教科版物理选修3-4课时训练·达标巩固 3.1

圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时训练达标巩固【基础达标】一、选择题1.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成电场能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。振荡电流最大时,处于电容器放电结束瞬间,场强为零,A错误;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错误;振荡电流增大时,线圈中电场能转化为磁场能,C错误;振荡电流减小时,线圈中磁场能转化为电场能,D正确。2.LC振荡电路中,平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图所示,则与该图中A点相对应的是()A.电路中的振荡电流最大B.电路中的磁场能最大C.电路中的振荡电流为零D.电容器两极板所带电荷量最少【解析】选C。A点的电场强度最大,电容器极板上所带电荷最多,电场能最大,磁场能最小,电容器充电完毕,电路中的振荡电流为零,故A、B、D均错误,只有C正确。3.(多选)要增大如图所示振荡电路的频率,下列说法中正确的是()A.减少电容器的带电荷量B.将开关S从“1”位置拨到“2”位置C.在线圈中插入铁芯D.将电容器的动片旋出些【解析】选B、D。根据公式f=12LC可知要增大f,必须减小L和C二者之积。C跟电容器的带电荷量无关,减小两极板的正对面积、增大两极板间的距离,从两极板间抽出介质都可减小电容C,因此,A不正确,D正确。线圈匝数越少,抽出铁芯,L越小,可见B正确,C不正确。【补偿训练】为使发射的电磁波的波长变为原来的2倍,可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.变为原来的四分之一【解析】选C。由v=T知,电磁波传播速度不变时,要使电磁波的波长变为原来的2倍,须使其周期变为原来的2倍,又T=2LC,可以将振荡电路电容器的电容变为原来的4倍,C正确。4.一个LC振荡电路中,线圈的自感系数为L,电容器电容为C,从电容器上电压达到最大值U开始计时,则下列说法不正确的是()A.至少经过LC,磁场能达到最大B.至少经过12LC,磁场能达到最大C.在12LC时间内,电路中的平均电流是2UCLD.在12LC时间内,电容器放电量为CU【解析】选A。LC振荡电路周期T=2LC,电容器电压最大U时开始放电,经12LC时间放电结束,此时电容器电量为零,电路中电流最大,磁场最强,磁场能最大,A错误,B正确;因为Q=CU,所以电容器放电量Q=CU,D正确;由I=Qt得I=2UCL,C正确。而本题选不正确的,故选A。5.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极板上电量q随时间变化的图像是图中的哪一个(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灯熄灭,LC组成的回路将产生电磁振荡。由于线圈的自感作用,在0tT/4时间段内,线圈产生的自感电动势给电容器充电,电流方向与原线圈中的电流方向相同,电流值从最大逐渐减小到零,但电荷量却从零逐渐增加到最大,在T/4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,所以选项B正确。【总结提升】分析电磁振荡过程的技巧(1)分清楚两个最值瞬间:放电瞬间,电容器中的电量、电场强度、电场能最大,而电路中的电流最小,电感线圈中的磁场最小。放电完毕,电容器中的电量、电场强度、电场能最小,而电路中的电流最大,电感线圈中的磁场最大。(2)理解两个过程:放电过程,电容器相当于电源,电流不断变大,电场能向磁场能转化。充电过程,电感线圈相当于电源,电流不断变小,磁场能向电场能转化。二、非选择题6.(2016榆林高二检测)如图所示,线圈的自感系数为3H,在线圈的中间有抽头2,电容器的电容可在150300 pF之间变化,S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。【解析】根据T=2LC得当开关S接1时周期最大,Tmax=2LmaxCmax=2310-630010-12s=1.8810-7s根据f=1T=12LC得当开关S接2时频率最大,fmax=12LminCmin=121.510-615010-12Hz=1.06107Hz答案:1.8810-7s1.06107Hz【能力提升】1.(1)(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.电容器上的电荷量增大C.电场能正在向磁场能转化D.电感线圈磁通量正在变大E.电感线圈磁通量的变化率正在增大(2)如图为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图像,由图可知,在OA时间内_能转化为_能,在AB时间内电容器处于_(选填“充电”或“放电”)过程,在时刻C,电容器所带电荷量_(选填“为零”或“最大”)。【解析】(1)选A、B、E。通过图示电流可知电容器在充电,振荡电流减小,电容器上的电荷量在增大,磁场能正在向电场能转化,磁通量正在减小,A、B正确,C、D错误;电感线圈的自感电动势增大,所以磁通量的变化率也正在增大,E正确。(2)由图可知,振荡电流随时间做正弦规律变化。在OA时间内电流增大,电容器正在放电,电场能逐渐转化为磁场能;在AB时间内电流减小,电容器正在充电;在时刻C电流最大,为电容器放电完毕瞬间,所带电荷量为零。答案:(1)A、B、E(2)电场磁场充电为零2.(1)(多选)一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路,要使此振荡电路的周期变大,以下措施中正确的是()A.减小电容器两极板间的距离B.减少线圈的匝数C.增大电容器两极板间的正对面积D.减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数E.减小电容器两极板间的距离的同时增加线圈的匝数(2)振荡电路中电容器电容为C,振荡电流i=Imsint。求:此电路中线圈的自感系数L。【解析】(1)选A、C、E。由于振荡电路的周期T=2LC,所以要想增大周期可以增大电容和自感系数。减小电容器两极板间的距离会增大电容,周期变大,A正确;减少线圈的匝数可减小自