2019-2020学年高中物理 第三章 电磁振荡电磁波 第1节 电磁振荡课时作业（含解析）教科版选修3-4

第1节 电磁振荡随堂检测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为电场能d振荡电流减小的过程中，线圈中自感电动势增大解析：选d振荡电流最大时，线圈中磁感应强度最大，磁场能最大，电容器中电场能为零，场强为零，选项a错误振荡电流为零的时刻，lc回路中振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中产生的自感电动势最大，选项b错误振荡电流增大的过程，线圈中磁感应强度和磁场能也随之增大，这一过程是电场能向磁场能转化的过程，选项c错误振荡电流减小的过程，是磁场能向电场能转化的过程，也是电容器充电的过程，电流的变化率不断增大，振荡电流为零时，电流的变化率最大，所以线圈中自感电动势最大，选项d正确2在lc振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍()a自感系数l和电容c都增大一倍b自感系数l增大一倍，电容c减小一半c自感系数l减小一半，电容c增大一倍d自感系数l和电容c都减小一半解析：选d由lc振荡电路的频率f可知，当自感系数l和电容c都减小一半时，其振荡频率恰好增大一倍3关于在lc振荡电路的一个周期的时间内，下列说法中正确的是()磁场方向改变一次电容器充、放电各一次电场方向改变两次电场能向磁场能转化完成两次abc d解析：选c在一个振荡周期内，电场、磁场方向改变两次，电场能、磁场能转化两次；电容器充、放电各两次，故选项c正确4.lc振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法错误的是()a若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电b若电容器正在放电，则电容器上极板带负电c若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大d若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大解析：选c在振荡电路中，电容器放电过程，放电电流一定是逐渐增大的；电容器充电过程，充电电流一定是逐渐减小的根据题图中磁场方向，由安培定则可判断回路中有顺时针方向的电流若该时刻电容器上极板带正电，说明电容器正在充电，充电电流是不断减小的，磁场也将逐渐减小，可知a正确，c错误；若该时刻电容器上极板带负电，说明电容器正在放电，放电电流是不断增加的，线圈中自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，可知b、d正确5有一lc振荡电路，当电容调节为c1200 pf时，能产生频率为f1500 khz的振荡电流，要获得频率为f21.0103 khz的振荡电流，则可变电容器应调为多大？(设电感l保持不变)解析：根据公式f可知，由于电感l保持不变，所以有得c2c1200 pf50 pf.答案：50 pf课时作业一、单项选择题1在lc振荡电路中，下列哪个说法是错误的()a电容器开始放电时，电路中电流最大b电路中电流最大时，电路中的电场能最小c电容器放电结束时，电路中的电流最大d电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最大解析：选a在电容器放电过程中，电流由零逐渐增大，线圈中产生的自感电动势虽然和电流方向相反，要阻碍电流的增大，但不能阻止电流的增大因此尽管随着放电过程进行，加在线圈两端的电压不断减小，但是线圈中的电流却不断增大，直至放电结束，线圈两端电压减小为零，电流增为最大从能量转化角度更容易理解其大小变化的关系：在电容器放电过程中，电容器上的电荷量逐渐减小，磁场能逐渐增大，磁场逐渐增强，这只有电流逐渐增大才能实现直至放电结束，电容器电荷量为零，电场能全部转化为磁场能，电流达到最大由上述分析可知，应选a2如图所示是lc回路中电容器带的电荷量随时间变化的图像在1106 s到2106 s内，关于电容器的充(或放)电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的结论是()a充电过程，波长为1 200 mb充电过程，波长为1 500 mc放电过程，波长为1 200 md放电过程，波长为1 500 m解析：选a由图像知该过程电容器带的电荷量在增加，故为充电过程；同时，由图像还可得到t4106 s，而c，ct1 200 m，故a正确3.如图所示，是处于某一时刻的lc振荡电路的情况，下列说法正确的是()a电容器正在放电，电场能正转化成磁场能b电容器正在充电，电场能正转化成磁场能c电容器正在放电，磁场能正转化成电场能d电容器正在充电，磁场能转化成电场能解析：选d由题图中极板的正负和电流的方向知，此刻正处于给电容器充电过程，线圈中的磁场能正向电场能转化，选项d正确4在lc振荡电路中，电容器放电时间的长短决定于()a充电电压的大小b电容器带电量的多少c放电电流的大小d电容c和电感l的数值解析：选d电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期t2，t是由振荡电路的电容c和电感l共同决定的，与电荷量等无关5有一lc振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为()a增加线圈的匝数b在线圈中插入铁芯c减小电容器极板间的距离d减小电容器极板正对面积解析：选dlc振荡电路产生的电磁波的频率为：f，再由vf解得：2v，所以减小波长的方法是减小自感系数l或电容c.对于选项a、b都是增加l的措施对电容又有：c，可知选项d正确6.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正确二、多项选择题7关于lc振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()a电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大b电荷量为零时，线圈中振荡电流最大c电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能d电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能解析：选bc电容器电荷量最大时，振荡电流为零，a错；电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大，b对；电荷量增大时，磁场能转化为电场能，c对；同理可判断d错8一台电子钟，是利用lc振荡电路制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min，造成这种现象的可能原因是()al不变，c变大了bl不变，c变小了cl变小了，c不变 dl、c均减小了解析：选bcd根据t2，又根据lc振荡电路周期变小了，钟就变快了，即可得出正确选项9lc振荡电路中电容器两极板上的电压u随时间t变化的图像如图所示，由图可知()a在t1时刻，电路中的磁场能最小b从t1到t2，电路中的电流不断变小c从t2到t3，电容器极板上的带电荷量增多d在t4时刻，电容器中的电场能最小解析：选acd电磁振荡中，随振荡电流i同步变化的有磁感应强度b和磁场能；随电容器上电荷量q同步变化的有板间电压u、场强e和电场能当其中一组量变大时，另一组量变小在t1时刻，电容器两端的电压最大，电场能最大，磁场能最小，故a正确；从t1到t2，电容器两端的电压减小，电容器极板上带电荷量减小，因此电路中电流增大，故b错误；从t2到t3，电容器两端电压增大，因此带电荷量增加，故c正确；在t4时刻，电容器上电压为零，场强也为零，电场能最小，故d正确三、非选择题10如图甲、乙中电容器的电容都是c4106f，电感都是l9104h，甲图中电键s先接a，充电结束后将s扳到b；乙图中电键s先闭合，稳定后断开两图中lc回路开始电磁振荡t3.14104s时刻，c1的上极板正在_电(填“充”或“放”)，带_电(填“正”或“负”)；l2中的电流方向向_(填“左”或“右”)，磁场能正在_(填“增大”或“减小”)解析：先由周期公式求出t21.2104s，t3.14104s时刻是开始振荡后的t.再看与甲图对应的qt图像(以上极板带正电为正)和与乙图对应的it图像(以lc回路中有逆时针方向电流为正)，图像都为余弦函数图像在t时刻，从甲图对应的qt图像看出，上极板正在充电；从乙图对应的it图像看出，l2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大答案：充正左增大11lc振荡电路的电容c556 pf，电感l1 mh，则其周期是多少？电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少？解析：t223.14 s4.68106 s电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的最短时间为.即t1.17106 s.答案：4.68106 s1.17106 s12.如图所示振荡电路中，电感l300 h，电容c的范围为25270 pf，求：(1)振荡电流的频率范围；