2019-2020年高中物理 第三章 電磁振蕩與電磁波 第一節(jié) 電磁振蕩自我小測(cè) 粵教版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第三章 電磁振蕩與電磁波 第一節(jié) 電磁振蕩自我小測(cè) 粵教版選修3-41在LC回路中，電容兩端的電壓隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖316所示，則()圖316A在時(shí)刻t1，電路中的電流最大B在時(shí)刻t2，電路中的磁場(chǎng)能最大C在時(shí)刻t2至t3，電路的電場(chǎng)能不斷增大D在時(shí)刻t3至t4，電容的帶電荷量不斷增大2某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖317所示，則此時(shí)刻()圖317A振蕩電流i在減小B振蕩電流i在增大C電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化D磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化3如圖318所示是LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，以下說(shuō)法正確的是()圖318A電容器正在放電B電容器正在充電C電感線圈中的電流正在增大D電容器兩極板間的電場(chǎng)能正在減小4如圖319所示，用示波器觀察LC振蕩電路中的電壓波形，示波器事先已調(diào)整好，可正常工作，當(dāng)開關(guān)S閉合后，LC振蕩電路即刻開始起振，則從示波器屏幕上看到的波形圖為圖3110中的()圖319圖31105在LC振蕩電路中，以下說(shuō)法正確的是()A電容器放電完畢的瞬間，回路中電流最強(qiáng)，電場(chǎng)的能量達(dá)到最大B電感線圈電感量增大，則充電和放電過(guò)程變慢C電容器充電完畢的瞬間，回路中電流最強(qiáng)，磁場(chǎng)的能量達(dá)到最大D每一周期內(nèi)，電容器完成一次充放電過(guò)程6如圖3111所示為L(zhǎng)C振蕩電路中電容器的極板帶電荷量隨時(shí)間變化曲線下列判斷中正確的是()在b和d時(shí)刻，電路中電流最大在ab時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能a和c時(shí)刻，磁場(chǎng)能為零在Oa和cd時(shí)間內(nèi)，電容器被充電圖3111A只有和 B只有和C只有 D只有和7要增大LC振蕩回路的頻率，可采取的辦法是()A增大電容器兩極板正對(duì)面積B減少極板帶電荷量C在線圈中放入軟鐵棒作鐵芯D減少線圈匝數(shù)8要想提高電磁振蕩的頻率，下列辦法中可行的是()A線圈中插入鐵芯B提高充電電壓C增加電容器兩板間距離D減小電容器兩板間的正對(duì)面積9已知LC振蕩電路中的電容器電容為C，線圈的電感為L(zhǎng)，則正在振蕩的電路中()A電容器放電的時(shí)間取決于充電電壓的大小B電容器放電的時(shí)間取決于L和C的數(shù)值C電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互轉(zhuǎn)化的周期為2D電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化的周期為210在LC振蕩電路中，電容器放電完畢瞬間，以下說(shuō)法正確的是()A電容器極板間電壓等于零，磁場(chǎng)開始向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化B電流達(dá)到最大值，線圈周圍的磁場(chǎng)達(dá)到最大值C如果沒(méi)有能量輻射時(shí)，線圈的磁場(chǎng)能等于電容器開始放電時(shí)的電容器的電場(chǎng)能D線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)最大11如圖3112所示電路，K先接通a觸點(diǎn)，讓電容器充電后再接通b觸點(diǎn)，設(shè)這時(shí)可變電容器電容為C，線圈自感系數(shù)為L(zhǎng).圖3112(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間電容C上電荷第一次釋放完？(2)這段時(shí)間內(nèi)電流如何變化？線圈兩端電壓如何變化？12如圖3113所示，LC回路中C是一平行板電容器，兩板水平放置，開關(guān)斷開時(shí)，電容器內(nèi)帶電灰塵恰好靜止，當(dāng)開關(guān)S閉合后，灰塵在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若C4 F，L0.1 mH，求：圖3113從S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)2105 s時(shí) ，電容器內(nèi)灰塵的加速度大小是多少？(2)當(dāng)灰塵的加速度是多大時(shí)，線圈中的電流最大？13用回旋加速器加速質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，加速器的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，用LC振蕩器作為高頻電源對(duì)粒子加速，該振蕩器的電感L和電容C的乘積應(yīng)滿足什么條件？14在LC振蕩電路中，若已知電容C，并測(cè)得電路的固有振蕩周期T，即可求得電感L，為了提高測(cè)量精度，需多次改變C值并測(cè)得相應(yīng)的T值，現(xiàn)將測(cè)得的六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即圖3114所示中用“”表示的點(diǎn)圖3114(1)T、L、C的關(guān)系為_(2)根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)畫出T2與C的關(guān)系圖線(3)求得的L值是_參考答案1解析：電磁振蕩中的物理量可分為兩組：電容器帶電荷量q，極板間電壓u，電場(chǎng)強(qiáng)度E及電場(chǎng)能EC等量為一組自感線圈中的電流i，磁感應(yīng)強(qiáng)度B及磁場(chǎng)能Ei等量為一組同組量的大小變化規(guī)律一致；同增同減同為最大或?yàn)榱阒诞惤M量的大小變化規(guī)律相反；此增彼減，彼長(zhǎng)此消，若q、E、u等量按正弦規(guī)律變化，則i、B等量必按余弦規(guī)律變化根據(jù)上述分析由題圖可以看出，本題正確選項(xiàng)為B、C.答案：BC2解析：由圖中電容器上極板帶正電荷，下極板帶負(fù)電荷，圖中給出的振蕩電流方向，說(shuō)明正電荷正向上極板聚集，所以電容器正在充電電容器充電的過(guò)程中，電流減小，磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化所以A、D選項(xiàng)正確答案：AD3解析：由圖中螺線管中的磁感線方向可以判定出此時(shí)LC電路正在逆時(shí)針充電，A錯(cuò)電流正在減小，電感線圈中的磁場(chǎng)能正在減小，電場(chǎng)能增大答案：B4解析：由于LC振蕩電路中，發(fā)生電磁振蕩時(shí)，電壓是一個(gè)交流電壓，同時(shí)由于電路中存在電阻，要消耗振蕩過(guò)程中的電磁能，部分轉(zhuǎn)化為熱能，還有一部分電磁能轉(zhuǎn)化為其他能量，因此隨著振蕩的不斷進(jìn)行，電壓的最大值也在減小，C選項(xiàng)正確答案：C5解析：LC電路中，電容器放電完畢的瞬間，回路中電流為零，磁場(chǎng)的能量達(dá)到最小為零，電容器充電完畢瞬間，回路中電流為零，磁場(chǎng)的能量達(dá)到最小為零，電感線圈電感量增大，對(duì)電流的變化的阻礙增強(qiáng)，充、放電過(guò)程變慢，每一周期內(nèi)電容器完成兩次充、放電過(guò)程答案：B6解析：本題的關(guān)鍵是從qt圖上分析出電容器充電、放電過(guò)程和充電結(jié)束和放電結(jié)束時(shí)刻a和c時(shí)刻是充電結(jié)束時(shí)刻，此時(shí)刻電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能為零，正確；b和d時(shí)刻是放電結(jié)束時(shí)刻，此時(shí)刻電路中電流最大，正確；ab是放電過(guò)程，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能，正確；Oa是充電過(guò)程，但cd是放電過(guò)程，錯(cuò)誤答案：D7解析：根據(jù)LC振蕩回路的頻率公式f和平行板電容器電容公式C知，當(dāng)增大電容器兩極板正對(duì)面積時(shí)，C增大，f減小當(dāng)減少極板帶電荷量，不影響C，即f不變?cè)诰€圈中放入軟鐵棒作鐵芯，L增大，f減小減少線圈匝數(shù)，L減少，f增大答案：D8解析：由公式f1/(2)得知：f和Q、U、I無(wú)關(guān)，與成反比因此要增大f，就要減小L、C的乘積，即減小L或C，其中CS/4kd.減小L的方法有：在線圈中拉出鐵芯，減小線圈長(zhǎng)度，減小線圈橫截面積，減少單位長(zhǎng)度匝數(shù)減小C的方法有：增加電容器兩板間的距離，減小電容器兩板間的正對(duì)面積，在電容器兩板間換上介電常數(shù)較小的電介質(zhì)，故C、D選項(xiàng)正確答案：CD9解析：電容器放電的時(shí)間等于，僅與決定周期的L和C有關(guān)(T2)，與充電電壓大小無(wú)關(guān)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是有方向的，場(chǎng)強(qiáng)為矢量，所以電場(chǎng)和磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)化周期為T2，而電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能是標(biāo)量，只有大小，無(wú)方向，即電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化周期為.答案：BC10解析：電容器放電完畢的瞬間，還有以下幾種說(shuō)法：電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢；磁場(chǎng)能開始向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化；電容器開始反向充電電容器放電完畢的瞬間有如下特點(diǎn)：電容器電荷量Q0，板間電壓U0，板間場(chǎng)強(qiáng)E0，線圈電流I最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B最大，電場(chǎng)能為零，線圈自感電動(dòng)勢(shì)E自電容器放電完畢瞬間，雖然I最大，但為零，所以E自為零若不考慮能量的輻射，在這一瞬間，E電0，E磁最大，而電容器開始放電時(shí)，E電最大，E磁0，則E磁E電.答案：ABC11解析：(1)極板上電荷由最大到零需要周期，所以t.(2)從能量角度看，電容器釋放電荷，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能，待電荷釋放完畢時(shí)，磁場(chǎng)能達(dá)到最大，線圈兩端電壓與電容兩極板間電壓一致，由于放電，電容兩極板間電壓從最大值減至零，線圈兩端電壓也是由最大值減為零，值得注意的是這段時(shí)間內(nèi)電流由零逐漸增大，當(dāng)線圈兩端電壓為零時(shí)，線圈中電流增至最大答案：(1)t(2)電流由零增至最大，電壓由最大減至零12解析：(1)由T2 得T2 s4105 s開關(guān)斷開時(shí)，灰塵受力平衡，F(xiàn)mg.開關(guān)閉合經(jīng)2105 s時(shí)，灰塵所受電場(chǎng)力與F等大反向，故受合力為2mg，由牛頓第二定律得：2mgma，所以a2g.(2)當(dāng)電容器放電完畢時(shí)，電流最大，此時(shí)灰塵所受電場(chǎng)力等于零，物體只受重力作用，即ag.答案：(1)2g(2)g13解析：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T1，LC振蕩電路的振蕩周期為T22.由回旋加速器的工作原理可知T1T2，即2，所以LC .答案：LC 14解析：根據(jù)振蕩電路的周期公式T2，在作圖時(shí)，直線應(yīng)盡可能通過(guò)盡量多的點(diǎn)，使分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目盡可能相等，根據(jù)所作圖線，求出其斜率k，對(duì)照公式T242LC, 即可知L，代入數(shù)據(jù)，得數(shù)在0.035 10.038 9 H之間答案：(1)T2(2)如下圖所示，圖線為一直線(3)L0.037 0 H0.001 9 H