1、电磁振荡(40分钟100分)一、选择题(本题共5小题,每题7分,共35分)1.(多选)LC振荡电路的固有频率为 f,则()A.电容器内电场变化的频率也为fB.电容器内电场变化的频率为2fC.电场能和磁场能转化的频率为fD.电场能和磁场能转化的频率为2f【解析】选A、D。电容器内电场变化的周期与振荡电路的固有周期相等,所以其频率也为f,A正确、B错误;在一个周期内电场能与磁场能相互转化两次,所以电场能与磁场能转化的频率为2f,C错误、D正确。故选A、D。2.为使发射的电磁波的波长变为原来的2倍,可以将振荡电路的电容()A.变为原来的2倍B.变为原来的一半C.变为原来的4倍D.变为原来的四分之一【
2、解析】选C。由v=知,电磁波传播速度不变时,要使电磁波的波长变为原来的2倍,须使其周期变为原来的2倍,又T=2,可以将振荡电路电容器的电容变为原来的4倍,C正确。3.(多选)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,电路中的电流值不断变小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【解析】选A、C、D。在t1时刻,电路中的q最大,说明还没放电,所以电路中无电流,则磁场能最小,故A正确;在t1到t2时刻电容器极板上的q不断减小,说明电容器在不断放电,电路中的电流在不断增加,故B错误;在t2到t
3、3时刻电容器极板上的q不断增加,说明电容器在不断充电,故C正确;在t4时刻电容器极板上的q等于0,说明电容器放电完毕,则电场能最小,故D正确。4.(多选)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.在线圈中插入铁芯D.将电容器的动片旋出些【解析】选B、D。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。5.如图所示,L是直流电阻可以忽略的电感
4、线圈,LC振荡电路工作时的周期为T,在t=0时断开电键K,则在0到这段时间内,下列叙述正确的是()A.电容器C放电,A板上正电荷逐渐减小,LC回路中电流逐渐增大,当t=时电流达到最大B.电容器C放电,A板上正电荷逐渐减少,LC回路中电流逐渐减小,t=0时放电电流最大C.电容器C被充电,B板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=时电流为零D.电容器C被充电,A板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=时电流为零【解析】选C。开关闭合时,通过L的电流从上往下,电容器带电量为零;在t=0时断开电键K,则在0到这段时间内,电容器C被充电,B板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,
5、到t=时电流为零,C正确,A、B、D错误。故选C。二、非选择题(25分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)6.(2020乐山高二检测)如图所示的振荡电路中,电感L=300 H,电容C的范围为25270 pF,求:(1)振荡电流的频率范围;(2)若电感L=10 mH,要产生周期T=0.02 s的振荡电流,应配制多大的电容?【解析】(1)由f=得fmax= Hz1.8106 Hzfmin= Hz5.6105 Hz所以频率范围为5.61051.8106 Hz。(2)由T=2得C= F10-3 F。答案:(1)0.561061.8106 Hz(2)10-3 F7.(7分)(多选)
6、某时刻LC振荡电路的状态如图所示,则此时刻()A.振荡电流i在减小B.电容器上的电荷量增大C.电场能正在向磁场能转化D.电感线圈磁通量正在变大【解析】选A、B。通过图示电流可知电容器在充电,振荡电流减小,电容器上的电荷量在增大,磁场能正在向电场能转化,磁通量正在减小,A、B正确,C、D错误。8.(7分)(多选)一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路,要使此振荡电路的周期变大,以下措施中正确的是()A.减小电容器两极板间的距离B.减少线圈的匝数C.增大电容器两极板间的正对面积D.减小电容器两极板间的距离的同时增加线圈的匝数【解析】选A、C、D。由于振荡电路的周期T=2,所以要想增大周期可以增大电
7、容和自感系数。减小电容器两极板间的距离会增大电容,周期变大,A正确;减少线圈的匝数可减小自感系数,周期变小,B错误;增大电容器两极板间的正对面积会增大电容,则周期变大,C正确;减小电容器两极板间的距离的同时,增大线圈的匝数,C和L都增大,则周期增大,D正确。9.(7分)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,电容器在图示时刻的电荷量为Q。若图示时刻电容器正在放电,至放电完毕所需时间为;若图示时刻电容器正在充电,则充电至最大电荷量时间为()A.B.C.D.【解析】选C。LC振荡电路在一个周期内电容器会两次充电、两次放电,每次充电或放电时间均为T=。据题意,电容器电荷量由Q减
8、小到零,需时间为=T,说明电容器由最大电荷量放电到Q需时间为T-T=T=,则由电量Q充电至最大电荷量所需时间同样为。10.(6分)如图为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图像,由图可知,在OA时间内能转化为能,在AB时间内电容器处于(选填“充电”或“放电”)过程,在时刻C,电容器所带电荷量(选填“为零”或“最大”)。【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,所带电荷量为零。答案:电场磁场充电为零11.(13分)振荡电路中电容器电容为C,振荡电流i=Imsint。求:此电路中线圈的自感系数L。【解析】由T=2得L=。答案:
