新教材2024高中物理第四章电磁振荡与电磁波4.1电磁振荡同步测试新人教版选择性必修第二册

第四章电磁振荡与电磁波1电磁振荡【基础巩固】1.LC振荡电路中,在电容器充电完毕但未起先放电的瞬间,下列说法正确的是 ()A.线圈中的电流最大B.电容器两极板间的电场能最大C.线圈中的磁场能最大D.电容器极板上的电荷量为0解析:电容器充电完毕但未起先放电的瞬间,振荡电流为0,线圈中的磁场能为0,电容器极板上的电荷量最多,电容器两极板间的电场能最大,故选项B正确.答案:B2.(多选)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0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.电荷量减小的过程中,电路中的磁场能转化为电场能解析:电磁振荡过程中,电容器电荷量最大时,线圈中振荡电流为0,选项A错误.电荷量为0时,放电结束,线圈中振荡电流最大,选项B正确.电荷量增大的过程是电容器的充电过程,磁场能正在转化为电场能,故选项C正确.同理分析,选项D错误.答案:BC3.如图所示,某瞬间电路中电流方向如箭头所示,且此时电容器的极板A带正电荷,则该瞬间 ()A.电流i正在增大,线圈中的磁场能也正在增大B.电容器两极板间电压正在增大C.电容器电荷量正在减小D.线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增加解析:题图中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,电路中电流减小,磁场能减小,电场能增大,电容器电荷量正在增大,电容器两极板间电压正在增大,线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱,故只有选项B正确.答案:B4.(多选)下图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变更的图像,由图可知 ()A.t1时刻,电路中的磁场能最小B.从t1到t2,电路中的电流不断减小C.从t2到t3,电容器不断充电D.在t4时刻,电容器的电场能最小E.从t3到t4,电路中的磁场能转化为电场能解析:由题图可知,t1时刻,电容器极板上的电荷量q最大,此时刚刚充电完毕,故电路中的磁场能最小,选项A正确.从t1到t2,电容器放电,电路中的电流从0增大到最大值,故选项B错误.从t2到t3,电容器的电荷量不断增加,电容器在不断充电,选项C正确.t4时刻,放电刚刚结束,电容器的电场能最小,选项D正确.从t3到t4,电路中电场能转化为磁场能,选项E错误.答案:ACD5.(多选)LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器极板带电状况分别如图甲、乙所示,若t2-t1=π2LC,则 (A.在t1时刻电容器正在充电B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增加C.在t1时刻电路中电流正在增大D.在t2时刻线圈中磁场正在增加解析:由t2-t1=π2LC知t2-t1=T4,从题图可看出t1、t2两个时刻线圈处的电流都是从左向右穿过线圈,由于电流方向是正电荷定向运动的方向,t1时刻电容器处于放电状态,振荡电流是增大的,故选项A错误,选项C正确.t2时刻,电流从左向右通过线圈,而右极板带正电,说明t2时刻电容器在充电,随着极板上电荷量增多,两极板间电场增加,故选项B正确答案:BC6.(多选)LC振荡电路中电容器两极板上的电压u随时间t变更的图像如图所示,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,电容器极板上的电荷量增大D.在t4时刻,电容器中的电场能最小解析:电磁振荡中,与振荡电流i同步同向变更的有磁感应强度B和磁场能;与电容器上电荷量q同步同向变更的有极板间电压U、电场强度E和电场能.当其中一组量变大时,另一组量变小.在t1时刻,电容器两极板间的电压最大,电场能最大,磁场能最小,故选项A正确.从t1到t2,电容器两极板间的电压减小,电容器极板上的电荷量减小,电路中电流增大,故选项B错误.从t2到t3,电容器两极板间电压增大,电容器极板上的电荷量增大,故选项C正确.在t4时刻,电容器两极板间的电压为0,电场强度也为0,电场能最小,故选项D正确.答案:ACD7.在LC振荡电路中,电容器放电时间取决于 ()A.充电电压的大小B.电容器储存电荷量的多少C.自感L和电容C的数值D.回路中电流的大小解析:由公式T=2πLC可知,LC振荡电路的周期由电容C和线圈自感系数L确定,与其他因素没有关系.答案:C8.(2024·广东广州)在如图所示的LC振荡电路中,若想增大电磁振荡的频率,可实行的措施是 ()A.保持电感器的电感不变,只增大电容器的电容B.保持电容器的电容不变,只增大电感器的电感C.同时增大电感器的电感和电容器的电容D.同时减小电感器的电感和电容器的电容解析:依据f=12πLC可知,要使答案:D9.如图所示,线圈的自感系数为L,且电阻不计,电容器的电容为C,开关处于闭合状态,灯泡正常发光,现突然断开开关,并起先计时,画出反映电容器A极板上电荷量q随时间变更的图像(q为正值表示A极板带正电).解析:开关处于闭合状态时,电流稳定,又因为线圈电阻可忽视,所以电容器两极板间电压为0,电荷量为0,开关断开的瞬间,灯泡马上熄灭,线圈、电容器组成的振荡电路起先振荡,周期T=2πLC,由于线圈的自感作用,此后的T4时间内,线圈给电容器充电,电流方向与线圈中原电流方向相同,电流从最大渐渐减为0,而电容器极板上电荷量则由0增为最大,依据电流流向,此T4时间里,电容器下极板带正电,所以此T答案:如图所示.【拓展提高】10.(多选)在LC振荡电路的一个周期内,下列说法正确的是()A.磁场方向变更一次B.电容器充、放电各一次C.电场方向变更两次D.电场能向磁场能转化完成两次解析:在一个振荡周期内,电场、磁场方向变更两次,电场能向磁场能转化两次;电容器充、放电各两次,故选项C、D正确.答案:CD11.(多选)如图甲所示,在LC振荡电路中,通过P点的电流变更规律如图乙所示,若把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向,则 ()甲乙A.0.5s到1s时间内,电容器在放电B.0.5s至1s时间内,电容器的上极板带正电C.1s至1.5s时间内,Q点的电势比P点的电势高D.1s至1.5s时间内,电场能正在转化成磁场能E.t=1s时电路中电场能最大,磁场能最小解析:0.5s至1s时间内,振荡电流是充电电流,电容器的上极板带负电;1s至1.5s时间内,振荡电流是放电电流,电流为负值,所以Q点的电势较高;t=1s时电流为0,电路中电场能最大,磁场能最小.选项C、D、E正确.答案:CDE12.(2024·广东东莞)下图是由线圈L和电容器C组成的最简洁的LC振荡电路.先把电容器充溢电,t=0时如图甲所示,电容器中的电场强度最大,电容器起先放电.t=0.02s时如图乙所示,LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值,则 ()甲乙A.0~0.02s时间内,电流渐渐减小B.t=0.05s时,回路中的电流方向与图乙中所示电流方向相同C.t=0.06s时,线圈中的磁场能最大D.t=0.10s时,线圈中的电场能最大解析:依据题述,t=0时电容器充溢电,起先放电,t=0.02s时LC回路中线圈上电流第一次达到最大值,可知0~0.02s时间内电流渐渐增大,选项A错误;依据LC振荡电路规律,0.04s时电流再次为0,然后电容器反向放电,t=0.05s时回路中的电流方向与图乙中电流方向相反,选项B错误;在t=0.02s时电流第一次达到最大值,此时线圈中磁场能最大,则34T时刻磁场能也最大,选项C正确;t=0.10s时的状况与t=0.02s时的状况是一样的,选项D错误答案:C13.图甲所示电路中,电感器的电阻不计,电容器的电容是C,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.假如规定电感器中的电流方向从a到b为正,断开开关的时刻为t=0时刻,那么图乙中能正确表示电感器中的电流i随时间t变更规律的是()甲ABCD乙解析:本题应从下面几个方面考虑:①S断开前,电容器两端电压为0.②S断开时,线圈中产生自感电动势,阻碍电流减小,同时,电容器充电,此时电流正向最大.③给电容器充电的过程中,电容器的电荷量最大时,线圈中电流减为0,此后LC电路发生电磁振荡,产生交变电流.综合以上分析,选项C正确.答案:C14.(多选)某种电子钟是利用LC振荡电路制成的,运用一段时间后,发觉每昼夜总是快1min,造成这种现象的可能缘由是 ()A.L不变,C变大了 B.L不变,C变小了C.L变小了,C不变 D.L、C均变小了解析:电子钟每昼夜总是快1min,说明其单位时间内完成的全振动次数多了,即周期变小了.由T=2πLC知,肯定是L与C的乘积变小了,所以选项B、C、D正确.答案:BCD【挑战创新】15.在LC振荡电路中,若已知电容C,并测得电路的固有周期为T,即可求得电感L.为了提高测量精度,需多次变更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(如图所示，图中用“×”表示点的位置).(1)T、L、C的关系为T2=;

(2)依