物理人教版 (2019)1 电磁振荡精品课堂检测

4.1电磁振荡人教版（   2019）高中物理选择性必修二同步练习

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 如图所示为振荡电路中电容器极板上所带电荷量随时间变化的图像，下面判断正确的是(    )

A. 时刻，振荡电路中的电流最大
B. 时刻，电容器两极板间电势差最大
C. 时刻电感线圈中磁场的磁感应强度正在减小
D. t4~t5时间内，磁场能逐渐转化为电场能

2. 振荡电路如图所示，已知、，开关断开时电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态，时将开关闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则

A. 时电路电流减小
B. 时磁场能最大
C. 时油滴加速度最大
D. 油滴将以初始位置为平衡位置做简谐运动

3. 如图所示，单刀双掷开关先置于端。当时刻开关置于端，若振荡电路的周期。下列说法正确的是(    )

A. 时回路中的电流顺时针方向达到最大值
B. 时电感线圈中的自感电动势值最小
C. 时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大
D. 时间内，线圈中的磁场能逐渐减小

4. 如图所示，单刀双掷开关先打到端，让电容器充满电。时开关打到端，时回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则(    )

A. 回路的周期为
B. 回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. 时线圈中磁场能最大
D. 时回路中电流沿顺时针方向

5. 如图所示为振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的图象(    )

A. 时间内，电路中电流强度不断增大
B. 时间内，电场能越来越小
C. 时刻，磁场能为零
D. 时刻电流方向要改变

6. 如图所示中的电容器的电容是，电感，图中开关先接，充电结束后将扳到，当回路在电磁振荡时刻，下列判断正确的是(    )

A. 电容器正在充电，磁场能正转变成电场能
B. 电容器正在放电，电路中的电流正在减小
C. 此时电容器的上极板带负电荷
D. 此时回路中电流的方向为顺时针

7. 如图所示，振荡电路导线及电感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且电流正在增大，则(    )

A. 这时电容器板带正电荷，板带负电荷
B. 因电流正在增大，间的电势差也随之增大
C. 当间电势差随电流的变化达到最大值时磁场能刚好向电场能转化完毕
D. 题中所述时刻线圈中产生的感生电动势正在变大
 

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8. 如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图，规定向左的方向为正，列说法正确的是(    )

A. 到时间内，电容器正在充电，上极板带正电
B. 到时间内电容器正在放电，上极板带负电
C. 在时刻，线圈中的自感电动势最大，且为正极
D. 在时刻，线圈中的自感电动势最大，且为正极

9. 如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻、电感器及电容器均为理想元件，今将接通一段时间，待电路稳定后突然将断开，下列说法中正确的是(    )

A. 断开瞬间，电路中的电场能最大
B. 振荡电路的最大电流为
C. 该电路辐射的电磁波以光速在真空中传播，而且它的波长与成反比
D. 在该振荡电路中，电场能与磁场能振荡的周期为

10. 如下图所示的振荡电路正处在振荡过程中，某时刻中的磁场和中的电场如下图所示，可知(    )

A. 电容器中的电场强度正在减小 B. 线圈中磁感应强度正在减小
C. 该时刻电容器带电荷量正在增多 D. 该时刻振荡电流达最大值

11. 某时刻振荡电路的状态如图所示，则此时(    )

A. 电流在减小
B. 电容器正在充电
C. 电场能正在向磁场能转化
D. 电感线圈所在空间的磁场变化率在变小
 

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）

12. 在振荡电路中，如已知电容，并测得电路的固有振荡周期为，即可求得电感为了提高测量精度，需多次改变值并测得相应的值，现将测得的六组数据标示在以为横坐标、为纵坐标的坐标纸上，即图中用“”表示的点．
    

、、的关系为__________；

根据图中所给出的数据点作出与的关系图线；

求值是多少？

四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

13. 某收音机中的电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生到的电磁振荡。可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少？
14. 一个智能玩具的声控开关与电路中电流有关，如图所示为该玩具内的振荡电路部分，已知线圈自感系数，电容器电容，在电容器开始放电时取，这时上极板带正电，下极板带负电，当时，求：
     

电容器的上极板带何种电荷？

电路中电流的方向如何？

15. 在振荡电路中，线圈的自感系数，电容．

该回路的周期多大

设时，电容器上电压最大，在时，通过线圈的电流是增大还是减小这时电容器是处在充电过程还是处在放电过程

16. 自感为的线圈与电容为的电容器串联，通过电键与电动势为的电源连接图，开始电键断开，电容器未充电．求当电键闭合后电路中的最大电流．

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查振荡电路，掌握电容器充放电过程中，电荷量，电压，电流，电场与磁场变化情况。
图像斜率的绝对值代表电流的大小。
由与构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程。体现电场能，体现磁场能，从而即可求解。
【解答】
A、在时刻，电容器极板上电荷量最大，说明还没开始放电，所以电路中无电流，选项A错误；
B、在时间内电容器极板上的电荷量不断减小，说明电容器在放电，在时刻，电容器极板上电荷量刚好为零，则两极板间电势差最小，选项B错误；
C、时刻极板上电荷量在增加，说明电容器在充电，电路中电流在减小，电感线圈中磁场的磁感应强度在减小，选项C正确；
D、时间内，电荷量减少，电场能逐渐转化为磁场能，选项D错误。  

2.【答案】 

【解析】略
 

3.【答案】 

【解析】

【分析】
在振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化； 
当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。
明确电磁振荡过程，知道电容器充电完毕放电开始：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流；放电完毕充电开始：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
【解答】
A、当开关置于端时，电容器开始放电，电容器上极板带正电，当时回路中的电流逆时针方向达到最大值，故A错误； 
B、当时为电流逆时针电容器充电结束时，该时刻电流变化最快，自感电动势最大，故B错误； 
C、在至时间内，为给电容器充电，电容器下极板带正电，在时刻充电结束，电容器带电量最大，所以在这段时间内电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大，故C正确； 
D.根据周期性可知，在至时间内与至时间内相同，为电容器放电过程，电场能逐渐减小而磁场能量逐渐增大的过程，故D错误。 
故选：。  

4.【答案】 

【解析】

【分析】在振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化；
当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。
在一个周期内，电容器充电两次，放电两次。
明确电磁振荡过程，知道电容器充电完毕放电开始：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流；放电完毕充电开始：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。

【解答】
A.开关打到端时电容器充电，电容器上极板带正电，时回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，则该过程中电容器先放电后充电，为半个周期，则回路的周期，A错误；
B.回路的电流最大时电容器中电场能为零，B错误；
．，此时电容器放电完毕，线圈中磁场能最大，回路中电流方向沿逆时针方向，C正确，D错误．  

5.【答案】 

【解析】解：、在时间内，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；
、在到时刻极板电压减小，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；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：．
电路中由与构成的振荡电路，在电容器充放电过程过程中电容器的电压、电量和电场强度和电场能的变化规律分析即可求解．
据图象判断电路的充放电是解题的关键，注意相关物理量的周期性的变化规律，题目中的物理量较抽象，需借助图象分析．
 

6.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查振荡回路的特点，基础题目。
计算振荡回路的周期，分析最初回路所处的状态及电容器上极板的电性，确定出时回路所处的状态，结合振荡回路的特点直接可判断。
【解答】
振荡回路的周期，由于最初回路开始放电，且电容器上极板带正电，则时，回路处于反向放电，此时电场能转化为磁场能，电路中电流增大，电容器上极板带负电，电流方向为逆时针方向，故C正确，ABD错误。  

7.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查振荡电路的过程和原理，搞清充电和放电过程中的物理量的变化情况是解题的关键。
图中这个时刻正在放电的时刻，当电流最大时放电完成。放电过程中，电容极板的正负，磁场能和电场能变化情况以及电动势的变化即可求得。
【解答】
A.由于是放电，电流方向确定，故B极板带正电荷，极板带负电荷，故A错误；
B.因电流正在增大，间的电势差也就是两极板的电压随之减小，故B错误；
C.当间电势差随电流的变化达到最大值时，此时充电完成，磁场能刚好向电场能转化完毕，故C正确；
D.题中所述时刻，电场能正在向磁场能转化，电流正在增大，但电流的变化率正在减小，根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感生电动势正在减小，故D错误；
故选C。  

8.【答案】 

【解析】

【分析】
解决本题的关键知道在振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。

【解答】

A.到，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.到，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.到，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，即点为正极，在时刻，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可知，此时线圈中的自感电动势最大，故C正确；
D.到，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，即点为负极；在时刻，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可知，此时线圈中的自感电动势为零，故 D错误。
故选BC。

9.【答案】 

【解析】

【分析】
线圈的电流最大时，磁场能最强，而电容器的电荷量最多时，电场能最强，电场能与磁场能的变化周期为振荡周期的一半；根据可知，波长与频率的关系；由电感器及电容器可知，振荡电路的周期为。
电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，同时掌握充放电过程中，会判定电流、电荷量、磁场、电场、电压如何变化。注意形成记忆性的规律，以便于更快更准确的解题。
【解答】
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，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，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，故D正确。
故选BD。  

10.【答案】 

【解析】

【分析】
根据磁场方向应用安培定则判断出电路电流方向、根据电场方向判断出电容器带电情况是正确解题的关键。
【解答】
由图示磁场由安培定则可知，电路电流沿逆时针方向，电流流向下极板，由电容器极板间电场方向可知，电容器下极板带正电，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，线圈中磁感应强度正在减小，电容器带电荷量正在增多，电容器中的电场强度正在增大，故AD错误，BC正确。
故选BC。  

11.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查振荡电路的特点。解题的关键知道在振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
在振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
【解答】
通过图示电流方向，知电容器在充电，振荡电流减小，故AB正确；
C.电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化，故C错误，
D.磁通量减小，但电感线圈的磁通量的变化率正在增大，故D错误。
故选AB。  

12.【答案】；
 ；
。 

【解析】解：由振荡电路的周期公式 可得

．

如图所示．

在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能大．

由 ，得

，

代入数据得．

答案：；见解析；。
本题主要考查振荡电路的分析。振荡电路的振荡周期，同时注意理解图像的意义。

13.【答案】解：根据回路的固有频率公式有：
得：
所以可变电容器电容的最大值与最小值之比为： 

【解析】见答案
 

14.【答案】负电逆时针 

【解析】振荡电路的固有周期   ， ，是在第一个周期内的到之间。在第一个，内电容器放电，放电完毕，电容器上电荷为零，电路中电流最大，在第二个内，线圈中的电流方向不变，线圈中的自感电动势对电容器充电，下极板带正电，上极板带负电。

在内，电容器放电，电流方向为逆时针方向。电流从逐渐增大到最大值。在内，由于线圈的自感作用，线圈中的电流沿原来的方向继续流动，只是大小从最大值逐渐减小至零，故时刻电路中的电流方向为逆时针。

15.【答案】．

因为 约相当于个周期，说明回路中的电磁振荡处在第二个的变化过程中．时，电容器上电压最大，带电荷量最多，第一个周期内，电容器放电，电流由零增至最大；第二个周期内，电容器充电，电流由最大减小到零，可见在 时，线圈中电流在减小，电容器正在充电．

【解析】略
 

16.【答案】解：我们可以把图中电路看成是由两部分组成：一部分是纯电容电路，另一部分是振荡电路．

纯电容电路中，电源对电容器充电，使电容器上的电势差为，在振荡电路中，当回路的振荡电流为时，线圈的自感电动势为此时，加在电容器上的电势差与自感电动势相等为．

把以上两部分电路叠加，就形成了题中电路的初始状态．

对振荡电路，根据能量守恒定律有：，
求出电路中的最大电流为：
．

【解析】本题主要考查电容器、振荡电路、能量守恒定律。
把图中电路看成是由两部分组成：一部分是纯电容电路，另一部分是振荡电路．根据振荡电路知识及能量守恒定律即可求出电键闭合后电路中的最大电流。