第四章分層作業23電磁振蕩A級必備知識基礎練1.(2023河南高二期末)如圖甲所示的無線話筒是一個將聲信號轉化為電信號并發射出去的裝置,其內部電路中有一部分是LC振蕩電路。若話筒使用時,某時刻話筒中LC振蕩電路中磁場方向如圖乙所示,且電流正在減小,下列說法正確的是()甲乙A.電容器正在放電B.電容器下極板帶正電C.俯視看,線圈中電流沿順時針方向D.電場能正在向磁場能轉化2.如圖所示,LC振蕩電路正在發生電磁振蕩現象,某時刻線圈產生的磁場方向和電容器極板間的電場方向已經標明,則能表示電場能正在轉化為磁場能并且振蕩電流沿回路順時針方向的是()3.(2023云南師大附中高二開學考試)金屬探測儀被廣為使用,某興趣小組同學設計了一款金屬探測儀,探測儀內部的線圈與電容器構成LC振蕩電路,如圖所示。已知某時刻,探測儀中電路里的電流的方向由b流向a,且電流正在增大,則()A.該時刻線圈的自感電動勢正在減小B.該時刻電容器下極板帶正電荷C.探測儀靠近金屬時,金屬被磁化D.若探測儀與金屬保持相對靜止,則金屬中不會產生感應電流4.(多選)為了測量儲罐中不導電液體的高度,將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容器C置于儲罐中,電容器可通過開關S與線圈L或電源相連,如圖所示。當開關從a撥到b時,由L與C構成的電路中產生周期T=2πLC的振蕩電流。當罐中的液面上升時()A.電容器的電容減小B.電容器的電容增大C.LC電路的振蕩頻率減小D.LC電路的振蕩頻率增大5.(2023山東青島期末)如圖所示,線圈自感系數L=0.1H,電容器的電容C=40μF,電阻R=3Ω,電源電動勢E=1.5V,電源內阻和電感線圈電阻均不計。閉合開關S,待電路達到穩定狀態后斷開開關S,LC電路中將產生電磁振蕩。規定線圈中的電流方向從a到b為正,t=0時刻斷開開關,下面關于電感線圈L中的電流隨時間變化的i-t圖像,正確的是()6.(多選)在如圖甲所示的LC振蕩電路中,通過P點的電流隨時間變化的圖線如圖乙所示,若把通過P點向右的電流規定為i的正方向,則()甲乙A.0至0.5ms內,電容器C正在充電B.0.5ms至1ms內,電容器上極板帶正電C.1ms至1.5ms內,Q點比P點電勢高D.1.5ms至2ms內,磁場能在減少7.(多選)如圖所示,先把開關S置于電源一側,為電容器充電,稍后再把開關S置于線圈一側,于是產生電磁振蕩。要使振蕩電路的頻率增大,可以采取的調節方式是()A.其他條件不變,僅增大電容器的電容B.其他條件不變,僅減小電容器的電容C.其他條件不變,僅增大線圈的自感系數D.其他條件不變,僅減小線圈的自感系數8.LC振蕩電路的電容C=556pF,自感系數L=1mH,則其周期是多少?(結果保留三位有效數字)B級關鍵能力提升練9.自動體外除顫儀(AED)是一種便攜式的醫療設備,可以診斷特定的心律失常,并且給予電擊除顫,是可被非專業人員使用,用于搶救心臟驟停患者的醫療設備。其結構如圖所示,低壓直流電經高壓直流發生器后向儲能電容器C充電。除顫治療時,開關撥到2,將脈沖電流作用于心臟,使患者心臟恢復正常跳動,其他條件不變時,該除顫器的電容器電容為15μF,如果充電后電容器的電壓為9.0kV,電容器在5.0ms時間內完成放電。下列說法正確的是()A.放電前,電容器存儲的電荷量為0.135CB.放電過程中,電流大小不變C.放電后,電容器的電容為零D.自感系數L越小,放電脈沖電流的振蕩周期越長10.一個LC振蕩電路中,線圈的自感系數為L,電容器電容為C,一個振蕩周期內電容器上電壓能達到的最大值為Um,則從電容器上電壓達到最大值Um開始計時()A.至少經過πLC,磁場能達到最大B.在π2LCC.經過πLC時間,線圈的自感電動勢達到最大D.在π2LC時間內,電容器放電電荷量為11.在LC振蕩電路中,線圈的自感系數L=2.5mH,電容C=4μF,π取3.14。(1)該回路的周期是多少?(2)設t=0時,電容器上電壓最大,在t=9.0×10-3s時,通過線圈的電流是增大還是減小?這時電容器處在充電過程還是放電過程?

參考答案分層作業23電磁振蕩1.B解析電流正在減小,則電容器正在充電,電容器極板電荷量正在增大,電容器中電場變強,磁場能正在向電場能轉化,A、D錯誤;根據楞次定律,俯視看,線圈中電流沿逆時針方向,電容器正在充電,則電容器下極板帶正電,B正確,C錯誤。2.B解析由A所示磁場,根據安培定則可知,電路電流沿逆時針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時正處于充電過程,磁場能正在轉化為電場能,故A錯誤;由B所示磁場,根據安培定則可知,電路電流沿順時針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時正處于放電過程,電場能正在轉化為磁場能,故B正確;由C所示磁場,根據安培定則可知,電路電流沿順時針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時正處于充電過程,磁場能正在轉化為電場能,故C錯誤;由D所示磁場,根據安培定則可知,電路電流沿逆時針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時正處于放電過程,電場能正在轉化為磁場能,故D錯誤。3.A解析某時刻,電流的方向由b流向a,且電流正在增大,電場能減小,磁場能增加,故自感電動勢阻礙電流的減小,則該時刻線圈的自感電動勢正在減小,故A正確;電流的方向由b流向a,且電流正在增大,電容器放電,由右手螺旋定則判斷,電容器下極板帶負電,故B錯誤;若探測儀靠近金屬時,磁性金屬會發生磁化,其他金屬不會被磁化,故C錯誤;電流增大過程中,雖然探測儀與金屬保持相對靜止,金屬也會產生感應電流,故D錯誤。4.BC解析當罐中液面上升時,相當于插入的電介質變多,電容器兩極板間的介電常數變大,則電容器的電容C增大,根據T=2πLC,可知LC電路的振蕩周期T增大,又f=1T5.B解析在開關閉合時,電流從a流向b,通過L的電流為I=ER=1.53A=0.5A,斷開開關后,電流在LC電路中振蕩,周期為T=2πLC=2π06.CD解析由題圖乙知0至0.5ms內i在增大,電容器正在放電,A錯誤;0.5ms至1ms內,電流在減小,應為充電過程,電流方向不變,電容器上極板帶負電,B錯誤;1ms至1.5ms內為放電過程,電流方向改變,Q點比P點電勢高,C正確;1.5ms至2ms內為充電過程,磁場能在減少,D正確。7.BD解析LC振蕩電路的周期為T=2πLC,當增大LC振蕩電路的固有頻率,可減小周期的大小。其他條件不變,僅增大電容器的電容,由以上分析可知,增大了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率減小,A錯誤;其他條件不變,僅減小電容器的電容,由以上分析可知,減小了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率增大,B正確;其他條件不變,僅增大線圈的自感系數,由以上分析可知,增大了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率減小,C錯誤;其他條件不變,僅減小線圈的自感系數,由以上分析可知,減小了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率增大,D正確。8.答案4.68×10-6s解析LC振蕩電路周期T=2πLC=2×3.14×1×10-3×556×9.A解析放電前,電容器存儲的電荷量為Q=CU=0.135C,A正確;電容器放電過程中,開始時電流較大,隨著電荷量的減小,放電電流逐漸減小,不是恒定的,B錯誤;電容器的電容反映的是電容器存儲電荷的本領,與電容器是否帶電、如何放電無關,C錯誤;振蕩電路的振蕩周期為T=2πLC,自感系數L越小,放電脈沖電流的振蕩周期越短,D錯誤。10.C解析振蕩電路的振蕩周期T=2πLC,電容器上電壓達到最大值Um時,充電完畢,電場能最大,磁場能最小,至少要經過t=T4=π2LC,磁場能達到最大,故A錯誤;電壓最大時,電容器上的電荷量為Q=CUm,在π2LC時間內,電容器放電量為CUm,所以平均電流I11.答案(1)6.28×10-4s(2)減小充電過程解析(1)由電磁振蕩的周期公式可得T=2πLC=2×3.14×2.5×10-3×(2)因為