趋势判断:当电容器的电荷量q(U、E)增大时,处于充电过程;反之,处于放电过程。
(3)根据能量判断:电场能增加时,处于充电过程;磁场能增加时,处于放电过程。
例2 如图所示,LC振荡电路中,已知某时刻电流i沿顺时针方向,且正在增大,则( )
A.A板带正电
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
针对训练1 （2023春•潮州期末）某时刻LC振荡电路自感线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度方向如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．若磁场正在增强，则电容器正在放电
B．若电路中电流正在减弱，则电场能在增大
C．若电容器正在放电，则电容器上极板应带正电
D．若电容器正在充电，则线圈中的磁感应强度也在增大
二、电磁振荡的周期和频率
如图7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？
图7
(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？
1．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq \r(LC)，f＝eq \f(1,2π\r(LC)).
2．说明：(1)LC电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC电路的固有周期和固有频率．
(2)使用周期公式时，一定要注意单位，T、L、C、f的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫兹(Hz)．
(3)电感器和电容器在LC振荡电路中既是能量的转换器，又决定着这种转换的快慢，电感L或电容C越大，能量转换时间也越长，故周期也越长．
(4)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC电路的振荡周期T＝2πeq \r(LC)，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2πeq \r(LC)，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们的变化周期是振荡周期的一半，即T′＝eq \f(T,2)＝πeq \r(LC).
例3 （2023春•南山区期末）图一为某超声波发生器中的核心元件—压电陶瓷片。为使得压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。图二为高频电信号发生原理图，已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是（ ）
A．A极板带负电
B．线圈L两端的电压在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．减小自感系数L，超声振动的频率不变
针对训练2 （2023春•南通期末）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C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示当S从a拨到b时，LC电路中产生振荡电流．则（ ）
A．当储罐中的液面上升时，电容器的电容减小
B．当储罐中的液面上升时，振荡电流的频率减小
C．当S从a拨到b的瞬间，线圈中的电流最大
D．当S从a拨到b的瞬间，电容器中的电场能最小
1.(电磁振荡过程中各物理量的变化)如图所示是LC振荡电路中振荡电流与时间的关系图线,若电容器开始放电的时刻为t=0,则下列说法正确的是( )
A.在t=0时,线圈中的磁场能最小
B.在t=1 s时,电容器中电场能最大
C.在t=2 s时,电容器放电结束
D.在t=3 s时,电容器充电结束
2.(电磁振荡的周期和频率)如图所示是某电器元件厂生产的可调电容器,把它接在L不变的LC振荡电路中,为了使振荡的频率从700 Hz变为1 400 Hz,可采取的办法有( )
A.电容增大到原来的4倍
B.电容增大到原来的2倍
C.电容减小到原来的12
D.电容减小到原来的14
3.(电磁振荡的频率)要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率,可采用的方法是( )
A.增大电容器两极板的间距
B.升高电容器的充电电压
C.增加线圈的匝数
D.在线圈中插入铁芯
4.(电磁振荡过程中各物理量的变化)(多选)在如图甲所示的LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图乙所示。现规定电路中电流沿顺时针方向为正,则( )
A.0.5 s至1.0 s时间内,电容器充电
B.0.5 s至1.0 s时间内,电容器上极板带的是正电
C.1.0 s至1.5 s时间内,磁场能正在转化为电场能
D.1.0 s至1.5 s时间内,下极板的电势高
一、选择题(第1~6题为单选题,第7~9题为多选题)
1.有一LC振荡电路,能产生一定波长的电磁波,若要产生波长比原来短一些的电磁波,可用的措施为( )
A.增加线圈匝数B.在线圈中插入铁芯
C.减小电容器极板正对面积D.减小电容器极板间距离
2.右图是LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )
A.电容器正在放电
B.电容器正在充电
C.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少
3.如图所示,L为电阻不计的自感线圈,已知LC电路振荡周期为T,开关S闭合一段时间。S断开时开始计时,当t=T8时,L内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为( )
A.向下、向下B.向上、向下
C.向上、向上D.向下、向上
4.(2023河南巩义一中期中)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻电流i的方向为顺时针,则以下判断正确的是( )
A.若A板带正电,则电流i在增大
B.若电容器在放电,则电流i在减小
C.若电流i减小,则线圈两端电压减小
D.若只减小电容C,则振荡电路周期变小
5.空间磁感应强度B随时间t的变化图像如图所示,在它周围空间产生的电场中的某一点电场强度E应( )
A.逐渐增强B.逐渐减弱
C.不变D.无法确定
6.某LC电路的振荡频率为520 kHz,为能使其提高到1 040 kHz,以下说法正确的是( )
A.调节可变电容,使电容增大为原来的4倍
B.调节可变电容,使电容减小为原来的14
C.调节电感线圈,使线圈电感变为原来的4倍
D.调节电感线圈,使线圈电感变为原来的12
7.(多选)在LC振荡电路中,电容器充电完毕的瞬间,下列判断正确的是( )
A.电场能向磁场能的转化刚好完毕
B.磁场能向电场能的转化刚好完毕
C.电路中的电流达到最大值
D.电路中电流为零
8.对振荡电路,下列说法正确的是( )
A.振荡电路中,电容器充电或放电一次所用的时间为πLC
B.振荡电路中,电场能与磁场能的转化周期为2πLC
C.振荡过程中,电容器极板间电场强度的变化周期为2πLC
D.振荡过程中,线圈内磁感应强度的变化周期为2πLC
9.(多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是( )
A.电荷量最大时,线圈中振荡电流最大
B.电荷量为零时,线圈中振荡电流最大
C.电荷量增大的过程中,电路中的磁场能转化为电场能
D.电荷量减少的过程中,电路中的磁场能转化为电场能
二、非选择题
10如图所示,电源的电动势为E,电容器的电容为C,线圈的自感系数为L。将开关S从a拨向b,经过一段时间后电容器放电完毕。求电容器的放电时间,放电电流的平均值。
11.如图所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2 s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s时,电容器正处于 (选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态。此时电容器的上极板 (选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。
12.如图为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况。由图可知,电感线圈中的电流正在 (选填“增大”“减小”或“不变”)。如果电流的振荡周期为T=10-4 s,电容C=250 μF,则线圈的电感L= H。
一、选择题(第1~3题为单选题,第4~6题为多选题)
1.在如图所示的电路中,L是电阻不计的电感器,C是电容器,闭合开关S,待电路达到稳定状态后,再断开开关S,LC电路中将产生电磁振荡,如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正,断开开关的时刻为t=0,那么下列选项能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是( )
2.图甲所示的LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图乙所示(规定沿顺时针方向的电流为正)。则( )
A.0.5 s 至1 s时间内,电容器放电
B.0.5 s至1 s时间内,电容器上极板带的是正电
C.1 s至1.5 s时间内,磁场能正在转化为电场能
D.1 s至1.5 s时间内,电容器下极板的电势高
3.LC振荡电路在t1和t2时刻线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示,若t2-t1=π2LC,则( )
A.在t1时刻电容器正在充电
B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强
C.在t1时刻电路中电流正在减小
D.在t2时刻线圈中磁场正在增强
4.(多选)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i的正方向,则( )
A.0至0.5 ms内,电容器C正在充电
B.0.5 ms至1 ms内,电容器上极板带正电
C.1 ms至1.5 ms内,Q点比P点电势高
D.1.5 ms至2 ms内,磁场能在减少
5.(多选)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与线圈L或电源相连,如图所示。当开关从a拨到b时,由L与C构成的电路中产生周期T=2πLC的振荡电流。当罐中的液面上升时( )
A.电容器的电容减小
B.电容器的电容增大
C.LC电路的振荡频率减小
D.LC电路的振荡频率增大
6.LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,则下列说法正确的是( )
A.若磁场正在减弱,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,则线圈中电流正在增大
D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大
7.(多选)电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天慢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变大了
C.振荡电路中线圈的电感变大了
D.振荡电路中电容器的电容变小了
二、非选择题
7.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。在两板带有一定电荷时,发现一粉尘恰好静止在两板间。实验室里还有一个自感系数为L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示电路。
(1)从S闭合时开始计时,经过π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少?
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大?
8. 一个智能玩具的声响开关与LC电路中电流有关,如图为该玩具内的LC振荡电路部分,已知线圈自感为L=0.25 H,电容器的电容C=4 μF,在电容器开始放电时取t=0,这时上极板带正电,下极板带负电,当t=2×10-3 s 时,求:
(1)电容器的上极板带何种电?
(2)电路中电流的方向如何?
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
物理观念
1.知道什么是振荡电流和振荡电路.
2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.
科学思维
1.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算．
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 迅速变化的电流．
2．振荡电路：能产生 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 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 ．放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到 .该过程电容器的 全部转化为线圈的 ．
(2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的 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 ，极板上的电荷逐渐 ，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 又全部转化为电容器的 ．
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 ，电场能和磁场能也随着做周期性的 ．
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 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：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)．
4．用可调电容器或可调电感的线圈组成电路,改变 或 ,振荡电路的周期和频率就会随着改变。
1．判断下列说法的正误．
(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大．( )
(2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大．( )
(3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．( )
(4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大．( )
(5)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止，这一段时间为一个周期．( )
2．在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图1所示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波在真空中的波长为________ m.
图1
一、电磁振荡的产生及能量变化
如图2所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，
图2
(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？
(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？
(3)线圈中自感电动势的作用是什么？
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．(如图3)
图3
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↓.
(3) 物理量的等式关系
线圈上的振荡电流i=ΔqΔt,自感电动势E=L·ΔiΔt,振荡周期T=2πLC。
例1 (多选)如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光,现突然断开S,并开始计时,能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值,表示a极板带正电)( )
LC振荡电路充、放电过程的判断方法
(1)根据电流流向判断,当电流流向带正电的极板时,处于充电过程;反之,处于放电过程。
(2)根据物理量的变化趋势判断:当电容器的电荷量q(U、E)增大时,处于充电过程;反之,处于放电过程。
(3)根据能量判断:电场能增加时,处于充电过程;磁场能增加时,处于放电过程。
例2 如图所示,LC振荡电路中,已知某时刻电流i沿顺时针方向,且正在增大,则( )
A.A板带正电
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
针对训练1 （2023春•潮州期末）某时刻LC振荡电路自感线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度方向如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．若磁场正在增强，则电容器正在放电
B．若电路中电流正在减弱，则电场能在增大
C．若电容器正在放电，则电容器上极板应带正电
D．若电容器正在充电，则线圈中的磁感应强度也在增大
二、电磁振荡的周期和频率
如图7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？
图7
(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？
1．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq \r(LC)，f＝eq \f(1,2π\r(LC)).
2．说明：(1)LC电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC电路的固有周期和固有频率．
(2)使用周期公式时，一定要注意单位，T、L、C、f的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫兹(Hz)．
(3)电感器和电容器在LC振荡电路中既是能量的转换器，又决定着这种转换的快慢，电感L或电容C越大，能量转换时间也越长，故周期也越长．
(4)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC电路的振荡周期T＝2πeq \r(LC)，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2πeq \r(LC)，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们的变化周期是振荡周期的一半，即T′＝eq \f(T,2)＝πeq \r(LC).
例3 （2023春•南山区期末）图一为某超声波发生器中的核心元件—压电陶瓷片。为使得压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。图二为高频电信号发生原理图，已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是（ ）
A．A极板带负电
B．线圈L两端的电压在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．减小自感系数L，超声振动的频率不变
针对训练2 （2023春•南通期末）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C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示当S从a拨到b时，LC电路中产生振荡电流．则（ ）
A．当储罐中的液面上升时，电容器的电容减小
B．当储罐中的液面上升时，振荡电流的频率减小
C．当S从a拨到b的瞬间，线圈中的电流最大
D．当S从a拨到b的瞬间，电容器中的电场能最小
1.(电磁振荡过程中各物理量的变化)如图所示是LC振荡电路中振荡电流与时间的关系图线,若电容器开始放电的时刻为t=0,则下列说法正确的是( )
A.在t=0时,线圈中的磁场能最小
B.在t=1 s时,电容器中电场能最大
C.在t=2 s时,电容器放电结束
D.在t=3 s时,电容器充电结束
2.(电磁振荡的周期和频率)如图所示是某电器元件厂生产的可调电容器,把它接在L不变的LC振荡电路中,为了使振荡的频率从700 Hz变为1 400 Hz,可采取的办法有( )
A.电容增大到原来的4倍
B.电容增大到原来的2倍
C.电容减小到原来的12
D.电容减小到原来的14
3.(电磁振荡的频率)要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率,可采用的方法是( )
A.增大电容器两极板的间距
B.升高电容器的充电电压
C.增加线圈的匝数
D.在线圈中插入铁芯
4.(电磁振荡过程中各物理量的变化)(多选)在如图甲所示的LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图乙所示。现规定电路中电流沿顺时针方向为正,则( )
A.0.5 s至1.0 s时间内,电容器充电
B.0.5 s至1.0 s时间内,电容器上极板带的是正电
C.1.0 s至1.5 s时间内,磁场能正在转化为电场能
D.1.0 s至1.5 s时间内,下极板的电势高
一、选择题(第1~6题为单选题,第7~9题为多选题)
1.有一LC振荡电路,能产生一定波长的电磁波,若要产生波长比原来短一些的电磁波,可用的措施为( )
A.增加线圈匝数B.在线圈中插入铁芯
C.减小电容器极板正对面积D.减小电容器极板间距离
2.右图是LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )
A.电容器正在放电
B.电容器正在充电
C.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少
3.如图所示,L为电阻不计的自感线圈,已知LC电路振荡周期为T,开关S闭合一段时间。S断开时开始计时,当t=T8时,L内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为( )
A.向下、向下B.向上、向下
C.向上、向上D.向下、向上
4.(2023河南巩义一中期中)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻电流i的方向为顺时针,则以下判断正确的是( )
A.若A板带正电,则电流i在增大
B.若电容器在放电,则电流i在减小
C.若电流i减小,则线圈两端电压减小
D.若只减小电容C,则振荡电路周期变小
5.空间磁感应强度B随时间t的变化图像如图所示,在它周围空间产生的电场中的某一点电场强度E应( )
A.逐渐增强B.逐渐减弱
C.不变D.无法确定
6.某LC电路的振荡频率为520 kHz,为能使其提高到1 040 kHz,以下说法正确的是( )
A.调节可变电容,使电容增大为原来的4倍
B.调节可变电容,使电容减小为原来的14
C.调节电感线圈,使线圈电感变为原来的4倍
D.调节电感线圈,使线圈电感变为原来的12
7.(多选)在LC振荡电路中,电容器充电完毕的瞬间,下列判断正确的是( )
A.电场能向磁场能的转化刚好完毕
B.磁场能向电场能的转化刚好完毕
C.电路中的电流达到最大值
D.电路中电流为零
8.对振荡电路,下列说法正确的是( )
A.振荡电路中,电容器充电或放电一次所用的时间为πLC
B.振荡电路中,电场能与磁场能的转化周期为2πLC
C.振荡过程中,电容器极板间电场强度的变化周期为2πLC
D.振荡过程中,线圈内磁感应强度的变化周期为2πLC
9.(多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是( )
A.电荷量最大时,线圈中振荡电流最大
B.电荷量为零时,线圈中振荡电流最大
C.电荷量增大的过程中,电路中的磁场能转化为电场能
D.电荷量减少的过程中,电路中的磁场能转化为电场能
二、非选择题
10如图所示,电源的电动势为E,电容器的电容为C,线圈的自感系数为L。将开关S从a拨向b,经过一段时间后电容器放电完毕。求电容器的放电时间,放电电流的平均值。
11.如图所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2 s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s时,电容器正处于 (选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态。此时电容器的上极板 (选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。
12.如图为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况。由图可知,电感线圈中的电流正在 (选填“增大”“减小”或“不变”)。如果电流的振荡周期为T=10-4 s,电容C=250 μF,则线圈的电感L= H。
一、选择题(第1~3题为单选题,第4~6题为多选题)
1.在如图所示的电路中,L是电阻不计的电感器,C是电容器,闭合开关S,待电路达到稳定状态后,再断开开关S,LC电路中将产生电磁振荡,如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正,断开开关的时刻为t=0,那么下列选项能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是( )
2.图甲所示的LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图乙所示(规定沿顺时针方向的电流为正)。则( )
A.0.5 s 至1 s时间内,电容器放电
B.0.5 s至1 s时间内,电容器上极板带的是正电
C.1 s至1.5 s时间内,磁场能正在转化为电场能
D.1 s至1.5 s时间内,电容器下极板的电势高
3.LC振荡电路在t1和t2时刻线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示,若t2-t1=π2LC,则( )
A.在t1时刻电容器正在充电
B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强
C.在t1时刻电路中电流正在减小
D.在t2时刻线圈中磁场正在增强
4.(多选)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i的正方向,则( )
A.0至0.5 ms内,电容器C正在充电
B.0.5 ms至1 ms内,电容器上极板带正电
C.1 ms至1.5 ms内,Q点比P点电势高
D.1.5 ms至2 ms内,磁场能在减少
5.(多选)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与线圈L或电源相连,如图所示。当开关从a拨到b时,由L与C构成的电路中产生周期T=2πLC的振荡电流。当罐中的液面上升时( )
A.电容器的电容减小
B.电容器的电容增大
C.LC电路的振荡频率减小
D.LC电路的振荡频率增大
6.LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,则下列说法正确的是( )
A.若磁场正在减弱,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,则线圈中电流正在增大
D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大
7.(多选)电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天慢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变大了
C.振荡电路中线圈的电感变大了
D.振荡电路中电容器的电容变小了
二、非选择题
7.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。在两板带有一定电荷时,发现一粉尘恰好静止在两板间。实验室里还有一个自感系数为L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示电路。
(1)从S闭合时开始计时,经过π×10-5 s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少?
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大?
8. 一个智能玩具的声响开关与LC电路中电流有关,如图为该玩具内的LC振荡电路部分,已知线圈自感为L=0.25 H,电容器的电容C=4 μF,在电容器开始放电时取t=0,这时上极板带正电,下极板带负电,当t=2×10-3 s 时,求:
(1)电容器的上极板带何种电?
(2)电路中电流的方向如何?
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
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