资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
单元培优卷 电磁振荡与电磁波
一．选择题（共3小题）
1．（2025 江苏）如图所示，将开关S由a拨到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图像是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2025 北京）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为E，A1、A2和A3是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　）
A．闭合瞬间，A1与A3同时亮起
B．闭合后，A3亮起后亮度不变
C．稳定后，A1与A3亮度一样
D．稳定后，电容器的电荷量是CE
3．（2025 浙江）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　）
A．图1中，U1：U2＝n2：n1
B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4中，增大电容C，调谐频率增大
二．解答题（共1小题）
4．（2025 上海）特雷门琴是世界第一件电子乐器。特雷门琴生产於1919年，由前苏联物理学家利夫 特尔门（LevTermen）教授发明，艺名雷奥 特雷门（LeonTheremin）。同年已经由一位女演奏家作出公开演奏，尤甚者连爱因斯坦都曾参观，依然是世上唯一不需要身体接触的电子乐器。
（1）人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器，与自感线圈L构成LC振荡电路。
①当人手靠近天线时，电容变大 　 　 （选填“变大”、“不变”、“变小”）。
②（多选）在电容器电荷量为零的瞬间，（ 　 　 ）达到最大值。
A．电场能
B．电流
C．磁场能
D．电压
（2）特雷门琴的扬声器结构如图所示，图a为正面切面图，磁铁外圈为S极，中心横柱为N极，横柱上套着线圈，其侧面图如图b所示。
①此时线圈的受力方向为（ 　 　 ）
A．左
B．右
C．径向向外
D．径向向内
②若单匝线圈周长为2.0cm，磁场强度B＝0.5T，I＝I0sin（2πft），I0＝0.71A，f＝100Hz，则I的有效值为 　 　 A；单匝线圈收到的安培力的最大值为 　 　 ？
③已知当温度为25℃时，声速v＝347.6m/s，求琴的A5（440Hz）的波长为 　 　 ？
（3）有一平行板电容器，按如图接入电路中。
①减小两平行板间距d时，电容会变大 　 　 （选填“变大”、“变小”、“不变”）。
②已知电源电压为U，电容器电容为C，闭合开关，稳定时，电容器的电荷量为 　 　 。
（4）有一质量为m，电荷量为q的正电荷从电容器左侧中央以速度v0水平射入，恰好从下极板最右边射出，板间距为d，两极板电压为U，求两极板的长度L（电荷的重力不计）。
（5）已知人手靠近竖直天线时，音调变高，靠近水平天线时，声音变小；那么若想声波由图像①变成图像②，则人手（ 　 　 ）
A．靠近竖直天线，远离水平天线
B．靠近竖直天线，靠近水平天线
C．远离竖直天线，远离水平天线
D．远离竖直天线，靠近水平天线
单元培优卷 电磁振荡与电磁波
参考答案与试题解析
一．选择题（共3小题）
1．（2025 江苏）如图所示，将开关S由a拨到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图像是（　　）
B．
C． D．
【考点】电磁振荡的图像问题．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】A
【分析】在LC振荡电路中，放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加；充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小。
【解答】解：根据题意可知，将开关由a调到b时，电容器和自感线圈组成闭合回路，此回路为振荡电路，产生周期性迅速变化的振荡电流。电容器开始放电，由于电容器上极板带正电，所以回路中电流为逆时针电流，电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为0时，电流达到最大，其后磁场能向电场能转化，电容器充电，电流越来越小，电流为0时，充电完成，此时，电容器下极板带正电，之后开始反向放电，回路中电流为顺时针电流，电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为0时，电流达到最大，其后磁场能向电场能转化，电容器充电，电流越来越小，电流为0时，充电完成，电场能转化为磁场能以及磁场能又再次转化为电场能的过程中，电路向外辐射电磁波，电路中的能量在耗散，最大电流越来越小，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】明确电磁振荡过程，知道电容器充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i＝0；放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
2．（2025 北京）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为E，A1、A2和A3是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　）
A．闭合瞬间，A1与A3同时亮起
B．闭合后，A3亮起后亮度不变
C．稳定后，A1与A3亮度一样
D．稳定后，电容器的电荷量是CE
【考点】电磁振荡及过程分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】闭合瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中没有电流通过，灯泡A2中有充电电流经过；通过A3的电流是逐渐增大的；A1和A3串联，通过的电流相等；A3两端电压等于电源电动势的一半，据此计算。
【解答】解：A、闭合瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中没有电流通过，因为电容器原来不带电，电源能够给电容器充电，所以灯泡A2中有充电电流经过，所以闭合瞬间，A1与A2同时亮起，A3不亮，故A错误；
B、闭合后，随着线圈L自感作用的消失，通过A3的电流逐渐增大，所以A3的亮度是逐渐变亮的，故B错误；
C、稳定后，因为电容器的作用，A2处于断路，A1和A3串联，通过的电流相等，所以A1与A3的亮度一样，故C正确；
D、稳定后，电容器两端的电压和灯泡A3两端的电压相等，因为A1、A2和A3是三个相同的小灯泡，根据串联电路电压分配原则可知A3两端电压等于电源电动势的一半，所以电容器的电荷量是Q，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了线圈的自感作用，知道电路稳定后电容器是断路。
3．（2025 浙江）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　）
A．图1中，U1：U2＝n2：n1
B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4中，增大电容C，调谐频率增大
【考点】电磁振荡及过程分析；交流发电机及其产生交变电流的原理；变压器的构造与原理．
【专题】定性思想；归纳法；交流电专题；理解能力．
【答案】C
【分析】A、根据变压器电压与匝数的关系进行分析；
B、根据交流发电机及其产生交变电流的原理可知，线圈平面与磁场垂直时，线圈位于中性面位置，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，电动势最小进行分析；
C、根据电磁振荡产生的原理，判断电容器上下极板带电性及根据电感判断电流方向，从而判断出能量的转化；
D、根据调谐频率即可分析。
【解答】解：A、图1中，根据理想变压器的规律U1：U2＝n1：n2，故A错误；
B、图2中，线圈的位置再转过60°就是中性面，在中性面时，电动势和电流都为0，所以此时线圈的电动势正在减小，故B错误；
C、图3中，根据电容器极板间的场强方向，可知上级板带负电，下极板带正电；再根据电感中磁感线的方向，可知俯视视角下线圈中的电流方向是逆时针，因此可知电容器正在充电，电场的能量正在增大；故C正确；
D、图4中，根据调谐频率，增大电容C，调谐频率会减小，故D错误；
故选：C。
【点评】了解交变电流的产生、变压器的构造和原理、电磁振荡产生的过程是解决本题的关键，属于基础题。
二．解答题（共1小题）
4．（2025 上海）特雷门琴是世界第一件电子乐器。特雷门琴生产於1919年，由前苏联物理学家利夫 特尔门（LevTermen）教授发明，艺名雷奥 特雷门（LeonTheremin）。同年已经由一位女演奏家作出公开演奏，尤甚者连爱因斯坦都曾参观，依然是世上唯一不需要身体接触的电子乐器。
（1）人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器，与自感线圈L构成LC振荡电路。
①当人手靠近天线时，电容变大 　变大　 （选填“变大”、“不变”、“变小”）。
②（多选）在电容器电荷量为零的瞬间，（ 　BC　 ）达到最大值。
A．电场能
B．电流
C．磁场能
D．电压
（2）特雷门琴的扬声器结构如图所示，图a为正面切面图，磁铁外圈为S极，中心横柱为N极，横柱上套着线圈，其侧面图如图b所示。
①此时线圈的受力方向为（ 　B　 ）
A．左
B．右
C．径向向外
D．径向向内
②若单匝线圈周长为2.0cm，磁场强度B＝0.5T，I＝I0sin（2πft），I0＝0.71A，f＝100Hz，则I的有效值为 　0.5　 A；单匝线圈收到的安培力的最大值为 　7.1×10﹣3N　 ？
③已知当温度为25℃时，声速v＝347.6m/s，求琴的A5（440Hz）的波长为 　0.79m　 ？
（3）有一平行板电容器，按如图接入电路中。
①减小两平行板间距d时，电容会变大 　变大　 （选填“变大”、“变小”、“不变”）。
②已知电源电压为U，电容器电容为C，闭合开关，稳定时，电容器的电荷量为 　CU　 。
（4）有一质量为m，电荷量为q的正电荷从电容器左侧中央以速度v0水平射入，恰好从下极板最右边射出，板间距为d，两极板电压为U，求两极板的长度L（电荷的重力不计）。
（5）已知人手靠近竖直天线时，音调变高，靠近水平天线时，声音变小；那么若想声波由图像①变成图像②，则人手（ 　B　 ）
A．靠近竖直天线，远离水平天线
B．靠近竖直天线，靠近水平天线
C．远离竖直天线，远离水平天线
D．远离竖直天线，靠近水平天线
【考点】电磁振荡及过程分析；波长、频率和波速的关系；多普勒效应及其应用；平行板电容器电容的决定式及影响因素；带电粒子在匀强电场中做类平抛运动；有效值的定义和一般交变电流的有效值．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；电容器专题；交流电专题；电磁场理论和电磁波；实验探究能力．
【答案】（1）变大；BC；（2）①B；0.5A；②7.1×10﹣3N；③0.79m；（3）①变大；②Q＝CU；（4）两极板的长度L为；（5）B。
【分析】（1）①当人手靠近天线时，相当于改变了电容器的介电常数，根据平行板电容器电容的决定式分析作答；
②根据LC振荡电路的i﹣t图像和q﹣t图像，结合LC电路的特点分析作答；
（2）①根据左手定则分析作答；
②根据正弦交变电流有效值与最大值的关系求解作答；根据安培力公式求解作答；
③根据波速、频率和波长的关系v＝λf求解作答；
（3）①根据平行板电容器的决定式分析作答；
②根据电容器的定义式分析作答；
（4）带电粒子在电场中（平行板电容器中）做类平抛运动，根据类平抛运动的规律求解作答；
（5）声音的音调由频率决定，人手靠近竖直天线时，音调变高即波的频率变大；声音的强度由振幅决定，靠近水平天线时，声音变小，即波的振幅变小，结合图像分析作答。
【解答】解：（1）①根据平行板电容器电容的决定式
当人手靠近天线时，相当于改变了电容器的介电常数εr（人手会使周围介质的介电性质改变），使得介电常数增大，从而电容变大。
②在LC振荡电路中，i﹣t图像和q﹣t图像如图所示：
根据i t图像可知，当电荷量为零时，电流达到最大值，电场能全部转化为磁场能，磁场能达到最大值；
电荷量为零时，电容器两端电压，电场能也为零，故AD错误，BC正确。
故选：BC。
（2）①观察图a，根据左手定则可知线圈所受安培力方向为向右，故ACD错误，B正确。
故选：B。
②根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系，有效值
根据安培力公式，单匝线圈收到的安培力的最大值为
③根据波速、频率和波长的关系v＝λf，则有
（3）①根据平行板电容器电容的决定式可知，当减小两平行板间距d时，其他量不变，所以电容C会变大。
②闭合开关，稳定时，根据电容的定义式，电容器的电荷量为Q＝CU
（4）电荷量为q的正电荷在电容器中做类平抛运动
竖直方向根据牛顿第二定律得
竖直位移
水平方向做匀速直线运动，水平位移L＝v0t
联立解得两板的长度
（5）声音的音调由频率决定，人手靠近竖直天线时，音调变高即波的频率变大；声音的强度由振幅决定，靠近水平天线时，声音变小，即波的振幅变小；声波由图像①变成图像②即频率变大了，振幅变小了，可得人手靠近竖直天线、靠近水平天线，故ACD错误，B正确。
故选：B。
故答案为：（1）变大；BC；（2）①B；②0.5A；7.1×10﹣3N；③0.79m；（3）①变大；②Q＝CU；（4）两极板的长度L为；（5）B。
【点评】本题以特雷门电子琴为背景考查的电磁振荡、电容器的定义式和平行板电容器的决定式；考查了正弦交变电流有效值与最大值、安培力公式以及类平抛运动等知识，涉及的知识点多，过程复杂，需要认真分析。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑