1.電磁振蕩課后訓(xùn)練鞏固提升一、基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流,下列說法正確的是()A.振蕩電流最大時(shí),電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度最大B.振蕩電流為零時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)為零C.振蕩電流增大的過程中,線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能D.振蕩電流減小的過程中,線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能答案:D解析:振蕩電流最大時(shí)為電容器放電結(jié)束瞬間,電場(chǎng)強(qiáng)度為零,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;振蕩電流為零時(shí),其要改變方向,這時(shí)電流變化最快,電流變化率最大,線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;振蕩電流增大時(shí),線圈中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;振蕩電流減小時(shí),線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,D選項(xiàng)正確。本題考查振蕩電路的各物理量的變化,提高理解和分析能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。2.在LC振蕩電路中,當(dāng)電容器的電荷量最大時(shí)()A.電場(chǎng)能開始向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 B.電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化C.電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢 D.磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化答案:A解析:電容器的電荷量最大時(shí),電場(chǎng)能最大,可認(rèn)為是磁場(chǎng)能完全轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,也可以認(rèn)為是電場(chǎng)能開始向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化。3.(多選)在LC振蕩電路中,某時(shí)刻電路中的電流方向如圖所示,且電流正在增大,則該時(shí)刻()A.電容器上極板帶正電,下極板帶負(fù)電B.電容器上極板帶負(fù)電,下極板帶正電C.電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化D.電容器正在放電答案:ACD解析:電流正在增大,說明是放電過程,是電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化,C、D項(xiàng)正確;放電過程電容器上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。4.某LC振蕩電路的固有周期為T0,如果保持線圈的自感系數(shù)L不變,將可變電容器的電容C減小到原來的14,則振蕩電路的周期將變?yōu)?A.T04 BC.2T0 D.6T0答案:B解析:由周期公式T=2πLC知,當(dāng)C'=14C時(shí),則T'=T05.在LC振蕩電路中,電容器上帶的電荷量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間是()A.πB.πC.πLCD.2πLC答案:B解析:LC振蕩電路的周期T=2πLC,其電容器上帶的電荷量從最大值變化到零的最短時(shí)間t=T4,故t=π6.在如圖所示的振蕩電流的圖像中,表示電容器充電過程的有;線圈中有最大電流的點(diǎn)是;電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能的過程有。

答案:a→b、c→d、e→fa、c、eb→c、d→e7.如圖所示振蕩電路中,電感L=300μH,電容C的范圍為25~270pF。(1)振蕩電流的頻率范圍是多少?(2)若電感L=10mH,要產(chǎn)生周期T=0.02s的振蕩電流,應(yīng)配制多大的電容?答案:(1)5.6×105~1.8×106Hz(2)1.0×103F解析:(1)f1=12πLC1=12π300×10f2=12πLC2=12π300×振蕩電流的頻率范圍是5.6×105~1.8×106Hz。(2)由T=2πLC得C=T則C=0.0224π2×10×10二、能力提升1.(多選)LC振蕩電路中,某時(shí)刻的磁場(chǎng)方向如圖所示,則()A.若磁場(chǎng)正在減弱,則電容器正在充電,電流由b向aB.若磁場(chǎng)正在減弱,則電場(chǎng)能正在增大,電容器上極板帶負(fù)電C.若磁場(chǎng)正在增強(qiáng),則電場(chǎng)能正在減小,電容器上極板帶正電D.若磁場(chǎng)正在增強(qiáng),則電容器正在充電,電流方向由a向b答案:ABC解析:若磁場(chǎng)正在減弱,則電流在減小,是充電過程,根據(jù)安培定則可確定電流由b向a,電場(chǎng)能增大,上極板帶負(fù)電,故選項(xiàng)A、B正確。若磁場(chǎng)正在增強(qiáng),則電流在增大,是放電過程,電場(chǎng)能正在減小,根據(jù)安培定則,可判斷電流由b向a,上極板帶正電,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。2.(多選)如圖所示,從將開關(guān)S由b扳到a開始計(jì)時(shí),在電流振蕩了半個(gè)周期時(shí),電路中()A.電容器C里的電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng),電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上B.線圈L周圍磁場(chǎng)最強(qiáng)C.線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D.電場(chǎng)能開始向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化答案:ACD解析:從將開關(guān)S由b扳到a開始計(jì)時(shí),在電流振蕩了半個(gè)周期時(shí),電容器處于反向充電完畢的時(shí)刻。此時(shí),電容器C里的電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng),電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上,故A正確。電流為零,線圈L中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,周圍磁場(chǎng)最弱,故B錯(cuò)誤,C正確。電場(chǎng)能最強(qiáng),電場(chǎng)能開始向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化,故D正確。3.要想增大LC振蕩電路中產(chǎn)生的振蕩電流的頻率,可采用的方法是()A.增大電容器兩極板的間距B.升高電容器的充電電壓C.增加線圈的匝數(shù)D.在線圈中插入鐵芯答案:A解析:振蕩電流的頻率由LC回路本身的特性決定,f=12πLC。增大電容器兩極板的間距,電容減小,振蕩電流的頻率升高,A對(duì);升高電容器的充電電壓不能改變振蕩電流的頻率,B錯(cuò);增加線圈匝數(shù)和插入鐵芯,電感L都增大,振蕩電流的頻率降低,C、D錯(cuò)。該題考查決定振蕩頻率的因素,4.圖中畫出一個(gè)LC振蕩電路中的電流變化圖線,根據(jù)圖線可判斷()A.t1時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大B.t2時(shí)刻電容器兩極間電壓為零C.t1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能D.t1時(shí)刻電容器上電荷量為零答案:D解析:本題考查認(rèn)識(shí)it圖像和利用圖線分析問題的能力。由圖像知,計(jì)時(shí)開始時(shí),電容器兩極板所帶電荷量最大,電流為零,電容器放電開始,根據(jù)電流隨時(shí)間的變化規(guī)律,可以畫出qt圖像(在圖中用虛線表示)。由圖像分析可知:t1時(shí)刻,電容器上電荷量為零,電勢(shì)差為零,電勢(shì)能為零,故D項(xiàng)正確,A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;t2時(shí)刻電容器電荷量q最大,兩板間電勢(shì)差最大,B項(xiàng)錯(cuò)誤。5.如圖所示,LC振蕩電路中電容器的電容為C,線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng),電容器在圖示時(shí)刻的電荷量為Q。若圖示時(shí)刻電容器正在放電,至放電完畢所需時(shí)間為13πLC;若圖示時(shí)刻電容器正在充電,則充電至最大電荷量時(shí)間為(A.12πLCC.16πLC答案:C解析:LC振蕩電路在一個(gè)周期內(nèi)電容器會(huì)兩次充電、兩次放電,每次充電或放電時(shí)間均為14T=12πLC。據(jù)題意,電容器電荷量由Q減小到零,需時(shí)間為13πLC=16T,說明電容器由最大電荷量放電到Q需時(shí)間為14T6.一個(gè)智能玩具的聲響開關(guān)與LC振蕩電路中電流有關(guān),下圖為該玩具內(nèi)的LC振蕩電路部分。已知線圈的電感L=0.25H,電容器的電容C=4μF。在電容器開始放電時(shí)(取t=0),上極板帶正電,下極板帶負(fù)電。當(dāng)t=2.0×103s時(shí),問:(1)電容器的上極板帶何種電?(2)電路中電流的方向如何?答案:(1)負(fù)電(2)逆時(shí)針解析:(1)LC振蕩電路的固有周期T=2πLC=2π0.25×4×10-6s=2π×103s=6.28×103s,t=2×103s是在第一個(gè)周期內(nèi)的T4到T2(2)在0~T4內(nèi)電容器放電,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,電流從0逐漸增大到最大值。T4~T2內(nèi),由于線圈的自感作用,線圈中的電流沿原來的方向繼續(xù)流動(dòng),7.如圖所示,L為一電阻可忽略的線圈,D為一燈泡,C為電容器,開關(guān)S處于閉合狀態(tài),燈D正常發(fā)光?，F(xiàn)突然斷開S,并開始計(jì)時(shí),畫出反映電容器a極板上電荷量q隨時(shí)間變化的圖像(q為正值表示a極板帶正電)。答案:如圖所示。解析:開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí),電流穩(wěn)定,又因L電阻可忽略,因此電容器C兩極板間電壓為