人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡精品巩固练习

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1. (2023·广东省江门市·单元测试)如图甲所示电路中，电流i(以图甲中电流方向为正)随时间t的变化规律如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是( )
A. 0∼t1内,电容器C正在充电B. t1∼t2内,电容器C上极板带负电
C. t2∼t3内,自感电动势逐渐增大D. t3∼t4内,电场能转化为磁场能
【答案】B
【详解】A、0~t1内，电流逐渐增大，所以电容器正在放电，故A错误；B、t1∼t2内，电流逐渐减小，则电容器充电，因为电流为正（即逆时针），所以电容器C上极板带负电，故B正确；C、t2∼t3内，电流增加的越来越慢，所以自感电动势逐渐减小，故C错误；D、t3∼t4内，电流逐渐减小，则电容器充电，磁场能转化为电场能，故D错误。
(2022·辽宁省朝阳市·月考试卷)理想的LC振荡回路中电流i随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A. t1时刻，电容器的带电量最大
B. t2时刻，电路中的磁场能量最大
C. 从t2时刻到t3时刻电路中的电场能不断增大
D. 从t3时刻到t4时刻，电容器的带电量不断增大
【答案】D
【详解】A.t1时刻电路中振荡电流最大，则此时刻电容器两端电压为零，电容器带电量为零，故A错误；B.t2时刻电路中振荡电流为零，电容器带电量最大，此时刻磁场能最小，故B错误；C.在t2至t3的过程中，从图可知，振荡电路中的电流在反向增大，则该过程磁场能增大，电场能减小，故C错误；D.t3至t4的过程中，从图可知，振荡电路中的电流减小，电容器两极板间电压增大，电容器的带电量不断增大，故D正确。
LC振荡电路分析
(2023·江苏省苏州市·单元测试)甲、乙、丙、丁四个LC振荡电路，某时刻振荡电流i的方向如图中箭头所示。下列对各回路情况的判断正确的是( )
A. 若甲电路中电流i正在增大，则该电路中电容器两端的电压必定在增大
B. 若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器的电场方向必定向下
C. 若丙电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必定在增强
D. 若丁电路中电流i正在减小，则该电路中电容器正在放电
【答案】B
【详解】A.当电流逐渐增大时，电容器正放电，电压减小，电压和电动势大小始终相等，所以电动势减小，A错误；B.当电流逐渐增大时，电容器正放电，电流从正极板流出，故电容器上极板带正电，电场向下，B正确；C.当电流减小时，线圈周围磁场减小，C错误；D.当电流减小时，电容器正充电，电流流向正极板，电场向上，D错误。
(2021·全国·单元测试)如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在减小，则此时( )
A. 电容器上极板带负电，下极板带正电
B. 振荡电路中能量正在从磁场能转化为电场能
C. 电容器两极板间的场强正在减小
D. 线圈中的磁通量变化率正在变小
【答案】B
【详解】解：A、根据安培定则，线圈中的电流从下到上，此时电流正在减小，表明电容器正在充电，所以上极板带正电，下极板带负电，故A错误；B、电容器正在充电，根据能量守恒定律分析，能量正在从磁场能转化为电场能，故B正确；C、电容器正在充电，电场能在增大，两极板间的场强正在增大，故C错误；D、电容器两极板间场强正在增大，电流变化速度变快，线圈中的磁通量变化率正在变大，故D错误。
故选：B。
(2022·江苏省盐城市·月考试卷)如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u−t图象( )
A. t1～t2时间内，电路中电流强度不断增大
B. t2～t3时间内，电场能越来越小
C. t3时刻，磁场能为零
D. t3时刻电流方向要改变
【答案】B
【详解】解：A、在t1−t2时间内，极板间的电压增大，极板电量增大，所以为充电过程，电流强度减小．故A错误；BCD、在t2到t3时刻极板电压减小，极板电量减小，所以电容器放电，电流逐渐增大，磁场能增大，电场能减小；t3时刻电压为零，说明是放电完毕，电场能为零，磁场能最大；之后将是对电容器充电，且电流方向不变，故B正确，CD错误．
故选：B．
6. 如图所示的LC振荡电路的振荡周期为T，初始时开关S断开，电容器上带有一定的电荷量，随后闭合开关S，记此时t=0，则下列说法中正确的是( )
A. t=T4时，回路中电流为零
B. t=T4时，线圈中的磁场能最大
C. 若将电容器C的极板间距增大，则电路振荡的周期增大
D. 若在电感线圈L中插入铁芯，则电路振荡的频率增大
【答案】B
【详解】解：AB、S刚闭合瞬间，电容器还没有放电，电感线圈中电流为0，磁场能为0，随后电流增大，电容器电荷量减小，线圈中磁场能增大，t=T4时，电流最大，磁场能最大，故A错误，B正确；C、根据T=2π LC可知，若将电容器C的极板间距增大，电容C减小，周期减小，故C错误；D、若在电感线圈L中插入铁芯，自感系数L增大，电路振荡的周期增大，则频率减小，故D错误。故选：B。
7. (2023·广东省江门市·单元测试)如图甲所示为小明爷爷的收音机的调谐电路图，图乙为调谐电路中可变电容器对应的工作原理图。当调谐电路中可变电容器的电容为400 pF时，接收到波长为300 m的信号，如果要接收到波长为600 m的信号，则可变电容器的电容应调整为( )
A. 1.6×10−9FB. 1.7×10−10FC. 1.8×10−11FD. 1.9×10−12F
【答案】A
【详解】由电磁波的波长公式λ=cf，LC电路的频率公式f=12πLC，联立得C=λ2(2πc)2L，所以有C2=C1λ22λ12=1.6×10−9F。故选A。
8. (2022·山东省烟台市·月考试卷)甲、乙、丙、丁四个LC振荡电路，某时刻振荡电流i的方向如图中箭头所示。下列对各回路情况的判断正确的是( )
A. 若甲电路中电流i正在增大，则该电路中电容器两端的电压必定在增大
B. 若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器的电场方向必定向下
C. 若丙电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必定在增强
D. 若丁电路中电流i正在减小，则该电路中电容器的电场方向必定向上
【答案】BD
【详解】A.当电流逐渐增大时，电容器正放电，电压减小，电压和电动势大小始终相等，所以电动势减小，A错误；B.当电流逐渐增大时，电容器正放电，电流从正极板流出，故电容器上极板带正电，电场方向向下，B正确；C.当电流减小时，线圈周围磁场减小，C错误；D.当电流减小时，电容器正充电，电流流向正极板，下极板带正电，电场向上，D正确。故选BD。
9. (2020·河北省邯郸市·单元测试)如图所示，图a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b，规定向左的方向为正，列说法正确的是( )
A. 0到t1时间内，电容器正在充电，上极板带正电
B. t1到t2时间内电容器正在放电，上极板带负电
C. 在t3时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极
D. 在t4时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极
【答案】BC
【详解】A.0到t1，电流在减小，电容器正在充电，但电流是正值，说明方向向左，因此上极板带负电，故A错误；B.t1到t2，电流在增大，电容器正在放电，但电流是负值，说明方向向右，因此下极板带正电，故B正确；C.t2到t3，电流在减小，电容器正在充电，但电流是负值，说明方向向右，因此上极板带正电，即P点为正极，在t3时刻，电流减为零，说明充电完毕，从图象看出，此时切线的斜率最大，说明电流变化最快，根据自感电动势的公式E=LΔIΔt可知，此时线圈中的自感电动势最大，故C正确；
D.t3到t4，电流在增加，电容器正在放电，但电流是正值，说明方向向左，因此上极板带负电电，即P点为负极；在t4时刻，电流最大，说明放电完毕，从图象看出，此时切线的斜率为零，根据自感电动势的公式E=LΔIΔt可知，此时线圈中的自感电动势为零，故 D错误。
故选BC。
10. (2023·云南省·其他类型)在如图所示的电路中，将开关S与b端连接，稳定后改为与a端连接。这样在线圈和电容构成的回路中将产生电磁振荡。若振荡周期为T，以开关与a端接触的瞬间为t=0时刻，则( )
A. t=0时，电路中磁场的能量最大
B. t=T4时，振荡回路中电流最大，且从a经线圈流向d
C. t=T2时，电容器的电荷量最大
D. 在t=T2到3T4时间段内，电容器充电
【答案】BC
【详解】
开关闭合时，电容器充电，上极板为正极板；S断开后，电容器与线圈L组成振荡电路，电容器所带电荷量的变化为周期性变化，如图所示；
则由图可知，A.t=0时，电容器储存的电能最大，磁场的能量最小，故A错误；B.t=T4时，振荡回路中电流最大，且从a经线圈流向d，故B正确；C.t=T2时，电容器反向充电完毕，电容器的电荷量最大，故C正确；D.在t=T2到3T4时间段内，电容器所带电荷量减小，电容器放电，故 D错误。
11. (2023·河北省·模拟题)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电阻R、电感器L及电容器C均为理想元件，今将K接通一段时间，待电路稳定后突然将K断开，下列说法中正确的是( )
A. 断开瞬间，LC电路中的电场能最大
B. LC振荡电路的最大电流为ER+r
C. 该电路辐射的电磁波以光速c在真空中传播，而且它的波长与c成反比
D. 在该振荡电路中，电场能与磁场能振荡的周期为π LC
【答案】BD
【详解】AB.断开瞬间前，由于线圈电阻为零，则电容器两端的电压为零，此时电流最大为ER+r，当断开瞬间，磁场能在向电场能转化，导致电容器的电荷量不断增多，因此刚断开时，LC电路中的磁场能也是最大，故A错误，B正确；C. 该电路辐射的电磁波以光速c在真空中传播，而且它的波长与频率成反比，故C错误；D. 在该振荡电路中，电场能与磁场能振荡的周期为振荡电路的周期的一半，即为π LC，故D正确。故选BD。