1、4.1 电磁振荡一、单选题1收音机的调谐（选台）回路是一个LC振荡电路，一般是由固定的线圈和可变电容器组成的。所以收音机的“选台”往往采用只改变电容的方式选择收听不同播音频率的电台。某收音机在收听频率为f的电台时可变电容器的电容为C0，那么当收听频率为2f的电台时，该可变电容器的电容为（）ABCD2如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.03s时，LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s时，下列判断正确的是（）A电容器中的电场能最大B线圈中的磁场能最大C电流沿顺时
2、针方向，电容器正在充电D电流沿逆时针方向，电容器正在放电3当LC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C中电场的场强E是（）AB和E都达到最大值BB和E都为零CB达到最大值而E为零DB为零而E达到最大值4LC振荡电路如图所示，已知C=9F、L=10mH，开关S断开时电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态，t=0时将开关S闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则（）At=10-4s时电路电流减小Bt=310-4s时磁场能最大Ct=310-4s时油滴加速度最大D油滴将以初始位置为平衡位置做简谐运动5LC振荡电路中，某时刻线圈的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（）A若线圈
3、的磁场正在减弱，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C若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大D若电容器正在放电，则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大6在如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，下列说法正确的是（）AA板带正电BA、B两板间的电压在增大C电容器C正在放电D磁场能正在转化为电场能7如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕，把开关K扳到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种
4、电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（）AK扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示BK扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示C换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大D拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将降低8如图所示，储罐中有不导电液体，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成电容为C的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与自感系数为L线圈或电源相连当开关从a拨到b开始计时，L与C构成的回路中产生振荡电流，则时间内（）A线圈中的电流增大B线圈中的自感电动势减小C电容器极板间的电场强度增大D电容器极板上的电荷量减小二、多选题9甲、乙、丙、丁四个LC振荡电路，某时刻振荡电
5、流i的方向如图中箭头所示。下列对各回路情况的判断正确的是（ ）A若甲电路中电流i正在增大，则该电路中电容器两端的电压必定在增大B若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器的电场方向必定向下C若丙电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必定在增强D若丁电路中电流i正在减小，则该电路中电容器的电场方向必定向上10为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（）A减小电容器极板的正对面积B增大电容器极板的间距C增大自感线圈的匝数D向外抽出铁芯11如图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知（）A在t1时刻，电路中的磁场能最小B从t1
6、到t2这段时间电路中电流逐渐减小C从t2到t3这段时间电容器处于充电过程D在t4时刻，电容器的电场能最小12某种电子钟是利用LC振荡电路来制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1min，造成这种现象的可能原因是（）AL不变，C变大BL不变，C变小CL变小，C不变DL、C均变小13如图所示，线圈L的自感系数为0.1H，电容器C的电容为，电阻R的阻值为3，电源电动势为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，电路中将产生电磁振荡。若断开开关S的时刻为，忽略线圈L直流电阻和振荡过程中的能量损耗，则（）A时，电容器两极间电压为1.5VB时，线圈L的自感电动势为0C时，通过线
7、圈电流方向D电路中产生的振荡电流有效值为0.5A三、填空题14有一LC振荡电路，电感为30 H，电容可调范围为1.2270 pF，则：（1）电路产生电磁波的频率范围为_。（结果可含）（2）最大波长与最小波长的比值_。15如图所示，LC振荡电路中振荡电流的周期为，自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当时，电容器正处于_状态（选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”），这时电容器的上极板_（选填“带正电”“带负电”或“不带电”）。16甲、乙两图中电容器的电容都是C=410-6F，自感线圈的直流电阻不计，自感线圈的自感系数都是L=910-4H，甲图中开头S先接a端，充电结束后将开关S扳
8、到b端；乙图中开关S先闭合，稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.1410-4s时刻，电容器C1正在_（选填“充电”或“放电”），电容器C1的上极板带_（选填“正电”或“负电”）；自感线圈L2中的电流方向为_（选填“向左”或“向右”），自感线圈L2中的磁场能正在_（选填“增大”或“减小”）。四、解答题17在LC振荡电路中，线圈的自感系数L2.5mH，电容器的电容C4F。求：（1）该回路的周期是多大？（取3.14）（2）设t0时，电容器两极板间电压最大，在t9.0103s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器处在什么过程中？18中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称，九
9、套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”，北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c=3108m/s。则（计算结果保留两位有效数字）（1）求“中国之声”电台发出的电磁波波长；（2）如果收音机的接收装置是由LC电路组成，该接收装置里的线圈自感系数L=4mH，此时产生电谐振的电容多大？试卷第7页，共7页参考答案：1D【解析】【详解】由题意，根据LC电路频率公式可得解得故选D。2A【解析】【详解】ABLC回路中，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，线圈及导线电阻均不计，先闭合开关S，稳定后，线圈两端没有电压，电容器不带电，线圈具有磁场能，在t=0时刻，关闭开关S，线圈产生自感电
10、动势，对电容器充电，使右极板带正电，后开始放电，再充电，当t1=0.03s时，电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。此时所经时间应是，则有=0.03s，可得T=0.04s，此时再经，电容器又放电，完成一次全振荡。则当t2=0.13s=3T+时，对电容器第7次充电，使电容器右极板带正电，且电荷量最大，由LC振荡回路的充放电规律可知，电容器带电荷量最大时，电容器中的电场能最大，线圈中的磁场能最小， A正确，B错误；CD在3T3T+时，电流沿LC回路逆时针方向对电容器充电，使电容器右极板带正电，在t2=0.13s时刻，充电完毕，且电荷量最大，CD错误。故选A。3C【解析】【详解】当LC振荡电
11、路中的电流达到最大值时，由振荡电路的工作规律可知，电容器C放电完毕，则电容器C中电量是零，电场强度E是零，而此时电场能正好向磁场能转化完毕，电感L中磁场能最大，磁感应强度B最大，ABD错误，C正确。故选C。4C【解析】【详解】A回路的振荡周期t=0至t=10-4s时刻，电容器处于放电过程，电路中的电流逐渐增大，所以A错误；B t=310-4s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，磁场能最小，所以B错误；C t=310-4s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，电场强度最大，则油滴的电场力最大并且电场力方向向下，有开始时有解得所以其加速度最大，则C正确；D根据
12、题意可知，油滴带负电，一个周期内，油滴的合外力方向始终竖直向下，所以油滴始终朝下极板方向做变加速直线运动，则D错误；故选C。5A【解析】【详解】AC该题图示只给出了某时刻线圈中电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向，但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器正处于放电阶段，线圈中的电流正在增大，线圈的磁场正在增强，知C正确，A错误；B若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在充电，线圈中的电流正在减小，知B正确；D由楞次定律知，若电容器正在放电，则线圈中的电流变大，则线圈中的自感电动势正在阻碍电流变大，D正确。本题选说法错误的，故选
13、A。6C【解析】【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。【详解】通过图示电流方向，且电流增大，知电容器在放电，电场能转化为磁场能，则电容器上极板A带负电，下极板B带正电，电容器上的电荷量正在减小，由知AB两极板间的电压在减小，故C正确，ABD错误。故选C。7A【解析】【详解】ABK扳到1时对电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电流方向为负，图线4符合，故A正确，B错误；C振荡电流的周期可知周期与电动势无关，故C错
14、误；D振荡电流的频率拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，故D错误。故选A。8C【解析】【详解】DL与C构成的回路，振荡的周期电容器电量随时间变化如图所示在时间内，即是 时间内，电容器极板上的电荷量增加，D错误；AB电容器电量随时间变化如图所示则线圈中的电流关系如图所示在时间内，即是 时间内，电流在减小，自感电动势图像的斜率在增大，故自感电动势在增大，AB错误；C根据解得电容器极板上的电荷量增加，则场强增大，C正确。故选C。9BD【解析】【详解】AB如果i正在增大，则其变化率一定在减小，故自感电动势一定在减小,说明电容器放电，电压减小，对于乙图，是从上极板流向下极板，则说明上极板带正电
15、，进而可判断电场方向必向下，故A错误，B正确；CD若i在减小，则线圈周围的磁场一定在减弱，则说明是充电过程，在丁图中，电流指向下极板，故下极板必充上正电，上板带负电，电容器中电场强度方向向上，故C错误，D正确。故选BD。10ABD【解析】【详解】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由知，减小L和C可以提高f。要减小L可采取减少线圈匝数、向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法。C错误，ABD正确。故选ABD。11ACD【解析】【详解】A由q-t图线可以看出，在t1时刻电容器极板上的电荷量q最大，电容器中的电场最强，此时电路中的电
16、场能最大，电路中的磁场能最小，为零，A正确；B从t1到t2，电容器极板上的电荷量q不断减小，可知电容器处于放电过程，电路中电流逐渐增大，B错误；C从t2到t3，电容器极板上的电荷量q不断增大，电容器处于充电过程，C正确；Dt4时刻电容器极板上的电荷量q等于零，此时电容器中的电场能为零，即为最小，D正确。故选ACD。12BCD【解析】【详解】电子钟变快说明LC振荡电路的周期变小了，根据T2可知，其可能原因是L不变、C变小，或L变小、C不变，或L、C均变小。故BCD正确。13BC【解析】【详解】A.由于断开开关前电路已处于稳定状态，所以电容器不带电，两端电压为0，则t=0时电容器两端电压为0，故A
17、错误；B.该LC振荡电路的周期为则所以此时电容器已经完成放电，线圈L的自感电动势为0，故B正确；C.由于所以此时通过线圈的电流方向为ab，故C正确；D.电路中产生振荡电流的最大值为有效值为故D错误。故选BC。14 108 109 Hz 15【解析】【详解】（1）根据可得电路产生电磁波的最小、最大频率分别为电路产生电磁波的频率范围为。（2）根据可得最大波长与最小波长的比值为15 充电 带正电【解析】【分析】本题考查考生对电磁振荡的规律的理解与掌握情况，体现了高考重视基础的命题理念，要求考生注重对基础知识的理解和掌握。【详解】以逆时针方向为电流的正方向，根据题意画出LC回路振荡电流的变化图像如图所
18、示，结合图像时刻设为图像中的P点，则该时刻电路正处于反向电流减小的过程中，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电。16 充电 正电 向左 增大【解析】【详解】由公式可求得LC回路振荡周期t=3.1410-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像（以上极板带正电为正），也是题图乙对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像均为余弦函数图像。在T时刻，从题图甲对应的q-t图像看出，电容器C1正在充电且上极板带正电。从题图乙对应的i-t图像看出，自感线圈L2中的电流向左且正在增大，所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。17（1）6.28104s；（2）减小；反向
19、充电过程【解析】【详解】（1）由电磁振荡的周期公式可得该回路的周期T223.14s6.28104s（2）因为t9.0103s相当于14.33个周期，而0.33T，由电磁振荡的周期性可知，当t9.0103s时，LC回路中的电磁振荡正处在的变化过程中。t0时，电容器两极板间电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，则回路中电流随时间的变化规律如图所示，结合图像可知，在t9.0103s时，通过线圈的电流在减小，这时电容器正处在反向充电过程中。18（1）2.83m；（2）5.610-16F【解析】【详解】（1）依题意，有f=106.1兆赫=1.061108Hz，=代入数据可得=2.83m（2）振动电路的周期为，带入数据，可得C=5.610-16F试卷第13页，共1页
