1、第2课时电磁振荡对点训练 知识点一LC振荡电路1(多选)如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()A电容器正在充电B电感线圈中的磁场能正在增加C电感线圈中的电流正在增大D此时刻自感电动势正在阻碍电流增大答案BCD解析由题图磁感应强度的方向和安培定则可知，此时电流逆时针方向流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程，而电流和线圈中磁场能处于增加过程。由楞次定律可知，线圈中感应电动势阻碍电流的增加。故B、C、D正确。2(多选)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
2、值不断减小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，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，B错误；从t2到t3时刻，电量q不断增大，是充电过程，所以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D正确。3已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示，则()Aa、c两时刻电路中电流最大，方向相同Ba、c两时刻电路中电流最大，方向相反Cb、d两时刻电路
3、中电流最大，方向相同Db、d两时刻电路中电流最大，方向相反答案D解析a、c两时刻极板1上的电量达到最大，此时充电结束，回路电场能最大，磁场能为零，回路电流为零，无方向可言，故A、B错误；b、d两时刻极板1上的电量为零，开始充电，此时磁场能最大，电流产生的磁场最大，回路电流最大，b时刻之后极板1带负电，此时电流从极板1流出，d时刻之后极板带正电，电流流向极板1，故方向相反，故C错误，D正确。4LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是()A若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D若电容器正放电，则
4、自感电动势正在阻碍电流增大答案A解析该题图示只告诉了电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向，但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器正处于放电阶段，电流正在增大，知C正确，A错误；若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在充电，电流正在减小，知B正确。由楞次定律知D正确，故选A。知识点二电磁振荡的周期和频率5(多选)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振荡电流i在增大C电场能正在向磁场能转化D磁场能正在向电场能转化答案AD解析由电磁振荡的规律可知，电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能
5、逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故A、D正确。6在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于()A充电电压的大小B电容器储电量的多少C自感L和电容C的数值D回路中电流的大小答案C解析由公式T2可知，LC振荡电路的周期由电容C和线圈自感系数L决定，与其他因素没有关系。7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()磁场方向改变一次电容器充、放电各一次电场方向改变两次电场能向磁场能转化完成两次A B C D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C正确。易错点电磁振荡中电量随时间的变化8如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡
6、，C为电容器。开关S处于闭合状态，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(图中q为正值表示a极板带正电)()易错分析断开S前，误认为电容器上的电压等于电源的路端电压，并且误认为a板带正电，断开后，电容器开始放电，误选C。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0t时间内，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为逆时针方向，电流值从最
7、大逐渐减小到零，但电容器电荷量却从零逐渐增加到最大，在时刻充电完毕，电流值为零而极板上的电荷量最大。但b极板带正电，a极板带负电，所以B正确。提升训练一、选择题1(多选)某种电子钟是利用LC振荡电路来制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min，造成这种现象的可能原因是()AL不变，C变大了 BL不变，C变小了CL变小了，C不变 DL、C均变小了答案BCD解析根据T2可知钟表变快是LC振荡电路周期变小了。故B、C、D正确。2为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是()A增大电容器两极板的正对面积并在线圈中插入铁芯B减小电容器两极板间的距离并增加线圈的匝数C减小电容器两极板
8、间的距离并在线圈中插入铁芯D减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数答案D解析本题考查LC振荡电路的频率公式f。由此式可知增大固有频率f的办法是减小L或减小C或同时减小L和C。另外电容器两极板的正对面积增大，则C增大，正对面积减小，则C减小。在线圈中插入铁芯或增加线圈的匝数，则L增大，减少线圈的匝数，则L减小。综上可知只有选项D是正确的。要解决此类问题，首先要明确电感线圈的自感系数L及电容器的电容C由哪些因素决定的。L一般由线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数及有无铁芯决定。电容C据公式C知，与电介质的介电常数r，极板正对面积S及板间距离d有关。3为使发射的电磁波的波长增大为原来的2倍，可
9、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变为原来的答案C解析电磁波的波长要变为原来的2倍，由于电磁波的波速等于光速，保持不变，故其周期要变为原来的2倍。由振荡电路的周期公式可知，其电容器的电容应变为原来的4倍，故C正确。4(多选)LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若t2t1，则()A在t1时刻电容器正在充电B在t2时刻电容器两极间电场正在增强C在t1时刻电路中电流正在增大D在t2时刻自感线圈中磁场正在增强答案BC解析由t2t1 知t2t1，从题图可看出t1、t2两个时刻螺线管处的电流都是从左向右穿过螺线管，由于电
10、流方向是正电荷运动方向，t1时刻正电荷从左极板流出然后穿过螺线管，正处于放电状态，振荡电流是增大的，故A错误，C正确；t2时刻，电流从左向右通过螺线管，而右极板带正电，说明正电荷正往右极板上聚集，所以t2时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两极间电场增强，故B正确；又由于充电过程振荡电流总是减小的，故线圈中磁场在减弱，故D错误。5如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，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，断开开关S的时刻为t0，那么，下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D解析S断开前，ab段
11、短路，电容器不带电；S断开后，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，同时，电容器C充电，此时电流正向最大；给电容器C充电的过程中，电容器的充电电荷量最大时，ab中电流减为零，此后LC电路中发生电磁振荡，形成交变电流，故选D。二、非选择题6如图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2102 s。自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t34102 s时，电容器正处于_(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态。这时电容器的上极板_(填“带正电”“带负电”或“不带电”)。答案充电带正电解析振荡电路在一个周期内，经历放电充电放电充电四个过程，每一个过程历时。当振荡电流逆时针达到最大时，电容
12、器上极板刚放电完毕，将开始对下极板充电。由于时间t34102 s17T，根据电磁振荡的周期性特点，此时刻状态与开始计时后经t07T的状态一样，所以电容器正处于充电状态，且上极板带正电。本题也可通过电磁振荡中的it图象来分析，若以逆时针方向电流为正方向，从电容器上极板开始放电时计时，画出的振荡电流如图所示。题中状态对应于从A点开始到B点的一段过程。显然，正对上极板处于充电状态，上极板应带正电。7如图甲、乙所示电容器的电容都是C4106 F，电感都是L9104 H，甲图中开关K先接a，充电结束后将K扳到b；乙图中开关K先闭合，稳定后断开。两图中LC回路开始电磁振荡 t314104 s 时刻，C1的
13、上极板正在_(选填“充电”或“放电”)，带_(选填“正电”或“负电”)，L2中的电流方向向_(选填“左”或“右”)，磁场能正在_(选填“增大”或“减小”)。答案充电正电左增大解析先由周期公式求出T212104 s，那么t314104s时刻是开始振荡后的。再看与题图甲对应的qt图象(以上极板带正电为正)如图1所示，与题图乙对应的i t图象(以LC回路中有逆时针方向电流为正)如图2所示，图象都为余弦函数图象。在时刻，从题图甲对应的qt图象看出，上极板正在充电，且带正电荷；从题图乙对应的it图象看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。8如图所示振荡电路中，电感L300 H，电容C的范围为27025 pF，求：(1)振荡电流的频率范围；(2)若电感L10 mH，要产生周期T002 s的振荡电流，应配制多大的电容？答案(1)05610618106 Hz(2)1103 F解析(1)由f得：fmax Hz18106 Hz。fmin Hz056106 Hz。所以频率范围为05610618106 Hz。(2)由T2得：C F1103 F。