4.1电磁波的产生（解析版）

4.1电磁波的产生1、LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向如图，且正在增大，则此时()A．A板带正电B．线圈L两端电压在增大C．电容器C正在充电D．电场能正在转化为磁场能【解析】选D。电路中的电流正在增大，说明电容器正在放电，C项错误；电容器放电时，电流从带正电的极板流向带负电的极板，则A板带负电，A项错误；电容器放电，电容器两极板间的电压减小，线圈两端的电压减小，B项错误；电容器放电，电场能减少，电流增大，磁场能增大，电场能正在转化为磁场能，D项正确。2．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，电容器两极板间的场强最大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。振荡电流最大时为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。3．(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则()A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带正电C．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b【解析】选A、C。若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A正确，B错误；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误。4.LC振荡电路某时刻的磁场方向和电容器带电状态如图所示，则()A．电容器正在充电B．电容器两极板间的电压正在增大C．电感线圈中的电流正在增大D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大【解析】选C、D。由电流的磁场方向可判断线圈中电流从上往下看是逆时针方向，又电容器上极板带正电，可知电容器在放电，两极板间电压减小，电路中的电流在增大，此时刻自感电动势阻碍电流增大，故A、B错误，C、D正确。5.如图为某时刻LC振荡电路的状态，则()A．电容器正处于放电过程中B．振荡电流在增大C．电容器上电荷量正在减少D．磁场能正在向电场能转化【解析】选D。由题图可知，电容器正在充电，电容器上的电荷量、电场能增加；回路中电流正在减小，磁场能正在减小，磁场能正向电场能转化，故A、B、C项都错，D项对。6.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【解析】选A。振荡电流的频率由LC回路本身的特性决定，f＝eq\f(1,2π\r(LC))。增大电容器两极板间距，电容减小，振荡频率升高，A正确；升高电容器的充电电压只能改变振荡电流的强弱，对振荡电流的周期和频率没有影响，B错误；增加线圈的匝数和在线圈中插入铁芯，都会使自感系数增大，致使频率降低，C、D错误。7．(多选)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B、C。电子钟变慢，说明LC回路的振荡周期变大，根据公式T＝2πeq\r(LC)可知，振荡电路的电容变大或线圈中的电感变大都会导致振荡电路的周期变大，故选B、C。8.某中学的实验小组为了研究LC振荡电路的充电与放电时间，用自感系数为L的线圈与电容为C的电容器组成如图所示的振荡电路。图中电容器处于放电状态，且此时电容器所带的电荷量为q，通过传感器可在计算机上采集数据，已知从该时刻起到电容器这一次放电结束所用的时间为eq\f(1,3)πeq\r(LC)，则从这一次放电开始的时刻起到图示时刻所用的时间为()A．eq\f(1,2)πeq\r(LC) B．eq\f(1,3)πeq\r(LC)C．eq\f(1,6)πeq\r(LC) D．eq\f(2,3)πeq\r(LC)【解析】选C。LC振荡电路在一个周期内电容器会有两次充电和放电，每次充电或放电时间均为eq\f(1,4)T＝eq\f(1,2)πeq\r(LC)。根据题意，电容器电荷量由q减小到零，所需时间为eq\f(1,3)πeq\r(LC)＝eq\f(1,6)T，说明电容器由最大电荷量放电到q所需时间为eq\f(1,4)T－eq\f(1,6)T＝eq\f(1,12)T＝eq\f(1,6)πeq\r(LC)，C正确。9.(多选)按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是()A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场【解析】选B、D。对此理论全面正确的理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化的磁场，也可以产生不变化的磁场；均匀变化的电场周围产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。变化的磁场产生电场的规律与以上类似，故正确答案为B、D。10.(多选)如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R，有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中，要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是()A．匀强磁场B．均匀增加的磁场C．均匀减少的磁场D．由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动【解析】选B、C。磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力作用下可以产生加速度，故选B、C。11.(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场【解析】选A、B。变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B正确，C、D错误。12.如图是LC振荡电路t1时刻和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况，在t1时刻电容器正在__________，t2时刻电容器正在__________。(以上均选填“充电”或“放电”)【解析】由题图t1时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在放电；而由t2时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在充电。答案：放电充电13．振荡电流变化规律为i＝0.14sin(1000t)A的LC振荡电路中，已知电路中线圈的自感系数L＝50mH，则电容器的电容C＝________，该振荡电流的有效值为________。【解析】由ω＝eq\f(2π,T)，得T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,1000)s＝2π×10－3s，又因T＝2πeq\r(LC)，得C＝eq\f(T2,4π2L)＝eq\f(（2π×10－3）2,4π2×50×10－3)F＝2.0×10－5F，因振荡电流最大值Im＝0.14A，所以有效值为I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(0.14,1.4)A＝0.10A。答案：2.0×10－5F0.10A14．如图所示是通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导电芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路，根据其振荡频率的高低(用与该电路相连的频率计显示)就可知道容器内液面位置的高低，如果频率计显示该振荡电路的振荡频率变大了，则液面________(选填“升高”或“降低”)；容器内的导电液体与大地相连，若某一时刻线圈内磁场方向向右，且正在增强，则此时导电芯柱的电势正在________(选填“