精品新人教版选修34高中物理31电磁振荡配套习题及答案Word格式.docx
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6.电磁
振荡与机械振动相比( )
A.变规律不同,本质不同
B.变规律相同,本质相同
.变规律不同,本质相同
D.变规律相同,本质不同
概念规律练
知识点一 振荡电
路的各物量的变
1.关于L振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是( )
A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大
B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零
.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转为电场能
D.振荡电流减小的
过程中,线圈中的磁场能转为电场能
2.如图1所示为L振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变曲线,下列判断中正确的是( )
图1
①在b和d时刻,电路中电流最大
②在→b时间内,电场能转变为磁场能
③和c时刻,磁场能为零
④在O→和c→d时间内,电容器被充电
A.只有①和③B.只有②和④
.只有④D.只有①②和③
知识点二 电磁振荡的周期和频率
3.在L振荡电路中,用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍( )
A.自感L和电容都增大一倍
B.自感L增大一倍,电容减小一半
.自感L减小一半,电容增大一倍
D.自感L和电容都减小一半
4.要想增大L振荡电路中产生的振荡电流的频率,可采用的方法是( )
A.增大电容器两极板的间距
B.升高电容器的充电电压
.增加线圈的匝
D.在线圈中插入铁芯
方法技巧练
自感现象和振荡电路的综合性问题分析技巧
5.如图2所示电路中,L是电阻不计的电感器,是电容器,闭合电键S,待电路达到稳定状态后,再断开
开关S,L电路中将产生电磁振荡.
图2
如果规定电感器L中的电流方向从到
b为正,断开开关的时刻=0,那么图中能正确表示电感线圈中电流随时间变规律的是( )
6.如图3所示,线圈自感系为L,其电阻不计,电容器的电容为,开关S闭合.现将S突然断开,并开始计时,以下说法中错误的是( )
图3
A.当=时,由到b流经线圈的电流最大
B.当=π时,由b到流经线圈的电流最大
.当=时,电路中电场能最大
D.当=
时,电容器左极板带有正电荷最多
1.在L回路产生电磁振荡的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电容器放电完毕时刻,回路中磁场能最小
B.回路中电流值最大时刻,回路中磁场能最大
.电容器极板上电荷量最多时,电场能最大
D.回路中电流值最小时刻,电场能最小
2.在L电路中发生电磁振荡时,以下说法正确的是( )
A.电容器的某一极板,从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止,这一段时间为一个周期
B.当电容器放电完毕瞬间,回路中的电流为零
.提高充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大
D.要提高振荡频率,可减小电容器极板间的正对面积
3.当L振荡电路中的电流达到最大值时,电感L中磁场的磁感应强度B和电容器中电场的场强E是( )
A.B和E都达到最大值
B.B和E都为零
.B达到最大值而E为零
D.B为零而E达到最大值
4.L振荡电路中,平行板电容器两极板间电场强度随时间变关系如图4所示,则与该图中A点相对应的是( )
图4
A.电路中的振荡电流最大
B.电路中的磁场能最大
.电路中的振荡电流为零
D.电容器两极板所带电荷量最少
5.L振荡电路中,某时刻磁场方向如图5所示,
则下列说法正确的是( )
图5
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电
B.若电容器正在充电,则电容器下极板带正电
.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正增大
D.若电容器正放电,则自感电动势正在阻碍电流增大
6.如图6所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光,现突然断开S,并开始计时,能正确反映电容器极板上电荷量q随时间变的图象是下图中的(图中q为正值表示极板带正电)( )
图6
7图7中的L振荡电路,先把开关S掷到1处给电容器充电,充好电后再将开关S掷到2处(组成L振荡电路),这时电
容器开始放电,但电流不能立刻达到最大值
,而是直到电容器放电完毕时电流才达到最大值,造成此现象的原因是( )
图7
A.线圈的自感作用
B.电容器的本身特点
.电子做定向移动需要一定的时间
D.以上答案都错误
8某时刻L振荡电路的状态如图8所示,则此时刻( )
图8
A.振荡电流在减小
B.振荡电流在增大
.电场能正在向磁场能转
D.磁场能正在向电场能转
9.一台电子钟,是利用L振荡电路制成的,在家使用一段时间后,发现每昼夜总是快1,造成这种现象的可能原因是( )
A.L不变变大了B.L不变变小了
.L变小了不变D.L、均减小了
10.在L振荡电路中,由容器极板上的电荷量从最大值变到零所需的最短时间( )
AB
.π
D.2π
11振荡电路中线圈的自感系为L,电容器的电容为,则电容器两极板间的电压从最大值变为零,所用的最少时间为________.
图9
12.如图9所示,L电路中是带有电荷的平行板电容器,两极板水平放置.开关S断开时,极板间灰尘恰好静止.当开关S闭合时,灰尘在电容器内运动,若=04μF,L=1H,求:
(1)从S闭合开始计时,经2π×
10-5时,电容器内灰尘的加速度大小为多少?
(2)
当灰尘的加速度多大时,线圈中电流最大?
答案
课前预习练
1.电荷 电流 电场能 磁场能
2.能量 振幅 内能 电磁波 振幅
3.一次周期性变 周期性变 无阻尼振荡 2π
4.B
5. [由电磁波波速、波长、频率关系c=fλ=恒量知,欲使λ减小,只有增大f;
由L回路的固有频率公式f=可知:
欲增大f,应减小L,故选]
6.D [电磁振荡是电容器的电场能和线圈的磁场能相互转的过程,而机械振动是振子的动能和势能相互转的过程,它们都是按正弦规律变的,故D正确.]
课堂探究练
1.D [振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间,场强为零,A选项错误;
振荡电流为零时,其要改变方向,这时电流变最快,
电流变率最大,线圈中的自感电动势最大,B选项错误;
振荡电流增大时,线圈中的电场能转为磁场能,选项错误;
振荡电流减小时,线圈中的磁场能转为电场能,D选项正确.]
2.D [和c时刻是充电结束时刻,此时刻电场能最大,磁场能最小为零,③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;
→b是放电过程,电场能转为磁场能,②正确;
O→是充电过程,而c→d是放电过程,④错误.]
点评 分析振荡电路各量的变规律时要抓住两条线索.一个是随时间的变规律,同时B、EB与的变规律一致;
一个是q随时间的变规律,同时E、E电、与q的变规律一致.并且要知道与q变规律的关系,否则会造成思路混乱.
3.D [由L振荡电路的频率公式f=知,当自感系L和电容都减小一半时,其振荡频率恰好增大一倍.]
点评 L振荡电路的周期T和频率f只与自感系L和电容有关,与其他因素无关,则
T=2π,f=
其中:
①=,即与正对面积、板间距离d及介电常ε有关.②L与线圈匝、粗细、长度、有无铁芯等因素有关.
4.A [该题考查决定振荡频率的因素.
振荡电流的频率由L回路本身的特性决定,f=增大电容器两极板的间距,电容减小,振荡电流的频率升高,A对;
升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频率,B错;
增加线圈匝和插入铁芯,电感L都增大,振荡电流的频率降低,、D错.]
点评 注意平行板电容器电容=,而自感系的大小与线圈粗细、长度、匝及有无铁芯有关.
5.B [本题属含自感现象和振荡电路的综合性问题,应从下面几个方向考虑:
(1)S断开前,b段短路,电容器不带电.
(2)S断开时,b中产生自感电动势,阻碍电流减小,同时,电容器充电,此时电
感线圈中电流正向最大.
(3)给电容器充电的过程中,电容器的充电电荷量最大时,b中电流减为零,此后L发生电磁振荡,形成交变电流.]
6.A [断开开关S时,由于自感作用,线圈中产生的感应电流是最大的,且由到b根据L振荡电路的周期公式T=2π,可知A是错误的,故选A]
方法总结 电感线圈L发生自感现象时,L上的电流在原基础上开始变,根据自感规律判断出电流的变规律,再由与q及其他各量的对应关系即可一一突破所有问题.
课后巩固练
1.B
2.D [电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间,电容器完成了放电和反向充电过程,时间为半个周期,A错误;
电容器放电完毕瞬间,电路中电场能最小,磁场能最大,故电路中的电流最大,B错误;
振荡周期仅由电路本身决定,与充电电压等无关,错误;
提高振荡频率,就是减小振荡周期,可通过减小电容器极板正对面积减小电容,达到增大振荡频率的目的,D正确.]
3.
4.
5.BD [由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向,由于题目中未标明电容器两极板带电情况,可分两种情况讨论.
(1)若该时刻电容器上极板带正电,则可知电容器处于放电阶段,电流增大,则对,A错;
(2)若该时刻电容器下极板带正电,则可知电容器处于充电状态,电流在减小,则B对,由楞次定律可判定D对.]
6.B [当S断开时,L振荡电路中,电容器充电,b带正电,故B正确.]
7.A 8AD
9.BD [根据T=2π,又根据钟表变快是L振荡电路周期变小了,钟就变快了.]
10.B [L振荡电路的周期T=2π,其电容器极板上的电荷量从最大值变到零所需的最短时间=T/4,所以=]
11
解析 电容器两极板间的电压从最大值到零所用的最少时间为T,而T=2π,故=π
12.
(1)2g
(2)加速度大小为g,且方向竖直向下
解析
(1)开关S断开时,极板间灰尘处于静止状态,则有g=q·
,式中为灰尘质量,Q为电容器所带的电荷量,d为板间距离,由T=2π,得T=2π=4π×
10-5,当=2π×
10-5时,即=,振荡电路中电流为零,电容器极板间场强方向跟=0时刻方向相反,则此时灰尘所受的合外力为F合=g+q·
=2g,又因为F合=,所以=2g,方向竖直向下.
(2)当线圈中电流最大时,电容器所带的电荷量为零,此时灰尘仅受重力,灰尘的加速度为g,方向竖直向下.