§4.1 电磁振荡 (备作业)-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列(人教版选择性必修第二册)-(解析版)
一、单选题:
1.如图所示,
L
为电阻不计的线圈,已知
LC
振荡电路的周期为
T
,开关 S 闭合一段时间。S 断开时开始计
时,当
t
=时,
L
内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为( )
A.向下、向下 B.向上、向下
C.向上、向上 D.向下、向上
【答案】A
【解析】开关 S 闭合时,由于线圈电阻不计,故电容器两端的电压为零,电容器不带电。当开关 S 断开时,
由于线圈的自感作用,电流不能立即减小为零,对电容器开始充电,当
t
=时,线圈中电流沿顺时针方向
(从上往下看),由安培定则可知,此时
L
内部磁感应强度方向向下,电容器上极板带正电,电场方向向下,
故选项 A 正确。
故选 A。
2.如图所示
LC
振荡电路在正常工作,某一时刻回路中的电流沿顺时针方向,且此时上极板带正电。假设
此时电流的大小为
i
,两板间的电势差用
U
表示,电容器所带的电荷量用
q
表示,线圈中的磁场能用
EB
表
示,线圈周围的磁感应强度用
B
表示。则此时( )
A.
i
和
EB
都在逐渐增大 B.
U
正在增大
C.
q
正在减小 D.
B
正在增强
【答案】B
【解析】题图中标明电流方向为顺时针方向,且电容器上极板带正电,说明电容器正处于充电状态。电容
器充电过程中,回路中电流减小,磁场能减少,A 错误;电场能增多,电容器带电荷量正在增大,C 错误;
电容器两极板间的电压正在增大,B 正确;线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱,D 错误。
故选:B。
3.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
。电容器在某时刻所带的电荷量为
Q,若此时刻电容器正在放电,至放电完毕所需时间为 π;如果该时刻电容器正在充电,则充电至电容器
所带电荷量最大所需时间为( )
第1课时 电磁振荡
第四章 电磁振荡与电磁波
A.π B.π
C.π D.π
【答案】C
【解析】
LC
振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次,每次充电或放电的时间均为
T
=。根据
题意,电容器所带的电荷量由 Q 减小到零所需时间为 π=
T
,说明电容器所带的电荷量由最大放电到 Q 所
需时间为
T
-
T
=
T
=π,则电容器所带电荷量由 Q 充电至最大所需时间同样为 π,选项 C 正确。
故选 C。
4.在如图所示电路中,
L
是电阻不计的线圈,
C
为电容器,
R
为电阻,开关 S 先是闭合的,现将开关 S 断
开,并从这一时刻开始计时。设电容器 A 极板带正电时电荷量为正,则电容器 A 极板上的电荷量
q
随时间
t
变化的图像是下列选项中的( )
【答案】B
【解析】开关 S 闭合时,由于线圈电阻为零,线圈中有自左向右的电流通过,但线圈两端电压为零,与线
圈并联的电容器极板上不带电,本题
LC
回路的初始条件是线圈中电流最大,磁场能最大,电场能为零。断
开开关 S 时,线圈中产生与电流方向相同的自感电动势,阻碍线圈中电流的减小,使线圈中电流继续自左
向右流动,从而给电容器充电,B 极板带正电,A 极板带负电,电荷量逐渐增加,经电荷量达最大,这时
LC
回路中电流为零,在~时间内,电容器放电,A 极板上负电荷逐渐减少到零,此后在线圈中自感电动势
的作用下,电容器被反向充电,A 极板带正电,B 极板带负电,并逐渐增多,增至最多后,又再次放电。所
以选项 B 正确。
故选 B。
5.要想增大
LC
振荡电路中产生的振荡电流的频率,可采用的方法是( )
A.增大电容器两极板的间距
B.升高电容器的充电电压
C.增加线圈的匝数
D.在线圈中插入铁芯
【答案】A
【解析】
LC
振荡电路中产生的振荡电流的频率
f
=,要想增大频率,应该减小电容
C
,或减小线圈的自感
系数
L
,再根据
C
=可知增大电容器两极板的间距,电容减小,所以 A 正确;升高电容器的充电电压,电容
不变,B 错误;增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯,自感系数增大,频率减小,故 C、D 错误。
故选 A。
6.如图所示,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减小
C.电感线圈中的电流正在减小
D.此时自感电动势正在阻碍电流的增加
【答案】D
【解析】根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针,再根据电容器极板上带电的性质可以判断电容器
在放电,A 项错误;电容器在放电,所以电流在增加,磁场能在增加,自感电动势正在阻碍电流的增加,
B、C 项错误,D 项正确。
故选 D。
7.如图甲所示的振荡电路中,电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示,则电路中振荡电流随时
间的变化图像是(振荡电流以电路中逆时针方向为正)( )
【答案】D
【解析】电容器极板间的电压
U
=,随电容器带电荷量的增加而增大,随电容器带电荷量的减少而减少。
从图乙可以看出,在 0~这段时间内电容器充电,且
UAB
>0,即
UA
>
UB
,
A
板应带正电,只有顺时针方向的
电流才能使
A
板被充电后带正电,同时考虑到
t
=0时刻电压为零,电容器带电荷量为零,电流最大,可知
t
=0时刻,电流为负向最大,所以选项 D 正确。
故选 D。
8.在
LC
振荡电路中,电容器上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是( )
A. B.
C.π D.2π
【答案】B
【解析】
LC
振荡电路的周期
T
=2π,其电容器上的带电荷量从最大值变化到零的最短时间
t
=,故
t
=,B
正确。
故选 B。
9.如图所示,
LC
电路的
L
不变,
C
可调,要使振荡的频率从 700 Hz 变为 1 400 Hz,则可以采用的办法有(
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