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高中物理第十四章电磁波电磁振荡成长训练新人教选修

2 电磁振荡 主动成长 夯基达标 1.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,可采用的措施为 () A.增加线圈匝数 B.在线圈中插入铁芯 C.减小电容器极板正对面积 D.减小电容器极板间距离 思路解析:由电磁波波速、波长、频率关系 c=fλ 知,欲使 λ 减小,只有增大 f;由 LC 回路固有频率公 式 f 1 F 可知:欲增大 f,应减小 L 或 C;由影响 L、C 大小的因素可知 C 正确. 2 LC 答案:C 2.在 LC 回路中,电容两端的电压随时间 t 变化的关系如图 14-2-5 所示,则( ) 图 14-2-5 A.在时刻 t1,电路中的电流最大 B.在时刻 t2,电路中的磁场能最大 C.在时刻 t2 至 t3,电路的电场能不断增大 D.在时刻 t3 至 t4,电容的带电荷量不断增大 思路解析:电磁振荡中的物理量可分为两组:①电容器带电荷量 q,极板间电压 u,电场强度 E 及电场能 E 电等量为一组;②自感线圈中的电流 i,磁感应强度 B 及磁场能 EB 等量为一组.同组量的大小变化规律一 致:同增同减同为最大或为零值.异组量的大小变化规律相比:此增彼减,彼长此消,若 q、E、u 等量按 正弦规律变化,则 i、B 等量必按余弦规律变化. 根据上述分析由图可以看出,本题正确选项为 B、C. 答案:BC 3.如图 14-2-6 所示是 LC 振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( ) 图 14-2-6 A.电容器正在放电 B.电容器正在充电 C.电感线圈中的电流正在增大 D.电容器两极板间的电场能正在减小 思路解析:由图中螺线管中的磁感线方向可以判定出此时 LC 电路正在逆时针充电,A 错,B 对.电流正在 减小,电感线圈中的磁场能正在减少,而此时线圈 L 中的自感电动势的作用正在阻碍线圈中电流的减小, C、D 错. 答案:B 4.要增大 LC 振荡回路的频率,可采取的办法是( ) A.增大电容器两极板正对面积 B.减小极板带电荷量 C.在线圈中放入软铁棒做铁芯 D.减少线圈匝数 思路解析:根据 LC 振荡回路的频率公式 f 1 和平行板电容器电容公式 C S 知,当增大电 2 LC 4kd 1 容器两极板正对面积时,C 增大,f 减小.当减少极板带电荷量,不影响 C,即 f 不变.在线圈中放入软铁 棒做铁芯,L 增大,f 减小.减少线圈匝数,L 减少,f 增大. 答案:D 5.在 LC 振荡电路中,以下说法正确的是( ) A.电容器放电完毕的瞬间,回路中电流最强,电场的能量达到最大 B.电感线圈电感量增大,则充电和放电过程变慢 C.电容器充电完毕的瞬间,回路中电流最强,磁场的能量达到最大 D.每一周期内,电容器完成一次充、放电过程 思路解析:LC 电路中,电容器放电完毕的瞬间,回路中电流最大,磁场的能量达到大;电容器充电完毕 瞬间,回路中电流为零,磁场的能量达到最小为零.电感线圈电感量增大,对电流的变化的阻碍增强,充、 放电过程变慢.每一周期内电容器完成两次充、放电过程. 答案:B 6.如图 14-2-7 所示,为 LC 振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线,下列判断中正确的是( ) 图 14-2-7 ①在 b 和 d 时刻,电路中电流最大 ②在 a→b 时间内,电场能转变为磁场能 ③a 和 c 时刻,磁场能为 零 ④在 O→a 和 c→d 时间内,电容器被充电 A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有④ D.只有①,②和③ 思路解析:本题的关键是从 q t 图上分析出电容器充电、放电过程和充电结束和放电结束时刻.a 和 c 时 刻是充电结束时刻,此时刻电场能最大,磁场能为零,③正确.b 和 d 时刻是放电结束时刻,此时刻电路 中电流最大,①正确,a→b 是放电过程,电场能转变为磁场能,②正确.O→a 是充电过程,但 c→d 是放 电过程,④错误. 答案:D 7.已知 LC 振荡电路中的电容器电容为 C,线圈的电感为 L,则正在振荡的电路中( ) A.电容器放电的时间取决于充电电压的大小 B.电容器放电的时间取决于 L 和 C 的数值 C.电场和磁场变化的周期为 2 LC D.电场能和磁场能相互转化的周期为 2 LC 思路解析:电容器放电的时间,取等于 T ,仅与决定周期的 L 和 C 有关,T 2 LC ,与充电电压大小 4 无关.电场和磁场都是有方向的,场强为矢量,所以电场和磁场的转化周期为T 2 LC ;而电场能和磁 场能是标量,只有大小无方向,即电场能和磁场能的转化周期为 T LC . 2 答案:BC 8.在 LC 振荡电路中,当电容器放电完毕瞬间,以下说法正确的是( ) A.电容器极板间电压等于零、磁场能开始向电场能转化 B.电流达到最大值,线圈周围的磁场达到最大值 C.如果没有能量辐射时,这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时的电容器的电场能 D.线圈产生的自感电动势最大 思路解析:电容器放电完毕的瞬间,还有以下几种说法:电场能向磁场能转化完毕;磁场能开始向电场能 转化;电容器开始反向充电. 2 电容器放电完毕的瞬间有如下特点:电容器电荷量 Q=0,板间电压 U=0,板间场强 E=0,线圈电流 I 最大, 磁感应强度 B 最大,电场能为零.线圈自感电动势 E 自= I ,电容器放电完毕瞬间,虽然 I 最大,但 为 t t 零,所以 E 自为零.由于没有考虑能量的辐射,故能量守恒,在这一瞬间,E 电=0,E 磁最大,而电容器开始 放电时,E 电′最大,E 磁′=0,则 E 磁=E 电′. 答案:ABC 9.如图 14-2-8 所示电路中,L 是电阻不计的线圈,C 为电容器,R 为电阻,开关 S 先是闭合的.现将开关 S 断开,并从这一时刻开始计时,设电容器 A 极板带正电时电荷量为正

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