人教版高中物理選修3-4第十四章 第二節 電磁振蕩 同步測試一、單選題（共10題；共20分）1.在lc振蕩電路中，用以下哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍() a.自感l和電容c都增大一倍b.自感l增大一倍，電容c減小一半c.自感l減小一半，電容c增大一倍d.自感l和電容c都減小一半2.如圖2所示電路中，l是電阻不計的電感器，c是電容器，閉合電鍵s ， 待電路達到穩定狀態后，再斷開開關s ， 電路中將產生電磁振蕩如果規定電感器l中的電流方向從a到b為正，斷開開關的時刻t0，那么圖中能正確表示電感線圈中電流i隨時間t變化規律的是()a.b.c.d.3.在lc振蕩電路中，電容器放電時間取決于（） a.充電電壓的大小b.電容器儲電量的多少c.自感l和電容c的數值d.回路中電流的大小4.在lc回路里發生電磁振蕩時，振蕩電流從正的最大值變為負的最大值所用的最短時間是（） a.b.c.d.5.在lc振蕩電路中，由容器極板上的電荷量從最大值變化到零所需的最短時間() a.b.c. d.2 6.在lc振蕩電路中，以下說法中正確的是（ ） a.電容器放電完畢的瞬間，回路中 電流最強，電場的能量達到最大b.電感線圈電感量增大，則充電和放電過程變慢c.電容器充電完畢的瞬間，回路中電流最強，磁場的能量達到最大d.每一周期內，電容器完成一次充、放電過程7.如圖所示的電路中，l是電阻不計的電感線圈，c是電容器，閉合開關s，待電路達到穩定狀態后再斷開開關s，lc電路中將產生電磁振蕩如果規定電感l中的電流方向從a到b為正，斷開開關時刻為t=0，那么圖中哪個圖能正確表示電感線圈中的電流i隨時間t變化的規律（ ）a.b.c.d.8.有一 振蕩電路，能產生一定波長的電磁波，若要產生波長比原來短些的電磁波，可采用的措施為() a.增加線圈匝數b.在線圈中插入鐵芯c.減小電容器極板正對面積d.減小電容器極板間距離9.如圖是lc振蕩電路產生的振蕩電流隨時間變化的圖象，則( )a.t1時刻電容器充電完畢b.t2時刻電場能最大c.t1到t2時刻電場能向磁場能轉化d.t3時刻電場能最大10.如圖3所示，線圈自感系數為l，其電阻不計，電容器的電容為c，開關s閉合現將s突然斷開，并開始計時，以下說法中錯誤的是()a.當 時，由a到b流經線圈的電流最大b.當 時，由b到a流經線圈的電流最大c.當 時，電路中電場能最大d.當 時，電容器左極板帶有正電荷最多二、填空題（共5題；共11分）11.如圖所示，是通過電容器電容的變化來檢測容器內液面高低的儀器原理圖，容器中裝有導電液體，是電容器的一個電極，中間的導電芯柱是電容器的另一個電極，芯柱外面套有絕緣管作為電介質，電容器的這兩個電極分別用導線與一個線圈的兩端相連，組成lc振蕩電路，根據其振蕩頻率的高低(用與該電路相連的頻率計顯示)就可知道容器內液面位置的高低，如果頻率計顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了，則液面_了(填“升高”或“降低”)；容器內的導電液體與大地相連，若某一時刻線圈內磁場方向向右，且正在增強，則此時導電芯柱的電勢正在_(填“升高”或“降低”)。12.圖為lc振蕩電路中振蕩電流隨時間變化的圖象，由圖可知，在oa時間內_能轉化為_能，在ab時間內電容器處于_(填“充電”或“放電”)過程，在時刻c ， 電容器帶電荷量_(填“為零”或“最大”)。13.振蕩電路中線圈的自感系數為l，電容器的電容為c，則電容器兩極板間的電壓從最大值變為零，所用的最少時間為_ 14.如圖所示的lc振蕩回路中振蕩電流的周期為2102s。自振蕩電流沿逆時針方向達最大值時開始計時，當t34102s時，電容器正處于_狀態(填“充電”、“放電”、“充電完畢”或“放電完畢”)，這時電容器的上極板_(填“帶正電”、“帶負電”或“不帶電”)。15.如圖4中 振蕩電路的周期為t=210-2s。從電流逆時針最大開始計時，當t=3.410-2s時，電容器正處于_狀態；這時電容器上極板的帶電情況為_。三、綜合題（共1題；共15分）16.如圖所示，線圈的自感系數l0.5 mh ， 電容器的電容c0.2 f電源電動勢e4 v ， 電阻的阻值r10 ， 不計線圈和電源的內阻，閉合開關s ， 待電路中電流穩定后 斷開s ， 求（1）lc回路的振蕩頻率 （2）lc回路振蕩電流的有效值 （3）從斷開s到電容器上極板帶正電荷最多所經歷的最短時間 四、計算題（共2題；共10分）17.有一lc振蕩電路，如圖所示，當電容調節為c1200 pf時，能產生頻率為f1500 khz的振蕩電流，要獲 得頻率為f21.0103khz的振蕩電流，則可變容器應調為多大？(設電感l保持不變) 18.如圖所示電路，s先接通a觸點，讓電容器充電后接通b觸點，設這時可變電容器電容為c，線圈自感系數為l，經過多長時間電容c上電荷第一次釋放完？這段時間內電流如何變化？線圈兩端電壓如何變化？ 答案解析部分一、單選題1.【答案】d 【解析】【解答】由lc振蕩電路的頻率公式 知，當自感系數l和電容c都減小一半時，其振蕩頻率恰好增大一倍【分析】lc振蕩電路的周期t和頻率f只與自感系數l和電容c有關，與其他因素無關，則， 其中： ，即c與正對面積s、板間距離d及介電常數有關l與線圈匝數、粗細、長度、有無鐵芯等因素有關2.【答案】b 【解析】【解答】本題屬含自感現象和振蕩電路的綜合性問題，應從下面幾個方向考慮：(1)s斷開前，ab段短路，電容器不帶電(2)s斷開時，ab中產生自感電動勢，阻礙電流減小，同時，電容器c充電，此時電感線圈中電流正向最大(3)給電容器c充電的過程中，電容器的充電電荷量最大時，ab中電流減為零，此后 發生電磁振蕩，形成交變電流故選答案b【分析】理解lc振蕩電路充放電的過程，結合自感現象分析相關內容。3.【答案】c 【解析】【分析】在lc振蕩電路中一個周期內電流周期性變化一次，電容器充放電兩次，充一次電的時間為四分之一個周期，而周期，由自感系數和電容c決定，所以充電時間也是由自感系數和電容決定，故答案選c.【點評】本題解題關鍵是熟練lc振蕩電路一個周期之內電流方向改變兩次，充放電各兩次。4.【答案】c 【解析】【分析】lc振蕩電路一個周期內電容器充放電兩次，電流周期性變化一次，所以半個周期的時間振蕩電流從正的最大值變為負的最大值，又因為，故答案選c。【點評】解題關鍵是熟練掌握lc振蕩電路電流的周期性變化規律。5.【答案】b 【解析】【解答】lc振蕩電路的周期 ，其電容器極板上的電荷量從最大值變化到零所需的最短時間tt/4，所以t ,故選答案b【分析】理解lc振蕩電路充放電的過程，根據相關內容解答。6.【答案】b 【解析】【解答】 電路中，電容器放電完畢的瞬間，回路中電流 最強，磁場的能量達到最大，電容器充電完畢瞬 間，回路中電流為零，磁場的能量達到最小為零，電感線圈電感量增大，對電流的變化的阻礙增強，充、放電過程變慢，每一周期內電容器完成兩次充、放電過程,故選答案b【分析】理解lc振蕩電路充放電的過程及相關影響電流變化的因素，根據相關內容解答。7.【答案】a 【解析】【解答】解：s接通達到穩定時，線圈內有電流而電容器上沒有電流，流過線圈的電流是從a流向b，當斷開開關瞬間時，電流要減小，而線圈的感應電動勢，阻礙電流減少，則電流方向不變，大小在慢慢減小，同時對電容器充電；當電容器充電完畢時，電流為零接著電容器放電，電流方向與之前相反，大小在不斷增大，直到電容器放電完畢后，電流反向最大；之后電容器與線圈組成的lc回路重復以上的過程中，在lc回路中形成電磁振蕩，回路中出現余弦式電流故a正確，bcd錯誤故選：a【分析】對于電容器來說能通交流隔直流，可知s接通達到穩定時，線圈內有電流而電容器上沒有電流，斷開s后，結合線圈的自感作用與電容器的充電與放電的特性分析即可8.【答案】c 【解析】【解答】由電磁波波速、波長、頻率關系cf恒量知，欲使減小，只有增大f；由回路的固有頻率公式f 可知：欲增大f ， 應減小 ， 故選c【分析】理解lc振蕩電路，根據相關內容解答。9.【答案】b 【解析】【分析】振蕩電流為零的時刻是電容器剛好充電完畢的時刻，此刻電場能最大，所以ad錯誤； b正確；t1到t2時刻是充電過程，所以為磁場能向電場能轉化，c錯誤；故選b；【點評】振蕩電流為零的時刻是電容器剛好充電完畢的時刻，電流最大的時刻應是線圈內磁感應強度最大的時刻10.【答案】a 【解析】【解答】斷開開關s時，由于自感作用，線圈中產生的感應電流是最大的，且由a到b根據lc振蕩電路的周期公式 ，可知a是錯誤的，故選a【分析】電感線圈l發生自感現象時，l上的電流在原基礎上開始變化，根據自感規律判斷出電流的變化規律，再由i與q及其他各量的對應關系即可一一突破所有問題二、填空題11.【答案】降低；升高 【解析】【解答】根據頻率公式 可知，若使振蕩頻率變大，則電容c減小；由 可知，若使電容減小，則正對面積s減小，即液面降低。線圈內磁場方向向右且增強，則電流沿順時針方向增大，是放電過程。絕緣管帶負電正逐漸減少。絕緣管的電勢是負值，兩極板的電勢差逐漸減小，所以絕緣管的電勢正在升高。【分析】理解充放電過程，掌握電容器的決定式。12.【答案】電場；磁場；充電；為零 【解析】【解答】由圖可知，振蕩電流隨時間做正弦規律變化。在oa時間內電流增大，電容器正在放電，電場能逐漸轉化為磁場能。在ab時間內電流減小，電容器正在充電。在時刻c電流最大，為電容器放電完畢瞬間，帶電荷量為零。【分析】電場能和磁場能和電流大小之間的關系。13.【答案】【解析】【解答】電容器兩極板間的電壓從最大值到零所用的最少時間為 ，而 ，故 【分析】理解充放電過程，掌握周期公式。14.【答案】充電；帶正電 【解析】【解答】電磁振蕩過程是電路中振蕩電流、電容器帶電量等物理量周期性變化的過程，為分析某時刻t(tt)的振蕩情況，可由下列變換式tntt(n為正整數，0tt)，轉而分析t時刻的振蕩狀態。由t34102s2102s14102 stt，則 t ，t時刻與t時刻電路振蕩狀態相同。作出振蕩電流i隨時間變化的圖象如圖所示，t軸上方圖線表示振蕩電流沿逆時針方向。在 時間內，振蕩電流不斷減小，磁場能不斷減小，電場能不斷增加，因此電容器處于充電狀態。從圖線處于t軸下方可知，電路中振蕩電流沿順時針方向，故電容器上極板應帶正電。【分析】理解充放電的過程，能夠圖象解決實際問題。15.【答案】充電；帶正電 【解析】【解答】lc振蕩回路中振蕩電流的周期t=210-2s ， t=0時刻振蕩電流沿逆時針方向達最大值，即分析中的 時刻；t=3.410-2s=1.7t ， 與分析中的 t中間某時刻相同，電容器在正向充電，電容器的上極板帶正電【分析】理解充放電過程，掌握周期公式。三、綜合題16.【答案】（1）根據 可求得頻率為1.6104hz （2）開關s閉合，電路穩定時，流過線圈的電流i a0.4 a故lc回路振蕩電流的有效值i有 0.28 a （3） ， 得t6.28105s s斷開時，電容器上的帶電量為零，然后電容器開始充電，且下極板帶正電，故當電容器上極板帶正電荷最多，經歷的最短時 間為t t4.7105s 【解析】【分析】電感線圈l發生自感現象時，l上的電流在原基礎上開始變化，根據自感規律判斷出電流的變化規律，再由i與q及其他各量的對應關系即可