人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁振荡习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁振荡习题，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1.如图所示,LC振荡电路的L不变,C可调,要使振荡频率从700 Hz变为1 400 Hz。则可以采用的办法有( )
A.把电容增大到原来的4倍
B.把电容增大到原来的2倍
C.把电容减小到原来的12
D.把电容减小到原来的14
2.如图所示LC振荡电路中,已知L=1π H,C=1π F,已充电的电容器从开始放电至放电完毕所用的时间为( )

A.2 sB.1 s
C.0.5 sD.0.2 s
3.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
4.图甲是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路,电流的变化规律如图乙所示,图甲中电流方向为正方向。某时刻电路中有正方向电流且电容器上极板带正电,下极板带负电,则该时刻处在图乙中的( )
A.0至0.5×10-3 s
B.0.5×10-3 s至1×10-3 s
C.1×10-3 s至1.5×10-3 s
D.1.5×10-3 s至2×10-3 s
5.如图甲所示,在LC振荡电路中,其电流变化规律如图乙所示,规定顺时针方向为电流i的正方向,则( )
A.0~0.5 s时间内,电容器C在放电
B.0.5~1 s时间内,电场能正在减小
C.1~1.5 s时间内,磁场能正在减小
D.1.5~2 s时间内,P点的电势比Q点的电势低
6.图甲为某超声波发生器中的核心元件压电陶瓷片。为了使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。图乙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
7.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图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.t1~t2时间内,电路中电流不断增大
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
8.如图甲所示的LC振荡电路,不计回路电阻及电磁辐射,从0时刻开始,电容器极板间电压Uab与时间t的图像如图乙所示,已知线圈的自感系数L=10-5 H,取π2=10,下列说法正确的是( )
A.1×10-8~2×10-8 s时间内,电路中的电场能转化为磁场能
B.电容器的电容为4×10-12 F
C.2×10-8 s时刻,穿过线圈的磁通量最大
D.3×10-8 s时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大
二、多选题
9.关于LC振荡电流,下列说法正确的是( )
A.振荡电流最大的瞬间,自感电动势为零
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.振荡电流增大的过程中,磁场能转化为电场能
10.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.振荡电路中线圈的自感系数大了
D.振荡电路中电容器的电容小了
11.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
三、非选择题
12.如图所示,LC振荡电路中电容器的电容为C,线圈的自感系数为L。电容器在某时刻所带的电荷量为Q,若此时电容器正在放电,至放电完毕所需时间为13πLC;如果此时刻电容器正在充电,求充电至电容器所带电荷量最大所需时间为多少？

13.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。
14.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?
标准答案
一、单选题
1.答案:D
解析:由f=12πLC知,要使频率变为原来的2倍,需要把电容减小到原来的14,选项D正确。
2.答案:C
解析:振荡电路的周期T=2πLC,代入数据解得T=2 s,充电和放电时间均为T4=0.5 s,选项C正确,A、B、D错误。
3.答案:B
解析:由题图螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在沿逆时针方向充电,选项A错误,B正确。充电时电流在减小,线圈中的磁场能正在减弱,电容器两极板间的电场能正在增加,选项C、D错误。
4.答案:B
解析:根据题图甲,电路中有正方向电流,且电流正流向电容器正极,说明电容器正在充电,则电流在减小,应为0.5×10-3 s至1×10-3 s时间段,选项B正确。
5.答案:A
6.答案:A
解析:电流i的方向指向A极板,且正在增大,可得电场能正在向磁场能转化,电容器正在放电,故A极板带负电,电容器的电压正在减小,线圈L两端的电压也随之在减小,选项A正确,B、C错误。减小线圈的自感系数,根据f=12πLC,可知电磁振荡的频率变大,超声振动的频率也随之变大,选项D错误。
7.答案:B
解析:t1时刻电路中电流最大,t1~t2时间内,向电容器反方向充电,t2时刻电容器两端电压最大,电流最小,选项A错误。t2~t3时间内,电容器放电,电场能逐渐转化为磁场能,电场能越来越小,t3时刻电流达到最大,磁场能最大,选项B正确,C错误。t3时刻继续向电容器反向充电,则电流方向不变,选项D错误。
8.答案:B
解析:由题图乙知1×10-8~2×10-8 s时间内,电容器两极板间的电压增大,是充电过程,电路中的磁场能转化成电场能,选项A错误。由T=2πLC可得,电容C=T24π2L=(4×10-8)24×π2×10-5 F=4×10-12 F,选项B正确。2×10-8 s时刻,电容器两极板间的电压最大,是充电刚结束的时刻,此时电流为零,穿过线圈的磁通量为零,选项C错误。3×10-8 s时刻,电容器两极板间的电压为零,是放电刚结束的时刻,此时电流最大,磁通量最大,穿过线圈的磁通量的变化率最小,选项D错误。
二、多选题
9.答案:ABC
10.答案:BC
解析:电子钟变慢,说明LC振荡电路的振荡周期变大,根据公式T=2πLC可知,振荡电路中电容器的电容变大或线圈的自感系数变大都会导致振荡电路的周期变大,选项B、C正确。
11.答案:CD
解析:在一个周期内,电容器充电、放电各两次,每次充电或放电所用的时间为振荡周期的14,即π2LC,选项A错误。电场能与电场强度的方向无关,磁场能与磁感应强度的方向无关,因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值,即电场能或磁场能的变化周期为πLC,选项B错误。电场强度、磁感应强度、电荷量的变化周期跟电流的变化周期相同,均为2πLC,选项C、D正确。
三、非选择题
12.解:LC振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次,每次充电或放电的时间均为14T=π2LC。根据题意,电容器所带的电荷量由Q减小到零所需时间为13πLC=16T,说明电容器所带的电荷量由最大放电到Q所需时间为14T-16T=112T=16πLC,则电容器所带电荷量由Q充电至最大所需时间同样为16πLC。
13.解:电容器放电时间为14T,与电源电动势无关,即t=14×2πLC=12πLC
在14T内电流平均值为I=ΔqΔt=CEπ2LC=2EπCL。
14.解:(1)开关断开时,电容器内带电粉尘恰好静止,说明静电力方向向上,且F电=mg
闭合S后,L、C构成LC振荡电路,T=2πLC=2π×10-5 s
经T2=π×10-5 s时,电容器间的电场强度反向,静电力的大小不变,方向竖直向下,由牛顿第二定律得a=F电+mgm=2g。
(2)线圈中电流最大时,电容器两极间的电场强度为零,由牛顿第二定律可得a=mgm=g,方向竖直向下。