第二节 电磁感应现象以及LC振荡电路-2024-2025学年高二上学期物理专项训练

第二节电磁感应现象以及LC振荡电路需要掌握的内容1.产生感应电流的条件。（1）磁通量发生变化（2）闭合回路当回路不闭合时，会产生感应电动势。磁通量变化区域即为电源，电源内部电流从负极流向正极。2.电感以及电容。电感系数符号L，单位（H）。线圈匝数越多，铁芯导磁率越高，线圈长度越大，线圈面积越大，电感系数越大。电感具有通直流阻交流，通低频阻高频的特点。电容符号C，单位（F）。电容决定式C=εrS43.LC振荡电路周期。周期公式T=2π电容器放电电感阻碍电流电场能变磁场能，电感维持原有电流给电容器正向充电电磁能变电场能。电容器再反向放电，反向充电结束回到初始状态，此过程为一个振荡周期。经典习题电磁感应现象单选题1．下列说法正确的是（）A．图甲中放在小磁针正上方直导线通图示电流时，N极将垂直纸面向外转动B．图乙中将有开口的圆环从S1处移至S2处，圆环中有感应电流产生C．图丙中线圈ABCD垂直通电直导线移动时，线圈中有感应电流D．图丁中工人在电焊时，眼睛看到的电焊弧光是紫外线单选题2．为了安全，在家庭电路中一般都会在电能表后面的电路中安装一个漏电保护器，其内部结构如图所示。原线圈是由进户线的火线和零线并在一起双线绕成，当漏电保护器的a、b两端没有电压时，脱扣开关S能始终保持接通；当a、b两端一旦有电压时，脱扣开关立即断开，切断电路以起保护作用。下列说法正确的是（）A．用户正常用电时，a、b之间有电流通过B．用户正常用电时，通过原线圈的磁通量与线路中的电流大小有关C．若人站在地面上，手误触火线而触电时，通过原线圈的磁通量不为0D．若此装置用于直流电路，则不能起到保护作用单选题3．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。则以下符合事实的是（）A．丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象B．焦耳通过实验研究发现了电流通过导体产生电热的规律C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的单选题4．以下四图都与电磁感应有关，下列说法正确的是（）A．真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属B．当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动C．金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属D．磁电式仪表，把线因绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用单选题5．如图所示，是一条形磁铁周围部分磁感线分布示意图，线OO'是条形磁铁的中轴线。在磁场中取两个圆环S1、S2位置进行研究，圆环S1、S2面积相等，P、Q两点位于圆环S1上下对称点上，P、P＇两点位于两圆环S1、S2相同位置的点上。下列说法正确的是（）A．P点场强的大小比Q点大B．P点场强的大小比P＇点小C．穿过S1的磁通量比穿过S2的大D．穿过S1的磁通量与穿过S2的一样大单选题6．某同学用手机内部的磁传感器测量地磁场磁感应强度大小，测得如图手机坐标系中x、y、z三个方向上的磁感应强度分别为，，，若将手机边框看作闭合线圈，则（

）

A．；绕x轴旋转手机时边框中磁通量不变B．；绕z轴旋转手机时边框中磁通量不变C．；绕x轴旋转手机时边框中磁通量不变D．；绕z轴旋转手机时边框中磁通量不变7．为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当接通和断开开关时，电流表的指针将（填“偏转”或“不偏转”）其理由是。8．为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接．当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏．由此可知：(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针(填“左偏”、“不动”、“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针(填“左偏”、“不动”、“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向(填“相同”或“相反”)．9．小红用如图甲所示的装置探究电磁感应现象，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：（1）要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了以下四种操作，其中可行的是（选填选项前的字母）；A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动（2）小红又将实验装置改造，如图乙所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，把线圈A放进螺线管B的里面，观察指针摆动情况，下列说法正确的是（选填选项前的字母）A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．开关闭合后，线圈A插入或拔出的速度越快，电流计指针偏转角度越大C．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针向相反的方向偏转D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转（3）在（2）的研究中，完成实验后未把线圈A、螺线管B和铁芯分开，也未断开开关，在先拆除A线圈时突然被电击了一下，试分析被电击的原因：。LC振荡电路单选题10．以下电场中能产生电磁波的是()A．E＝10N/C B．E＝5sin(4t＋1)N/C C．E＝(3t＋2)N/C D．E＝(4t2－2t)N/C单选题11．无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（）A．电容器正在放电 B．振荡电流正在减小C．电流流向沿a到b D．电场能正在向磁场能转化多选题12．下列说法正确的是（

）A．变化的磁场一定产生变化的电场B．从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调C．电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长D．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为了提高成像质量，往往在镜头前贴上增透膜单选题13．下列说法正确的是（）A．法拉第在对理论和实验资料进行分析后总结出法拉第电磁感应定律B．麦克斯韦认为磁场变化时会在空间激发出静电场C．赫兹用实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论D．爱因斯坦提出能量量子化理论，正确解释了黑体辐射的实验规律单选题14．下列说法正确的是（）A．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波B．电磁波的传播不需要介质，在真空中的传播速度为光速cC．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体D．在电磁波的发射和接收过程中，使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制多选题15．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，电容器上极板带负电C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，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单选题16．如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.03s时，LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s时，下列判断正确的是（）A．电容器中的电场能最大B．线圈中的磁场能最大C．电流沿顺时针方向，电容器正在充电D．电流沿逆时针方向，电容器正在放电单选题17．防控新冠肺炎疫情期间，很多场所采用额温枪测体温，其优点之一是可以通过非接触的方法测量人体体温。这种额温枪主要是接收了人体辐射的哪种电磁波工作的（）A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．无线电波单选题18．如图所示，振荡电路正在发生电磁振荡现象，某时刻线圈产生的磁场方向和电容器极板间的电场方向已经标明，则能表示电场能正在转化为磁场能并且振荡电流沿回路顺时针方向的是（）A． B．C． D．单选题19．有关科学家的贡献，下列说法正确的是（

）A．卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量B．安培发现了电流的磁效应，并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论多选题20．关于涡流，下列说法中正确的是（）A．真空冶炼炉是利用通电导线的发热来熔化金属的装置B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流单选题21．如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器；当S1、S2断开，S闭合后，两灯泡均能发光。现先断开S，再闭合S1、S2，然后进行下列操作，则结果描述正确的是（）A．闭合S时，A立即亮，然后逐渐变暗，最后稳定在一定亮度B．闭合S时，B立即亮，然后逐渐熄灭C．闭合S足够长时间后，A不发光而B发光D．闭合S足够长时间后再断开，流过B中的电流反向并逐渐减小至零单选题22．某种除颤器的简化电路，由低压直流电源经过电压变换器变成高压电，然后整流成几千伏的直流高压电，对电容器充电，如图甲所示。除颤时，经过电感等元件将脉冲电流（如图乙所示）作用于心脏，实施电击治疗，使心脏恢复窦性心律。某次除颤过程中将电容为的电容器充电至，电容器在时间内放电至两极板间的电压为0。其他条件不变时，下列说法正确的是（）A．线圈的自感系数L越大，放电脉冲电流的峰值越小B．线圈的自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越长C．电容器的电容C越小，电容器的放电时间越长D．在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为多选题23．如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻可忽略的电感线圈，C是电容很大的电容器．下列说法正确的是A．开关S刚闭合后，灯泡A亮一下又逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮B．开关S闭合足够长时间后，灯泡A和B—样亮C．电路稳定后断开开关S时，灯泡A闪亮后逐渐熄灭D．电路稳定后断开开关S时，灯泡B的电流换向，逐渐熄灭24.下列关于电磁波的说法正确的是（）A.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场B.在LC振荡电路中，电容器极板上电荷量最大时电路中的电流最小C.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小D.在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐

答案第二节1．C【详解】A．当导线中通过图示方向的电流时，根据安培定则判断可知，小磁针所在处磁场方向垂直纸面向里，小磁针N受力向里，S极受力向外，则小磁针N极转向里，S极转向读者，故A错误；B．图乙中将有开口的圆环从S1处移至S2处，磁通量变小，但圆环有开口，不是闭合回路，不能产生感应电流，故B错误；C．图丙中线圈ABCD垂直通电直导线移动时，磁通量发生变化，线圈中有感应电流，故C正确；D．眼睛不能看到紫外线，故D错误。故选C。2．C【详解】AB．由于火线和零线采用双线绕法，当用户用电正常时，磁通量始终为零，所以通过原线圈的磁通量与线路中的电流大小无，P线圈内部的磁通量变化率为零，在ab线圈中不会产生感应电动势，所以ab线圈两端没有电压，脱扣开关闭合，故AB错误；CD．如果有人站在地面上，手误触火线而触电，零线或者火线中有一根电流为零，此时只有一根线有电流，P中磁通量不为零且会有磁通量的变化，导致穿过线圈ab的磁通量变化，会产生感应电动势，使ab间有电压，开关立即断开，故C正确，D错误。故选C。3．B【详解】A．英国物理学家法拉第梦圆磁生电，终于发现了电磁感应现象，故A错误；B．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系-焦耳定律，故B正确；C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；D．左手定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的，故D错误。故选B。4．A【详解】A．真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应现象，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属，故A正确；B．根据电磁驱动原理，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动，故B错误；C．金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故C错误；D．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，铝框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，故D错误。故选A。5．C【详解】A．由图可知、两点疏密程度相同，故两点的磁感应强度的大小相等，故A错误；B．由图可知点的磁感线比点的磁感线密，故点处的磁感应强度比大，故B错误；CD．根据磁通量的定义可知，穿过的磁通量比穿过的大，故C正确，D错误；故选C。6．D【详解】地磁场磁感应强度大小为假设线框面积为S，绕x轴旋转手机时边框中磁通量发生变化；绕z轴旋转时线框内磁通量无变化，始终为BzS。故选D。7．不偏转穿过螺线管B的磁通量没有变化【详解】[1][2]因为开关没有接到电源电路，所以当接通和断开开关时，穿过螺线管B的磁通量没有变化不会产生感应电流，故电流表的指针不偏转。8．右偏左偏相同【详解】(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，接入电路的电阻变小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏；(2)将线圈A拔出时,穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏；根据楞次定理的“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同.【点睛】知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路图的前提与关键．对于该实验，要明确实验原理及操作过程，平时要注意加强实验练习．9．ABABC电流快速减小，由于自感作用，螺线管A会产生很大的感应电动势【详解】（1）[1]AB．螺线管不动，磁铁不管是匀速还是加速插入或拔出螺线管磁通量都会发生改变，会产生感应电流，电流计指针发生偏转，故AB正确；CD．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动，螺线管磁通量都不发生变化，故不会产生感应电流，电流计指针不发生偏转，故CD错误。故选AB。（2）[2]A．开关闭合后，线圈A插入或拔出时穿过B的磁通量都会发生变化，产生感应电流，引起电流计指针偏转，故A正确；B．线圈A插入或拔出时速度越快，磁通量变化越快，感应电动势和感应电流越大，电流计指针偏转角度越大，故B正确；C．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过B的磁通量分别会增加和减小，且磁通量的方向相同，故会产生相反方向的感应电流，电流计指针向相反的方向偏转，故C正确；D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论如何滑动，线圈A中电流都会变化，穿过B的磁通量都会发生变化，产生感应电流，电流计指针都会偏转，故D错误。故选ABC。（3）[3]在拆除螺线管A时，电流快速减小，由于自感作用，螺线管A会产生很大的感应电动势，所以被电击一下。10．B【详解】A项：E＝10N/C为怛定的电场，不能产生磁场，所以不能产生电磁波，故A错误；B项：E＝5sin(4t＋1)N/C是周期性变化的电场，能产生周期性变化的磁场，所以能产生电磁波，故B正确；C项：E＝(3t＋2)N/C是均匀变化的电场，能产生恒定的磁场，所以不能产生电磁波，故C错误；D项：E＝(4t2－2t)N/C虽然是非均匀变化的电场，但产生的磁场是均匀变化的，这个均匀变化的磁场再产生的电场是恒定的，此后不再产生磁场，即不能产生电磁波，故D错误．11．B【详解】由图可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，电路中的电流沿顺时针方向，磁场能在向电场能转化，故B正确，ACD错误。故选B。12．BC【详解】A.变化的磁场产生电场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，A错误B.从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调，是调制的反过程，B正确C.从空气进入水中，频率不变，真空中电磁波传播最快，故由空气进入水中传播时，电磁波的速度变小，电磁波波长变短；声波在固体中传播最快，气体中传播最慢，故由空气进入水中传播时，声波的传播速度变大，频率不变，波长变大，C正确D.拍摄橱窗内的物体时，为了防止反射光的进入，通常加入偏振片，D错误13．C【详解】A．法拉第电磁感应定律是由纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出的规律，故A错误；B．麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产性的，我们把它叫做感生电场，故B错误；C．赫兹用实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论，故C正确；D．普朗克提出能量量子化理论，正确解释了黑体辐射的实验规律，故D错误。故选C。14．B【详解】A．只有交变的电场和磁场才能产生电磁波；故A错误；B．电磁波的传播不需要介质，在真空中的传播速度为光速c，故B正确；C．红外线具有明显的热效应，常用于加热物体；X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，故C错误；D．在电磁波的发射和接收过程中，使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故D错误。故选B。15．ABC【详解】AB．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，AB正确；CD．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，C正确，D错误。故选ABC。【点睛】归纳总结：判断LC回路处于放电过程还是充电过程的方法：电流流向带正电的极板，电荷量增加，磁场能向电场能转化，电场能增加，电流减小，磁场能减少，处于充电过程；电流流出带正电的极板，电荷量减少，电场能向磁场能转化，电场能减少，电流增大，磁场能增加，处于放电过程。16．A【详解】AB．LC回路中，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，线圈及导线电阻均不计，先闭合开关S，稳定后，线圈两端没有电压，电容器不带电，线圈具有磁场能，在t=0时刻，关闭开关S，线圈产生自感电动势，对电容器充电，使右极板带正电，后开始放电，再充电，当t1=0.03s时，电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。此时所经时间应是，则有=0.03s，可得T=0.04s，此时再经，电容器又放电，完成一次全振荡。则当t2=0.13s=3T+时，对电容器第7次充电，使电容器右极板带正电，且电荷量最大，由LC振荡回路的充放电规律可知，电容器带电荷量最大时，电容器中的电场能最大，线圈中的磁场能最小，A正确，B错误；CD．在3T～3T+时，电流沿LC回路逆时针方向对电容器充电，使电容器右极板带正电，在t2=0.13s时刻，充电完毕，且电荷量最大，CD错误。故选A。17．A【详解】测温枪是根据接收到的红外线强弱来测定温度的，故A正确，BCD错误。故选A。18．B【详解】A．由图示磁场根据安培定则可知，电路电流沿逆时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器则此时正处于充电过程，磁场能正在转化为电场能，故A错误；B．由图示磁场根据安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器则此时正处于放电过程，电场能正在转化为磁场能，故B错误；C．由图示磁场根据安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器则此时正处于充电过程，磁场能正在转化为电场能，故C错误；D．由图示磁场根据安培定则可知，电路电流沿逆时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器则此时正处于放电过程，电场能正在转化为磁场能，故D错误。故选B。19．D【详解】A．密立根最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量，选项A错误；B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则，选项B错误；CD．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，选项C错误，D正确。故选D。20．CD【详解】A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，A错误；B．家用电磁炉锅体中的