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2019-2020年高中物理沪科版选修3-4第三章电磁场合电磁波
3.2电磁波的发现含解析高三物理同步测控关于振荡电流,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.故本题正确选项为B、D.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.xx·咸阳高二检测LC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 A.
0.5s至1s时间内,电容器充电B.
0.5s至1s时间内,电容器上极板带的是正电C.1s至
1.5s时间内,磁场能正在转化为电场能D.1s至
1.5s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
0.5s至1s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
0.5s~1s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
0.5s~1s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1s至
1.5s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L流向P点,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.如图所示振荡电路中,电感L=300μH,电容C的范围为25pF~270pF,求1振荡电流的频率范围;2若电感L=10mH,要产生周期T=
0.02s的振荡电流,应配置多大的电容?解析1由f=知,当C在25pF~270pF间变化时,f的范围为
0.56×106Hz~
1.8×106Hz.2由T=2π知,C==1×10-3F.答案
10.56×106Hz~
1.8×106Hz21×10-3F课时作业
一、选择题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,但遵循同样的运动规律,即均按正弦规律变化,D正确.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.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.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.如图所示,闭合开关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.LC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.右图表示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.此时自感电动势正在阻碍电流增大解析选BCD.由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知,此时电流向着电容器带负电荷的极板流动,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.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30s,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.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.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t=0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1S断开前,ab段短路,电容器不带电;2S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、非选择题在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.1T、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T=2π得T2=4π2LC.2由LC振荡电路的周期公式T=2π可得T2=4π2LC.在L不变的情况下,T2为C的正比例函数,因此T2-C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T=2π得L=,L=,代入数据得L=
36.8mH在
35.1~
38.9mH之间皆正确.答案1T2=4π2LC 2见解析
336.8mH在
35.1~
38.9mH之间均正确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L=
0.25H,电容器电容C=4μF,在电容器开始放电时取t=0,这时上极板带正电,下极板带负电,当t=
2.0×10-3s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1LC振荡电路的固有周期T=2π=2πs=2π×10-3s≈
6.28×10-3s,t=2×10-3s,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t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。