1、电磁振荡过程分析1在如图3-1-11所示的LC振荡电路中,当线圈两端M、N间电压为零时,列对电路情况的叙述正确的是()图3-1-11A电路中电流最大B线圈内磁场能为零C电容器极板上电量最多D电容器极板间场强为零解析M、N间电压为零,即电容器极板间电压为零,这时极板上无电荷,故板间场强为零,电路中电流最大,线圈中磁场能最大答案AD2某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图3-1-12所示则这时电容器正在_(充电还是放电),电流大小正在_(增大还是减小)图3-1-12解析用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向,而上极板是正极板,所以这时电容器正在充电;因为充电过程电场能增大,所
2、以磁场能减小,电流也减小答案充电减小LC电路图像的应用3如图3-1-13所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线,下列判断中正确的是()图3-1-13A在b和d时刻,电路中电流最大B在ab时间内,电场能转变为磁场能Ca和c时刻,磁场能为零D在O a和cd时间内,电容器被充电解析a和c时刻是充电结束时刻,此时刻电场能最大,磁场能最小为零,C正确;b和d时刻是放电结束时刻,此时刻电路中电流最大,A正确;ab是放电过程,电场能转化为磁场能,B正确;O a是充电过程,而cd是放电过程,D错误答案ABC4如图3-1-14甲所示,在LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图3-1-14乙所示
3、,且把由P流向Q的方向规定为电流i的正方向,则()图3-1-14A0.5 s至1 s时间内,电容器C在放电B0.5 s至1 s时间内,电容器C的上极板带正电C1 s至1.5 s时间内,Q点的电势比P点的电势高D1 s至1.5 s时间内,电场能正在转变成磁场能解析0.5 s至1 s时间内,振荡电流是充电电流,充电电流是由负极板向正极板;1 s至1.5 s时间内,振荡电流是放电电流,放电电流是由正极板流向负极板,由于电流为负值,所以由Q流向P.答案CDLC振荡电路周期与频率公式的应用5如图3-1-15所示电路,K先接通a触点,让电容器充电后再接通b触点设这时可变电容器电容为C,线圈自感系数为L,图
4、3-1-15(1)经过多长时间电容 C上电荷第一次释放完?(2)这段时间内电流如何变化?两端电压如何变化?(3)在振荡过程中将电容C变小,与振荡有关的物理量中哪些将随之改变?哪些将保持变化?解析(1)极板上电荷由最大到零需要周期时间,所以t.(2)从能量角度看,电容器释放电荷,电场能转变为磁场能,待电荷释放完毕时,磁场能达到最大,线圈两端电压与电容两极板间电压一致,由于放电,电容两极板间电压由最大值减至零,线圈两端电压也由最大值减为零值得注意的是这段时间内电流由零逐渐增大当线圈两端电压为零时,线圈中电流增至最大千万不要把振荡电路看成直流电路,把电容器看成一个电源,把线圈看成一个电阻这里电磁能没
5、有被消耗掉,而是不断地相互转化在直流电路中,电阻上通过的电流和电阻两端的电压,变化步调一致,电压大电流也大,电压小电流也小在振荡电路中,存在自感现象及线圈电阻为零的情况,电流和电压变化步调不一致,所以才出现电压为零时电流最大的现象(3)在振荡过程中,当电容C变小时,根据周期公式,周期T变小,频率f增大同时不论是增大电容极板间的距离d,还是减小正对面积S,电容C变小,外力都对电容做功,振荡电路能量都增加,故电场能、磁场能、磁感强度和振荡电流的最大值都增加极板上电荷最大值将不变,极板电压最大值将增加若减小正对面积S使电容C变小时,电场强度最大值增加答案见解析6如图3-1-16甲、乙所示电容器的电容
6、都是C4106F,电感都是L9104H,甲图中电键K先接a,充电结束后将K扳到b;乙图中电键K先闭合,稳定后断开两图中LC回路开始电磁振荡t3.14104s时刻,C1的上极板正在_电(充电还是放电),带_电(正电还是负电);L2中的电流方向向_(左还是右),磁场能正在_(增大还是减小)图3-1-16解析先由周期公式求出T21.2104s,那么t3.14104s时刻是开始振荡后的.再看与甲图对应的qt图像(以上极板带正电为正)和与乙图对应的it图像(以LC回路中有逆时针方向电流为正),图像都为余弦函数图像在时刻,从甲图对应的qt图像看出,上极板正在充正电;从乙图对应的it图像看出,L2中的电流向左,正在增大,所以磁场能正在增大答案充正左增大