物理选修32 电磁振荡一课一练

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第二节　电磁振荡基础夯实1．(2012·海岳中学高二检测)关于在LC振荡电路的一个周期的时间内，下列说法正确的是(　　)①磁场方向改变一次②电容器充、放电各一次③电场方向改变两次④电场能向磁场能转化完成两次A．①②　　　　　　　　　 B．②③④C．③④   D．①③④答案：C解析：在一个振荡周期内，电场、磁场方向改变两次，电场能、磁场能转化两次；电容器充、放电各两次。故选项C正确。2．(湖北黄冈中学高二检测)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：B3．(2011·余杭高二检测)如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合电键K，待电路达到稳定状态后，再断开电键K，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，断开电键K的时刻为t＝0，那么下列四个图中能够正确表示电感中的电流随时间变化规律的是(　　)答案：B解析：电键闭合时，电流从a流向b为正，当断开电键后，电感器与电容器构成一振荡电路，随后形成振荡电流，根据振荡电流的规律，可知选项B正确。4.如图所示，LC电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700Hz变为1400Hz，则可以采用的办法有(　　)A．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D．把电容减小到原来的答案：D解析：由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的，由T＝2π，L不变，当C＝C0时符合要求。5.如图所示的电路中，L是自感系数很大的、用铜导线绕成的线圈，其电阻可以忽略不计，开关S原来是闭合的。当开关S断开瞬间，则(　　)A．L中的电流方向不变B．灯泡D要过一会儿才熄灭C．LC电路将产生电磁振荡，刚断开瞬间，磁场能最大D．电容器将放电，电场能将变为磁场能答案：AC6．图为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内________能转化为________能，在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程，在时刻C，电容器带电荷量________(填“为零”或“最大”)。答案：电场　磁场　充电　为零解析：由图可知，振荡电流随时间做正弦规律变化。在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能。在AB时间内电流减小，电容器正在充电。在时刻C电流最大，为电容器放电完毕瞬间，带电荷量为零。7．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。手头上还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5s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？答案：(1)2g　(2)g解析：电键断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，T＝2π＝2π×10－5s，经＝π×10－5s时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：a＝＝2g。(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得：a＝＝g，方向竖直向下。能力提升1．(2012·寿光质检)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极板上电量q随时间变化的图象是图2的哪一个(图中q为正值表示a极板带正电)(　　)答案：B解析：确定a极板上电荷量q的起始状态，再确定第一个四分之一周期内的变化情况。S处于接通状态时，电流稳定，因忽略L的电阻，电容器两极板间的电压为零。电荷量为零，S断开，D灯熄灭，LC组成的回路将产生电磁振荡。由于线圈的自感作用，在0≤t≤T/4时间段内，线圈产生的自感电动势给电容器充电，电流方向与原线圈中的电流方向相同，电流值从最大逐渐减小到零，但电容器电荷量却从零逐渐增加到最大，在T/4时刻充电完毕，电流值为零而极板上的电荷量最大。但b板带正电，a板带负电，所以选项B正确。2．要增大如图所示振荡电路的频率，下列说法中正确的是(　　)A．减少电容器的带电荷量B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置C．在线圈中插入磁铁棒芯D．将电容器的动片旋出些答案：BD解析：根据公式f＝可知要增大f，必须减小L和C二者之积。C跟电容器的带电荷量无关，减小两极板的正对面积、增大两极板间的距离，从两极板间抽出电介质都可减小电容C，因此，A不正确，D正确。线圈匝数越少，抽出铁芯，L越小，可见B正确，C不正确。3．如图为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知(　　)A．在t1时刻，电路中的磁场能最小B．从t1到t2电路中电流值不断变小C．从t2到t3，电容器不断充电D．在t4时刻，电容器的电场能最小答案：ACD解析：由图中可以看出，在t1时刻电容器极板上的电量q为最大，电容器中的电场最强。此时电路中的能量全部都是电容器中的电场能，电路中的磁场能为零，选项A正确。从t1到t2时刻，电量q不断减小，这是一个放电的过程，电流逐渐增大，选项B错误。从t2到t3时刻，电量q不断增大，是充电过程，所以选项C正确。t4时刻电量q等于零。此时电容器中的电场能为零，即为最小值，所以选项D也为正确选项。4．一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值U开始计时，则有(　　)A．至少经过π，磁场能达到最大B．至少经过π，磁场能达到最大C．在π时间内，电路中的平均电流是D．在π时间内，电容器放电量为CUm答案：BCD解析：LC振荡电路周期T＝2π，电容器电压最大时，开始放电，经π时间，放电结束，此时电容器电量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大。因为Q＝CU，所以电容器放电量Q＝CUm，由I＝，所以I＝，得I＝ ，故BCD正确。5．(2012·内江高二检测)如图所示，是通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导电芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路，根据其振荡频率的高低(用与该电路相连的频率计显示)就可知道容器内液面位置的高低，如果频率计显示该振荡电路的振荡频率变大了，则液面________了(填“升高”或“降低”)；容器内的导电液体与大地相连，若某一时刻线圈内磁场方向向右，且正在增强，则此时导电芯柱的电势正在________(填“升高”或“降低”)。答案：降低　升高解析：根据频率公式f＝可知，若使振荡频率变大，则电容C减小；由C＝可知，若使电容减小，则正对面积S减小，即液面降低。线圈内磁场方向向右且增强，则电流沿顺时针方向增大，是放电过程。绝缘管带负电正逐渐减少。绝缘管的电势是负值，两极板的电势差逐渐减小，所以绝缘管的电势正在升高。6．(长沙模拟)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为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、T2为纵坐标的坐标纸上，即如图中用“×”表示的点。(1)T、L、C的关系为______________；(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线；(3)求得的L值是________。答案：(1)T2＝4π2LC(2)如图所示(3)36.8mH(35.1～38.9mH都算对)