1、3.2电磁波的发现随堂检测1(多选)关于振荡电流,以下叙述正确的是()A大小和方向都在变化的电流叫做振荡电流B大小和方向都做周期性迅速变化的电流叫振荡电流C由电感线圈和电阻器组成的电路能够产生振荡电流D由电感线圈和电容器组成的回路能够产生振荡电流解析:选BD.大小和方向必须是都做周期性迅速变化的电流才是振荡电流,故A错误,B正确;LC回路能产生振荡电流,由电感线圈和电阻器组成的电路不能产生振荡电流,故C错误,D正确2在LC回路中发生电磁振荡时,以下说法正确的是()A电容器的某一极板,从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止,这一段时间为一个周期B当电容器放电完毕瞬间,回路中的电流为零C提高
2、充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大D要提高振荡频率,可减小电容器极板间的正对面积解析:选D.电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间,电容器完成了放电和反向充电过程,时间为半个周期,A错误;电容器放电完毕瞬间,电路中电场能最小,磁场能最大,故电路中的电流最大,B错误;振荡周期仅由电路本身决定,与充电电压等无关,C错误;提高振荡频率,就是减小振荡周期,可通过减小电容器极板正对面积来减小C,达到增大振荡频率的目的,D正确3.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极板上电荷量
3、q随时间变化的图像是下图中的哪一个(图中q为正值表示a极板带正电)()解析:选B.确定a极板上电荷量q的起始状态,再确定第一个周期内的变化情况S处于接通状态时,电流稳定,因忽略L的电阻,故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组成的电路将产生电磁振荡由于线圈的自感作用,在0t时间段内,线圈产生的自感电动势给电容器充电,电流方向与原来线圈中的电流方向相同,电流值从最大逐渐减小到零,但电容器极板上的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板带正电,a板带负电,所以B图正确4如图所示振荡电路中,电感L300 H,电容C的范围为25 pF2
4、70 pF,求:(1)振荡电流的频率范围;(2)若电感L10 mH,要产生周期T0.02 s的振荡电流,应配置多大的电容?解析:(1)由f 知,当C在25 pF270 pF间变化时,f的范围为0.56106 Hz1.84106 Hz.(2)由T2 知,C1103 F.答案:(1)0.56106 Hz1.84106 Hz(2)1103 F课时作业一、单项选择题1电磁振荡与机械振动相比()A变化规律不同,本质不同B变化规律相同,本质相同C变化规律不同,本质相同D变化规律相同,本质不同解析:选D.电磁振荡是电荷在LC电路中的振荡,而机械振动是质点在平衡位置附近的往复运动,二者本质不同,但遵循同样的运
5、动规律,即均按正弦规律变化,D正确2关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是()A振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大B振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零C振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能D振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能解析:选D.本题考查振荡电流和其他各物理量变化的关系振荡电流最大时,处于电容器放电结束瞬间,场强为零,A错;振荡电流为零时,LC回路振荡电流改变方向,这时的电流变化最快,电流强度变化率最大,线圈中自感电动势最大,B错;振荡电流增大时,线圈中电场能转化为磁场能,C错;振荡电流减小时,线圈中磁场能转化为电场能,D对3如图所示,闭合
6、开关S,待电容器充电结束后,再打开开关S,用绝缘工具使电容器两极板距离稍稍拉开一些,在电容器周围空间()A会产生变化的磁场B会产生稳定的磁场C不会产生磁场D会产生振荡的磁场解析:选C.两平行板电容器接入直流电源后两极板间的电压等于电源的电动势,断开电源后,电容器带电量不变,由电容器定义式和平行板电容器公式可得两板间场强E,当用绝缘工具将两极板距离稍稍拉开一些,电容器两板间的电场不发生变化,所以不会产生磁场C正确4如图所示电路中,L是电阻不计的电感器,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器L中的电流方向从a到b为正,断开开关的时刻为t0
7、时刻,那么图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是()解析:选C.本题属含电容电路、自感现象和振荡电路的综合性问题,应从下面几个方面考虑:(1)S断开前,ab段短路,电容器不带电;(2)S断开时,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(3)给电容器C充电的过程中,电容器的充电量最大时,ab中电流减为零,此后LC发生电磁振荡形成交变电流,综上述选项C正确二、多项选择题5有关振荡电路的下列说法中,你认为正确的是()A电容器带电荷量为零的时刻,振荡电流也为零B电容器带电荷量为零的时刻,振荡电流达到最大值C电容器充电时,电场能转化为磁场能D振荡电流增大时,电
8、场能逐渐转化为磁场能解析:选BD.电容器放电完毕时,电容器的带电荷量为零,此时振荡电流达到最大值;电容器充电时,磁场能转化为电场能电容器放电时,振荡电流增大,电场能逐渐转化为磁场能6在LC振荡电路中,当电容器上的电荷量最大时()A振荡电流达到最大B电容器两极板间的电压最大C电场能恰好全部转化为磁场能D磁场能恰好全部转化为电场能解析:选BD.当LC振荡电路中电容器的电荷量最大时,电路中电流为零,对应的极板间电压和电场能达到最大,磁场能最小,为零,即磁场能全部转化为电场能,故B、D正确7LC回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示,则()A在时刻t1,电路中的电流最大B在时刻t2,电路中的
9、磁场能最大C从时刻t2至t3,电路的电场能不断增大D从时刻t3至t4,电容器的带电荷量不断增大解析:选BC.由题图可知,t1时刻电容器两端电压最高时,电路中振荡电流为零t2时刻电容器两端电压为零,电路中振荡电流最强、磁场能最大,选项A错误,B正确在t2至t3的过程中,从题图可知,电容器两板电压增大,必有电场能增加,选项C正确而在t3至t4的过程中,电容器两板电压减小,带电荷量同时减小,选项D错误正确选项为B、C.8LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图所示现规定过P点向右的电流为正,则()A0.5 s至1 s时间内,电容器充电B0.5 s至1 s时间内,电容器上极板带的是正电C1 s至1.
10、5 s时间内,磁场能正在转化为电场能D1 s至1.5 s时间内,Q点的电势比P点的电势高解析:选AD.由振荡电路的图像可知,在0.5 s至1 s时间内,电流为正方向,且电流值正在减小,所以依题规定的电流正方向知,在0.5 s1 s的时间内,LC回路中的电流是顺时针的,而且电容器C正在充电由充电电流是由电容器C的负极板流出,流向正极板可知,在0.5 s1 s的时间内电容器C的上极板带负电,下极板带正电,选项A正确,B错误再由LC振荡电路图像知,在1 s至1.5 s时间内,电流为负电流,且电流的值正在增大,由题所规定的电流正方向知,此时间内LC回路中的电流是逆时针的,即由Q点经电感线圈L流向P点,
11、所以Q点电势比P点高,而且由于电流值正在增大,所以电场能正在转化为磁场能,选项C错误,选项D正确故选A、D.9电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天要慢30 s,造成这一现象的原因可能是()A电池用久了B振荡电路中电容器的电容大了C振荡电路中线圈的电感大了D振荡电路中电容器的电容小了解析:选BC.电子钟变慢的原因是LC振荡电路的振荡周期变大了,而影响周期的因素是振荡电路中的L和C,B、C两项正确10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变化D磁场能正在向电场能变化解析:选AD.由题图中上极板带正电荷,下极板带负电荷
12、及电流的方向可判断出正电荷在向正极板聚集,说明电容器极板上电荷在增加,电容器正在充电电容器充电的过程中电流减小,磁场能向电场能转化正确选项为A、D.三、非选择题11在LC振荡电路中,若已知电容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)求解L的值解析:(1)由周期公式T2得T242LC.(2)由LC振荡电路的周期公式T2可得T242LC.在L不变的情况下,T2为C的正比例函数
13、,因此T2C图线为过原点(0,0)的直线,图线如图所示(3)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T2得L,L,代入数据得L36.8 mH(在35.138.9 mH之间皆正确)答案:(1)T242LC(2)见解析(3)36.8 mH(在35.138.9 mH之间均正确)12一个智能玩具的声响开关与LC电路中电流有关,如图所示为该玩具内的LC振荡电路部分,已知线圈自感系数L0.25 H,电容器电容C4 F,在电容器开始放电时,取t0,这时上极板带正电,下极板带负电,当t2.0103 s 时,求:(1)电容器的上极板带何种电?(2)电路中电流的方向如何?解析:(1)LC振荡电路的固有周期T22 s2103 s6.28103 s,t2103 s,是在第一个周期内的到T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(2)在0内电容器放电,电流方向为逆时针方向电流从0逐渐增大到最大值.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t2.0103 s时刻时电路中的电流方向为逆时针答案:(1)上极板带负电(2)电路中的电流方向为逆时针