2026年高考物理一轮复习 电磁振荡与电磁波【附解析】

/高考物理一轮复习电磁振荡与电磁波一．选择题（共8小题）1．（2025•湘潭三模）儿童手表具有打电话和发布紧急求救信号功能，其内部发射信号的电路可以简化如图，此电路中有由电容器和电感线圈构成的LC振荡电路，当该振荡电路工作时（电感线圈为不计直流电阻的理想线圈），下列说法正确的是（）A．当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 B．仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大 C．电路中S断开时，电容器中电场能开始转化为电感线圈中的磁场能 D．电容器与电感线圈的能量转化周期为此LC振荡电路周期的两倍2．（2025•龙岩二模）使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（）A．甲波的波长比乙波短 B．甲、乙波都能在真空中传播 C．真空中甲波的传播速度比乙波小 D．测量体温时使用的测温枪探测的是乙波3．（2025•诸暨市模拟）如图所示，线圈L的自感系数0.1H，直流电阻为零，电容器C的电容40μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势E＝1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，在断开开关的时刻t＝0，则电感线圈中电流i随时间t变化的图像为（）A． B． C． D．4．（2025春•潍坊期中）甲图为测量储罐中不导电液体高度的装置示意图。将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器C可通过开关S与电感线圈L或电源相连。当开关从a拨到b开始计时，回路中产生的振荡电流如乙图所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（）A．t2时刻电感线圈L中的自感电动势最小 B．t2～t3时间内电感线圈L内的磁场能增大 C．t3～t4时间内电容器放电 D．储罐内液面高度降低时，振荡电流的频率减小5．（2025春•武汉期中）下列说法正确的是（）A．手机通话使用的无线电波，其波长比可见光的波长短 B．半导体热敏电阻可用于制作传感器中感知温度的敏感元件 C．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 D．“迟日江山丽，春风花草香”，描写了春风中花草芬芳的美好景象。空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力6．（2024秋•阳江期末）如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则下列说法正确的是（）A．电容器两极板间的电压正在减小 B．此时电容器正在充电 C．线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强 D．线圈L中的磁场能正在增加7．（2025•济宁模拟）如图为LC振荡电路，P为电路上一点。某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是（）A．该时刻通过P点的电流方向由左向右 B．线圈的磁场能正在增大 C．电路中的电流正在减小 D．若只增大电容器极板间距离，LC振荡电路的频率将减小8．（2025•全国一模）图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（）A．储罐内的液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小 B．t1﹣t2内电容器放电 C．t2﹣t3内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能 D．该振荡电流的有效值为2二．多选题（共4小题）（多选）9．（2025•长春四模）利用图（a）装置测量储罐内不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与电感线圈或电源相连。当开关从a拨到b时，电路中产生振荡电流，如图（b）所示，下列说法正确的是（）A．振荡电流的有效值为2IB．t1～t2内电容器充电 C．t2～t3内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能 D．储罐内液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小（多选）10．（2025春•越秀区校级期末）据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（）A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变小 C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D．甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内（多选）11．（2025春•鼓楼区校级期中）如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则下列说法正确的是（）A．此时电容器正在充电 B．电容器两极板间的电压正在减小 C．线圈L中的磁场能正在减小 D．线圈L中电流正在减小（多选）12．（2025春•海淀区校级期中）关于LC振荡电路，某一时刻的电场线、磁感线方向如图所示，下列说法正确的有（）A．电容器正在放电，电场能正在减小 B．电容器正在充电，磁场能正在减小 C．电流正在增大，电场强度正在增大 D．电流正在减小，电场强度正在增大三．填空题（共4小题）13．（2025春•思明区校级期中）LC振荡电路某时刻电流方向和电容器极板间电场方向如图所示，则此时电路中的电流正在（选填“A.增大”或“B.减小”），电容器两极板间的电场强度E正在（选填“A.增大”或“B.减小”）。14．（2024•江苏学业考试）“北斗”导航卫星向地面发射频率为1.5×109Hz的电磁波，其波长为m（真空中光速为3×108m/s）．电磁波在进入地球大气层后频率（选填“增大”、“不变”或“减小”）．15．（2024•松江区校级三模）为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器C置于储罐中，先将开关与a相连，稳定后再将开关拨到b，此时可测出由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知振荡电流的频率随电感L、电容C的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的LC回路振荡电流的频率将（选填A：增大；B：减小）不计电磁辐射损失，振荡回路的总能量将（选填A：增大；B：减小）。16．（2023春•连城县期中）刷公交卡乘坐公交车可以极大方便我们的生活，公交卡是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，该时刻振荡电流（填“增大”或“减小”），若要减小该LC振荡电路的周期，我们可以（填“增大”或“减小”）电容器两极板的间距。四．解答题（共4小题）17．（2025春•徐汇区校级期末）电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相同。（1）一个平行板电容器的电容为0.05μF，两极板间电势差为3V，电容器所带电荷量Q＝C；保持电容带电量不变，增大两极板间距，则两极板间电势差U3V（选填“＞”、“＜”或“＝”）。（2）某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E，内电阻为r，开关S处于断开状态，先把S拨到1，一段时间后再拨到2。①（多选）实验软件记录上述过程中的图像应为。②如图所示，在开关S刚拨到1后的t1时刻，U﹣t图线的斜率大小为k1、I﹣t图线的斜率大小为k2，则k1k2A.rB.RC.R+rD.R﹣r（3）在图甲用示电路中，先把开关置于1，电容器充电完毕后将开关置于2，电流传感器记录的电流变化如图乙所示。①（多选）当电流达到正向做大时（即图中b点）A.L中的磁场最弱B.L中的磁场最强C.C中的电场强度为零D.电场能部分转化成磁场能②若某段过程中，回路的磁场能正在减小，而上极板始终带正电，则对应图像中的。A.ab段B.bc段C.cd段D.de段18．（2025春•朝阳区校级期中）类比是研究问题的常用方法。（1）情境1：图甲是弹簧振子的模型。将振子从平衡位置向左压缩一段距离后释放，振子就开始来回振动，不计空气和摩擦阻力，其位移x、速度v=Δxa.在图乙中画出小球所受弹力F随位移x的变化图像（请作图），并利用图像求小球运动至距平衡位置位移为x过程中弹簧对振子做的功，及此时弹簧振子的弹性势能Ep；b.若该弹簧振子的振幅为A，根据能量守恒定律，试推导小球在某一位置的速度v2与位移x2的关系式。（2）情境2：图丙是产生电磁振荡的原理图。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。此后电容器极板上的电荷量q、线圈中的电流i等物理量呈现出周期性变化。已知电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，电容器中电场能的表达式为q22C，线圈中磁场能的表达式为12a.若初始时，电容器极板上的电荷量为q0，根据能量守恒定律，试推导线圈中的电流i2与电容器极板上的电荷量q2的关系式。b.比较情境1和情境2中状态描述参量在能量守恒定律中的关系，通过类比猜想完成表格。简谐运动（弹簧振子）电磁振荡（LC电路）弹簧劲度系数为k瞬时速度v=任意时刻振子偏离平衡位置的位移x简谐运动周期T＝2πm19．（2025春•上海校级月考）电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相同。（1）用如图所示电路给电容器充、放电，电源电动势为E，内阻为r。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此往复。①当开关接在2位置时，电路中的能量从能转化为能。②从t＝0开始，开关接1，得到电流表示数随时间变化的I﹣t图像和电压表示数随时间变化的U﹣t图像。t1时刻，把开关改接2，请在I﹣t图像和U﹣t图像中画出改接2后图像的大致形状。（2）在图示电路中，电阻R和线圈L的阻值相同，L1和L2是两个完全相同的灯泡，线圈电感足够大。下列说法正确的是（）A．闭合开关瞬间，L1和L2的亮度相同B．闭合开关瞬间，L2比L1更亮C．断开开关后，L1慢慢熄灭，L2立即熄灭D．断开开关后，L1和L2都慢慢熄灭（3）如图所示为某LC振荡电路，电流流向A极板且逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（）A．A极板带负电B．电场能正转化为磁场能C．线圈的自感电动势增大D．电磁振荡的频率会随时间逐渐减小20．（2025春•黄浦区校级期中）（1）（单选）下列关于电磁波的说法正确的是。A.使高频载波的振幅或频率随信号而改变的过程叫电谐振B.在同一介质中，频率越高的电磁波通常传播速度越小C.5G信号比4G信号波动性强，更容易发生衍射现象D.红外线是波长比可见光波长还短的电磁波，常用于医院和食品消毒（2）（单选）如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u﹣t图像，下列说法正确的是。A.t1～t2时间内，电路中电流不断增大B.t3时刻电流方向要改变C.t3时刻，磁场能为零D.t2～t3时间内，电场能越来越小（3）（单选）如图甲所示，把线圈（内阻不计）、电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电压传感器（图中未画出）的两端连在电容器的两个极板M、N上。先把开关置于a侧，一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时，M、N间电压uMN随时间t变化的图像正确的是。

高考物理一轮复习电磁振荡与电磁波答案与试题解析一．选择题（共8小题）1．（2025•湘潭三模）儿童手表具有打电话和发布紧急求救信号功能，其内部发射信号的电路可以简化如图，此电路中有由电容器和电感线圈构成的LC振荡电路，当该振荡电路工作时（电感线圈为不计直流电阻的理想线圈），下列说法正确的是（）A．当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 B．仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大 C．电路中S断开时，电容器中电场能开始转化为电感线圈中的磁场能 D．电容器与电感线圈的能量转化周期为此LC振荡电路周期的两倍【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；归纳法；电磁感应与电路结合；理解能力．【正确答案】B【分析】根据充电过程中电路中电流减小分析；根据电容的决定式分析电容的变化，根据LC电路的周期公式分析；开关S闭合稳定时，线圈L把电容器短路，电容器两板间电压为零，电容器不带电，据此分析；在一个周期内电场能和磁场能相互转化2次，据此分析。解：A、当A板上所带的正电荷逐渐增多时，是给电容器充电的过程，此时LC振荡电路中的电流在减小，故A错误；B、根据C=ɛrSC、开关S闭合稳定时，线圈L把电容器短路，电容器两板间电压为零，电容器不带电，电路中S断开时，线圈中的磁场能开始转化为电容器中的电场能，故C错误；D、在一个周期内电场能和磁场能相互转化2次，所以电容器与电感线圈的能量转化周期为此LC振荡电路周期的12故选：B。【点评】知道在开关S闭合稳定时，线圈L把电容器短路，电容器两板间电压为零，电容器不带电是解题的关键。2．（2025•龙岩二模）使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（）A．甲波的波长比乙波短 B．甲、乙波都能在真空中传播 C．真空中甲波的传播速度比乙波小 D．测量体温时使用的测温枪探测的是乙波【考点】电磁波的发射和接收．【专题】定性思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【正确答案】B【分析】根据c＝λf分析；电磁波都能在真空中传播，且在真空中传播速度都相等；测体温时测温枪测量的是红外线。解：A、由图可知甲波的频率小于乙波的频率，根据c＝λf可知，甲波的波长比乙波长，故A错误；BC、甲、乙波都是电磁波，它们都能在真空中传播，且在真空中传播的受速度是相等的，都等于光速，故B正确，C错误；D、测量体温时使用的测温枪探测的是红外线，既不是甲波，也不是乙波，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了不同频率的电磁波的不同应用，知道电磁波可以在真空中传播，且在真空中速度都相等。3．（2025•诸暨市模拟）如图所示，线圈L的自感系数0.1H，直流电阻为零，电容器C的电容40μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势E＝1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，在断开开关的时刻t＝0，则电感线圈中电流i随时间t变化的图像为（）A． B． C． D．【考点】电磁振荡的图像问题；观察电容器及其充、放电现象．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】A【分析】开关S断开前，电容器两极板之间的电势差为零，开关S断开后，电容器与电感线圈组成振荡电路，电容器开始充电，刚开始充电电流最大，等于原来电路电流，电容器两极板上的电荷量与电感线圈内的电流都发生周期性的变化，结合振荡电流的特点分析即可。解：在开关闭合时，电流是从a流向b，通过L的电流为I=ER=1.53A=0.5A，当断开开关后电流在LC电路中振荡，周期为故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题关键明确LC振荡电路的电流是正弦式交变电流，由于自感线圈的作用，电流不能突变。4．（2025春•潍坊期中）甲图为测量储罐中不导电液体高度的装置示意图。将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器C可通过开关S与电感线圈L或电源相连。当开关从a拨到b开始计时，回路中产生的振荡电流如乙图所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（）A．t2时刻电感线圈L中的自感电动势最小 B．t2～t3时间内电感线圈L内的磁场能增大 C．t3～t4时间内电容器放电 D．储罐内液面高度降低时，振荡电流的频率减小【考点】电磁振荡及过程分析；电磁振荡的图像问题；电磁振荡的周期和频率的影响因素．【专题】定性思想；归纳法；电磁感应与电路结合；理解能力．【正确答案】B【分析】线圈的自感电动势大小与电流变化的快慢有关；根据电流正在增大分析；振荡电流减小的过程是电容器充电的过程；根据C=ɛrS解：A、线圈的自感电动势大小与电流变化的快慢有关，i﹣t图线的斜率表示电流的变化率，由图乙可知在t2时刻，电流的变化率最大，所以在t2时刻电感线圈的自感电动势最大，故A错误；B、由图乙可知，在t2～t3时间内，振荡电路中的电流是增大的，是电容器的放电过程，电场能转化为磁场能，所以是电场能减小，磁场能增大的过程，故B正确；C、由图乙可知在t3～t4时间内振荡电路中的电流是减小的过程，是电容器的充电过程，故C错误；D、根据C=ɛrS故选：B。【点评】知道在LC振荡电路中，电流增大的过程是电容器放电的过程，掌握电容的决定式和振荡电流的频率表达式是解题的基础。5．（2025春•武汉期中）下列说法正确的是（）A．手机通话使用的无线电波，其波长比可见光的波长短 B．半导体热敏电阻可用于制作传感器中感知温度的敏感元件 C．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 D．“迟日江山丽，春风花草香”，描写了春风中花草芬芳的美好景象。空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力【考点】电磁波与信息化社会；常见的传感器及分类．【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；理解能力．【正确答案】B【分析】根据电磁波谱判断；根据传感器的应用分析；走廊照明灯的声控开关是应用了声传感器，走廊红外报警装置不是应用了声传感器；解：A、手机通话使用的无线电波，其波长比可见光的波长长，故A错误；B、半导体热敏电阻可用于制作传感器中感知温度的敏感元件，故B正确；C、走廊照明灯的声控开关是应用了声传感器，走廊红外报警装置不是应用了声传感器，故C错误；D、空气中的花香向外扩散是由于分子不停地做无规则运动，故D错误。故选：B。【点评】传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会。6．（2024秋•阳江期末）如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则下列说法正确的是（）A．电容器两极板间的电压正在减小 B．此时电容器正在充电 C．线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强 D．线圈L中的磁场能正在增加【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；归纳法；电磁感应与电路结合；理解能力．【正确答案】B【分析】根据电路中电流方向和电容器极板上的带电情况判断电容器正在充电，电路中的电流正在减小，磁场能转化为电场能，根据电容的定义式分析电容器两极板间的电压变化。解：AB、电流方向是流向带正电荷上极板A的，所以此时电容器正在充电，在充电过程中，随着电容器所带电荷量的增多，根据C=QCD、充电过程中是线圈L的磁场能转化为电场能，所以线圈L中的磁场能正在减小，充电过程中电路中的电流正在减小，所以线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，故CD错误。故选：B。【点评】能够判断出电容器正在充电是解题的关键。7．（2025•济宁模拟）如图为LC振荡电路，P为电路上一点。某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是（）A．该时刻通过P点的电流方向由左向右 B．线圈的磁场能正在增大 C．电路中的电流正在减小 D．若只增大电容器极板间距离，LC振荡电路的频率将减小【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】B【分析】由图示磁场方向，根据安培定则判断出电路电流方向，结合电容器两极板间的电场方向，判断振荡过程处于什么阶段；然后根据电磁振荡特点分析答题。解：A．由线圈中磁场方向及安培定则可知，该时刻通过P点的电流方向由右向左，故A错误；BC．电容器上极板带正电，且该时刻通过P点的电流方向由右向左，所以电容器正在放电，电路中的电流正在增大，所以线圈的磁场能增大，故B正确，C错误；D．若只增大电容器极板间距离，由C=εrS故选：B。【点评】本题考查电磁振荡的基本过程，会分析电路中的充放电过程中电流及能量的变化情况是解题关键。8．（2025•全国一模）图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（）A．储罐内的液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小 B．t1﹣t2内电容器放电 C．t2﹣t3内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能 D．该振荡电流的有效值为2【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】C【分析】当储罐内的液面高度降低时，两板间充入的电介质减少，电容减小，根据LC振荡周期分析A，根据LC回路的特点分析BC，根据有效值与最大值的关系分析D。解：A、当储罐内的液面高度降低时，两板间充入的电介质减少，电容减小，根据LC振荡周期T＝2πLC可知回路的振荡周期变小，故振荡频率增大，故A错误；B、t1～t2内电流正向逐渐减小，则电容器充电，故B错误；C、t2﹣t3内LC回路中电容器放电，电场能逐渐转化为磁场能，故C正确；D、该振荡电流的有效值为I=I故选：C。【点评】本题考查电磁振荡，学生需掌握LC振荡电路的基本原理及规律即可正确解答。二．多选题（共4小题）（多选）9．（2025•长春四模）利用图（a）装置测量储罐内不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与电感线圈或电源相连。当开关从a拨到b时，电路中产生振荡电流，如图（b）所示，下列说法正确的是（）A．振荡电流的有效值为2IB．t1～t2内电容器充电 C．t2～t3内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能 D．储罐内液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小【考点】电磁振荡及过程分析；电容器的充放电问题．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】BC【分析】当储罐内的液面高度降低时，两板间充入的电介质减少，电容减小，根据LC振荡周期分析，根据LC回路的特点分析，根据有效值与最大值的关系分析。解：A、该振荡电流的有效值为I=IB、t1～t2内电流正向逐渐减小，则电容器充电，故B正确；C、t2﹣t3内LC回路中电容器放电，电场能逐渐转化为磁场能，故C正确；D、当储罐内的液面高度降低时，两板间充入的电介质减少，电容减小，根据LC振荡周期T=2πLC故选：BC。【点评】本题考查电磁振荡，学生需掌握LC振荡电路的基本原理及规律即可正确解答。（多选）10．（2025春•越秀区校级期末）据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（）A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变小 C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D．甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡的图像问题．【专题】定性思想；归纳法；电磁感应与电路结合；理解能力．【正确答案】AC【分析】根据安培定则判断A；电容器充电过程，极板间的场强在增大，磁场能转化为电场能；此时电流是正在减小，据此分析图乙中的时刻。解：A．由甲图的电流方向和电容器极板的带电情况可知该过程为充电过程，此时线圈中的电流越来越小，根据安培定则可知此时线圈中的磁场方向向下，故A正确；B．电容器正在充电，两极板电荷量在增多，两板间电压在增大，所以极板间电场强度正在变大，故B错误；C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小，电容器的电场能在增大，故C正确；D．甲图的时刻的电流是正在减小的，所以应该对应乙图中的0.5s至1s时间段内，故D错误。故选：AC。【点评】知道在振荡电路中正在充电的过程中，电流正在减小，极板所带电荷量正在增加，板间场强增大，磁场能转化为电场能。（多选）11．（2025春•鼓楼区校级期中）如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则下列说法正确的是（）A．此时电容器正在充电 B．电容器两极板间的电压正在减小 C．线圈L中的磁场能正在减小 D．线圈L中电流正在减小【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】ACD【分析】由题图可知电容器在充电，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。解：AB．根据某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，电流流向正极板，可知此时电容器正在充电，根据C=QCD．由于电容器正在充电，则电容器中的电场能正在增大，线圈L中的磁场能正在减小，线圈L中电流正在减小，故CD正确。故选：ACD。【点评】大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路。掌握在LC振荡电路相关规律是解题关键。（多选）12．（2025春•海淀区校级期中）关于LC振荡电路，某一时刻的电场线、磁感线方向如图所示，下列说法正确的有（）A．电容器正在放电，电场能正在减小 B．电容器正在充电，磁场能正在减小 C．电流正在增大，电场强度正在增大 D．电流正在减小，电场强度正在增大【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】BD【分析】在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能，根据安培定则判定电路中电流方向，根据电场线方向判断电容器带电情况，据此分析即可。解：图示时刻，电容器上极板带负电，下极板带正电，磁场方向向上，由安培定则可知，电流沿逆时针方向，电容器正在充电，电容器两极板上的电荷量增加，根据Q＝CU可知，电容器极板间的电压增大，根据U＝Ed可知，电容器极板间的电场强度正在增大，电容器极板间的电场能正在增大，根据能量守恒定律可知磁场能正在减小，所以电流中的电流也正在减小且不为零，故BD正确，AC错误。故选：BD。【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，电容器充放电时的能量转换，注意根据磁场方向应用安培定则可以判断出电路电流方向、根据电场方向可以判断出电容器带电情况。三．填空题（共4小题）13．（2025春•思明区校级期中）LC振荡电路某时刻电流方向和电容器极板间电场方向如图所示，则此时电路中的电流正在减小（选填“A.增大”或“B.减小”），电容器两极板间的电场强度E正在增大（选填“A.增大”或“B.减小”）。【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】减小；增大【分析】在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能，据此分析即可。解：电容器中场强向下，电容器上极板带正电，根据回路电流方向可知，电容器正在充电，电容器电荷量在增大，电流减小，电容器两极板的电场增强，电场强度变大。故减小；增大。【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能，当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。14．（2024•江苏学业考试）“北斗”导航卫星向地面发射频率为1.5×109Hz的电磁波，其波长为0.2m（真空中光速为3×108m/s）．电磁波在进入地球大气层后频率不变（选填“增大”、“不变”或“减小”）．【考点】电磁波的发射和接收．【专题】比较思想；方程法；电磁场理论和电磁波．【正确答案】见试题解答内容【分析】由波的传播公式c＝λf即可求得该电磁波的波长，利用电磁波的频率取决于波源，与传播的介质无关的特性可知电磁波进入大气层后频率是不会发生变化的．解：由波的传播速度公式c＝λf得：λ=代入数据解得：λ＝0.2m波在传播的过程中，频率是不发生变化的，所以电磁波在进入地球大气层后频率不变．故0.2，不变【点评】学习过程中要了解电磁波的产生以及电磁波的传播，会用c＝λf进行相关的计算，要明确波在不同的介质中传播时，波长和传播速度会发生变化，而频率是不变的，频率取决于振源的频率，与介质无关．15．（2024•松江区校级三模）为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器C置于储罐中，先将开关与a相连，稳定后再将开关拨到b，此时可测出由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知振荡电流的频率随电感L、电容C的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的LC回路振荡电流的频率将A（选填A：增大；B：减小）不计电磁辐射损失，振荡回路的总能量将B（选填A：增大；B：减小）。【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【正确答案】A，B。【分析】不导电的液面降低，介电常数减小，根据电容器的电容决定式分析电容的变化，进而根据振荡电路的频率公式判断频率的变化；在振荡电流的变化过程中有电能不断的转化为内能。解：若储罐内的液面高度降低，相当于电容器两板间的电介质减少，介电常数减小，根据C=ɛrS故A，B。【点评】熟练掌握电容器电容的决定式和振荡电路的频率公式是解题的基础。16．（2023春•连城县期中）刷公交卡乘坐公交车可以极大方便我们的生活，公交卡是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，该时刻振荡电流减小（填“增大”或“减小”），若要减小该LC振荡电路的周期，我们可以增大（填“增大”或“减小”）电容器两极板的间距。【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【正确答案】减小；增大【分析】由图示磁场方向，根据安培定则判断出电路电流方向，结合电容器两极板间的电场方向，判断振荡过程处于什么阶段；然后根据电磁振荡特点分析答题。要减小该LC振荡电路的周期，根据T=2πLC解：由题图中磁场的方向，根据安培定则可知电流由电容器上极板经线圈流向下极板，由电场方向可知，下极板是正极，故此时电容器正在充电，则电路中电流正在减小；要减小该LC振荡电路的周期，根据T=2π可知需要减小电容，根据C=可知增大电容器两极板的间距。故减小；增大【点评】根据磁场方向应用安培定则判断出电路电流方向、根据电场方向判断出电容器带电情况是正确解题的关键。四．解答题（共4小题）17．（2025春•徐汇区校级期末）电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相同。（1）一个平行板电容器的电容为0.05μF，两极板间电势差为3V，电容器所带电荷量Q＝1.5×10﹣7C；保持电容带电量不变，增大两极板间距，则两极板间电势差U＞3V（选填“＞”、“＜”或“＝”）。（2）某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E，内电阻为r，开关S处于断开状态，先把S拨到1，一段时间后再拨到2。①（多选）实验软件记录上述过程中的图像应为BC。②如图所示，在开关S刚拨到1后的t1时刻，U﹣t图线的斜率大小为k1、I﹣t图线的斜率大小为k2，则k1k2A.rB.RC.R+rD.R﹣r（3）在图甲用示电路中，先把开关置于1，电容器充电完毕后将开关置于2，电流传感器记录的电流变化如图乙所示。①（多选）当电流达到正向做大时BC（即图中b点）A.L中的磁场最弱B.L中的磁场最强C.C中的电场强度为零D.电场能部分转化成磁场能②若某段过程中，回路的磁场能正在减小，而上极板始终带正电，则对应图像中的D。A.ab段B.bc段C.cd段D.de段【考点】电磁振荡及过程分析；平行板电容器的相关参数与计算；电容器的动态分析（Q不变）——板间距离变化；电容器或电感器及其对交变电流的作用．【专题】定量思想；推理法；电容器专题；电磁感应与电路结合；推理论证能力．【正确答案】（1）1.5×10﹣7；＞；（2）①BC；②C；（3）①BC；②D【分析】（1）根据电容的定义式求解电容器所带电荷量。根据电容的决定式判断电容的变化，根据电容的定义式判断两极板间电势差的变化。（2）①开关S拨到1，电感线圈L产生通电自感现象，其阻碍电流增大，回路中的电流慢慢增大，电感线圈两端电压逐渐减小，稳定后电流最大且保持不变，电感线圈两端电压最小；一段时间后再拨到2，电感线圈L产生断电自感现象，其阻碍电流减小，回路中的电流慢慢减小，电感线圈两端电压逐渐增大；②在开关S拨到1后，根据闭合电路欧姆定律得到ΔUΔI的表达式，再根据U﹣t图线与I﹣t图线的斜率大小，联立推导k1与k2（3）①LC振荡电路中电流增大的过程是电场能向磁场能转化的过程，是电容器放电的过程，当电流达到正向做大时（即图中的b点）电容放电结束，此时磁场能最大，电场能为零；②若某段过程中，回路的磁场能正在减小，则电流减小，电场能增大，电容器处于充电过程，而上极板始终带正电，则电流方向为负方向。解：（1）根据电容的定义式可得：Q＝CU＝0.05×10﹣6×3C＝1.5×10﹣7C根据电容的决定式：C=ε两极板间电势差：U=Q（2）①开关S拨到1，电感线圈L产生通电自感现象，其阻碍电流增大，回路中的电流慢慢增大，自感电动势逐渐减小，此过程电感线圈L相当于阻值逐渐变小的电阻，稳定后电流最大且保持不变，电感线圈两端电压最小，若不计电感线圈的直流电阻，稳定时电感线圈两端电压为零；一段时间后再拨到2，电感线圈L产生断电自感现象，其阻碍电流减小，回路中的电流慢慢减小，自感电动势逐渐减小，此过程电感线圈L相当于电动势逐渐减小的电源，自感现象消失后回路的电流和电感线圈两端电压均为零。故BC正确，AD错误。故选：BC。②在开关S拨到1后，根据闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣I（R+r）由此式可得：ΔUΔI在t1时刻，U﹣t图线的斜率大小为k1，则有：ΔUΔt=在t1时刻，I﹣t图线的斜率大小为k2，则有：ΔIΔt=联立可得：k1故选：C。（3）①LC振荡电路中电流增大的过程是电场能向磁场能转化的过程，是电容器放电的过程，当电流达到正向做大时（即图中的b点）电容放电结束，此时磁场能最大，电场能为零，故此时L中的磁场最强，C中的电场强度为零，电场能全部转化成磁场能，故BC正确，AD错误。故选：BC。②若某段过程中，回路的磁场能正在减小，则电流减小，电场能增大，电容器处于充电过程，而上极板始终带正电，则电流方向为负方向，则对应图像中的de段，故D正确，ABC错误。故选：D。故（1）1.5×10﹣7；＞；（2）①BC；②C；（3）①BC；②D【点评】本题考查了电容器和电感线圈在电路中的工作特点，掌握电容器的定义式与决定式，掌握LC振荡电路的动态过程的分析方法。18．（2025春•朝阳区校级期中）类比是研究问题的常用方法。（1）情境1：图甲是弹簧振子的模型。将振子从平衡位置向左压缩一段距离后释放，振子就开始来回振动，不计空气和摩擦阻力，其位移x、速度v=Δxa.在图乙中画出小球所受弹力F随位移x的变化图像（请作图），并利用图像求小球运动至距平衡位置位移为x过程中弹簧对振子做的功，及此时弹簧振子的弹性势能Ep；b.若该弹簧振子的振幅为A，根据能量守恒定律，试推导小球在某一位置的速度v2与位移x2的关系式。（2）情境2：图丙是产生电磁振荡的原理图。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。此后电容器极板上的电荷量q、线圈中的电流i等物理量呈现出周期性变化。已知电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，电容器中电场能的表达式为q22C，线圈中磁场能的表达式为12a.若初始时，电容器极板上的电荷量为q0，根据能量守恒定律，试推导线圈中的电流i2与电容器极板上的电荷量q2的关系式。b.比较情境1和情境2中状态描述参量在能量守恒定律中的关系，通过类比猜想完成表格。简谐运动（弹簧振子）电磁振荡（LC电路）弹簧劲度系数为k1C瞬时速度v=i=ΔqΔt任意时刻振子偏离平衡位置的位移xq简谐运动周期T＝2πmT=2πLC【考点】电磁振荡及过程分析；动能定理的简单应用；简谐运动的能量问题．【专题】定性思想；类比法；动能定理的应用专题；推理论证能力．【正确答案】（1）a.弹簧对振子做的功W=−12k小球在某一位置的速度v2与位移x2的关系式：v（2）a.线圈中的电流i2与电容器极板上的电荷量q2的关系式：i2b.1C，i=Δq【分析】围绕弹簧振子的简谐运动和LC电路的电磁振荡展开，通过类比的方法来研究问题.（1）a、弹力F随位移x的变化图像：根据胡克定律F＝﹣kx，其中负号表示弹力的方向与位移方向相反。这是一个过原点的直线，斜率为﹣k。在图乙中，以x为横轴，F为纵轴，从原点出发，向左下方画一条直线，其斜率为﹣k。弹力F随位移x是线性变化的，弹簧对振子做的功W等于F﹣x图像与x轴所围成的面积。由三角形面积公式（这里a为底，h为高），在F﹣x图像中，底为x，高为F＝kx（取绝对值），所以W=−12kx•x=−b、弹簧振子在运动过程中，机械能守恒，总能量E等于最大弹性势能，当振子在最大位移（振幅A）处时，动能Ek＝0，此时弹性势能E在任意位置，振子的动能Ek=12mv2，弹性势能EP=（2）a.初始时，电容器极板上电荷量为q0，此时电容器中的电场能为E0=q0根据能量守恒定律，振荡过程中总能量保持不变，即q对上式进行整理可得：i2b.在简谐运动（弹簧﹣振子）中，弹簧劲度系数为k，在电磁振荡（LC电路）中，与弹簧劲度系数k类比的是1C。因为在弹簧振子中，F＝﹣kx；在LC振荡电路中，U=qC（U为电容器两端电压），从能量角度和动力学的相似性上，在简谐运动中瞬时速度v=在简谐运动周期T=2πmk，通过类比，在电磁振荡中周期故（1）a.弹簧对振子做的功W=−12k小球在某一位置的速度v2与位移x2的关系式：v（2）a.线圈中的电流i2与电容器极板上的电荷量q2的关系式：i2b.1C，i=Δq【点评】这道题主要围绕弹簧振子的简谐运动和LC电路的电磁振荡展开，通过类比的方法来研究问题，旨在考查对两种周期性变化现象的理解、能量守恒定律的应用以及类比思维能力。19．（2025春•上海校级月考）电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相同。（1）用如图所示电路给电容器充、放电，电源电动势为E，内阻为r。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此往复。①当开关接在2位置时，电路中的能量从电能能转化为内能能。②从t＝0开始，开关接1，得到电流表示数随时间变化的I﹣t图像和电压表示数随时间变化的U﹣t图像。t1时刻，把开关改接2，请在I﹣t图像和U﹣t图像中画出改接2后图像的大致形状。（2）在图示电路中，电阻R和线圈L的阻值相同，L1和L2是两个完全相同的灯泡，线圈电感足够大。下列说法正确的是（C）A．闭合开关瞬间，L1和L2的亮度相同B．闭合开关瞬间，L2比L1更亮C．断开开关后，L1慢慢熄灭，L2立即熄灭D．断开开关后，L1和L2都慢慢熄灭（3）如图所示为某LC振荡电路，电流流向A极板且逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（C）A．A极板带负电B．电场能正转化为磁场能C．线圈的自感电动势增大D．电磁振荡的频率会随时间逐渐减小【考点】电磁振荡及过