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第一节　电磁振荡
课时作业(二十五)　电磁振荡
(分值:70分)
(选择题每题6分)
知识点一　振荡电流的产生　电磁振荡中能量的转化
1.(多选)在LC振荡电路中,若某个时刻电容器极板上的电荷量正在减少,则(　　)
[A] 电路中的电流正在增大
[B] 电路中的电场能正在增加
[C] 电路中的电流正在减小
[D] 电路中的电场能正在向磁场能转化
【答案】 AD
【解析】 电荷量减少,则电容器放电,电场能减少,磁场能增大,电流也在增大,电场能向磁场能转化,故选AD.
2.(多选)(2025·广东佛山高二校联考)无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用.在LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,且电容器上极板带正电,下列说法正确的是(　　)
[A] 电容器正在放电
[B] 振荡电流正在减小
[C] 电路中电流沿逆时针方向
[D] 磁场能正在向电场能转化
【答案】 BD
【解析】 根据安培定则,可知回路中电流为顺时针方向,电容器上极板带正电,下极板带负电,故电容器正在充电,电流减小,磁场减弱,电场增强,磁场能正在向电场能转化,故A、C错误,B、D正确.
3.LC振荡电路中电流随时间变化的图像如图所示,规定回路中顺时针电流方向为正方向.在t=T时,对应的电路是下列选项图中的(　　)
　　　
[A] [B] [C] [D]
【答案】 B
【解析】 由题图可知,在t=T时回路中的电流为零,则回路中的磁场能为零,电场能最大,说明电容器充电完毕;在T～T的时间内,电容器充电,回路中的电流为逆时针方向,即电流流向上极板,结合选项图可知B正确.
4.(2025·广东东莞实验中学高二期中)如图a所示,在LC振荡电路中,通过P点的电流i变化规律如图b所示,若把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向,则(　　)
[A] 0.5 s到1 s时间内,电容器在放电
[B] 0.5 s至1 s时间内,电容器的上极板带正电
[C] 1 s至1.5 s时间内,Q点的电势比P点的电势高
[D] t=0.5 s时,电路中电场能最大,磁场能最小
【答案】 C
【解析】 0.5 s至1 s时间内,振荡电流是充电电流,电容器的上极板带负电;1 s至1.5 s时间内,振荡电流是放电电流,电流为负值,所以Q点的电势比P点的电势高;t=0.5 s时,电流最大,磁场能最大,电路中的电场能最小.故选C.
知识点二　电磁振荡的周期和频率
5.(2025·深圳中学高二物理期末)近场通信(NFC)是一种短距高频的无线电技术,其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路,其终端有主动、被动和双向三种模式,最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等.刷卡时,电路发生电谐振,给电容器充电,达到一定电压后,在读卡设备发出的射频场中响应,被读或写入信息.下列说法正确的是(　　)
[A] LC振荡电路的电容器在充电时,电流增大
[B] LC振荡电路中,电容器充电时,线圈中自感电动势减小
[C] 如果增大LC振荡电路中电容器两极板间距离,振荡周期将减小
[D] 如果在线圈中插入铁芯,则振荡周期将减小
【答案】 C
【解析】 LC振荡电路的电容器在充电时,电流逐渐减小,A错误;LC振荡电路中,电容器充电时,线圈中电流的变化率逐渐变大,则自感电动势变大,B错误;如果增大LC振荡电路中电容器两极板间的距离,则根据C=可知,电容C变小,根据T=2π可知,振荡周期将减小,C正确;线圈中插入铁芯,导致L变大,根据T=2π可知,振荡周期将变大,D错误.
6.(2025·广东茂名统考)在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,电流计G可视为理想电表,先将开关S置于a处,待电路稳定后将开关S移至b处同时开始计时,电感线圈L和电容器C组成振荡电路,其振荡周期为T.下列说法正确的是(　　)
[A] 开关S刚移至b处,电流计G中将有从左向右的电流经过
[B] 0～过程中,电容器C放电,电容减小
[C] t=时刻,电感线圈L中磁场能最大
[D] ～T过程中,电流计G的示数逐渐变大
【答案】 C
【解析】 开关S置于a处时,电容器C上极板接电源正极,开关S移至b处的瞬间,电容器C开始放电,电流计G中将有从右向左的电流经过,A错误;0～过程中,电容器C放电,带电荷量q减小,但是其电容不会发生变化,B错误;t=时刻,电容器放电完毕,电容器极板上没有电荷,电场能全部转化为磁场能,所以此时电感线圈L中磁场能最大,C正确;～T过程是电容器充电过程,此时电路中的电流逐渐变小,所以电流计G的示数逐渐变小,故D错误.选C.
(选择题每题9分)
7.(多选)(2025·广东茂名统考)图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图:预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路,当车辆靠近地感线圈时,线圈自感系数变大,使得振荡电流的频率发生变化,检测器将该信号发送至车牌识别器,从而向闸机发送起杆或落杆指令.某段时间振荡电路中的电流如图乙所示,则下列有关说法正确的是(　　)
[A] t1时刻,电容器间的电场强度为最小值
[B] t1～t2时间内,电容器处于充电过程
[C] 汽车靠近线圈时,振荡电流的频率变小
[D] 从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
【答案】 ABC
【解析】 t1时刻电流最大,线圈中磁场能最大,电容器中电场能最小,电容器间的电场强度为最小值,A正确;t1～t2时间内,电流逐渐减小,线圈中的磁场能减小,电容器中的电场能增大,电容器处于充电过程,B正确;当车辆靠近地感线圈时,线圈的自感系数变大,根据T=2π,可知周期变大,频率变小,C正确;从题图乙波形可知周期越来越小,频率越来越大,汽车正远离地感线圈,故D错误.选ABC.
8.在如图甲所示的振荡电路中,电容器极板间的电压随时间变化的规律如图乙所示,规定电路中振荡电流沿逆时针方向为正方向,则电路中振荡电流随时间变化的图像是(　　)
[A] [B] [C] [D]
【答案】 D
【解析】 电容器极板间的电压UAB=,随电容器极板上电荷量的增大而增大,随电荷量的减小而减小.从题图乙可以看出,在0～这段时间内是充电过程,且UAB>0,即φA>φB,A极板应带正电,只有顺时针方向的电流才能使A极板被充电后带正电,同时考虑到t=0时刻电压为0,电容器极板上的电荷量为0,电流最大,即t=0时刻,电流为负向最大,D正确.
9.(16分)如图所示的电路中,电阻不计的线圈自感系数为L,电容器AB的电容为C,定值电阻的阻值为R,开关S先是闭合的,现将开关S断开,并从这一时刻开始计时:
(1)(5分)求开关S断开后电容器第一次充电至达到最大值经过的时间t.
(2)(5分)作出在一个周期时间内电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图像.(设电容器A极板带正电荷时q为正)
(3)(6分)判断在t1=4时线圈中的电流方向,以及电流是正在增大还是在减小.
【答案】 (1)
(2)见解析
(3)逆时针方向,电流正在减小
【解析】 (1)LC振荡电路的周期为T=2π,电容器第一次充电至达到最大值需要四分之一周期,即为t==.
(2)开关S断开时,线圈中的电流减小,即此时电路中的电流最大,电容器电荷量为0,接着电容器充电,由图可知,充电电流方向为顺时针方向,此时A极板带负电荷,则电容器电荷量与时间的关系图像如图所示
(3)由于t1=4=T,则由周期性可知,此时线圈中的电流方向为逆时针方向,此时电容器处于充电阶段,所以电流正在减小.第一节　电磁振荡
课时作业(二十五)　电磁振荡
(分值:70分)
(选择题每题6分)
知识点一　振荡电流的产生　电磁振荡中能量的转化
1.(多选)在LC振荡电路中,若某个时刻电容器极板上的电荷量正在减少,则(　　)
[A] 电路中的电流正在增大
[B] 电路中的电场能正在增加
[C] 电路中的电流正在减小
[D] 电路中的电场能正在向磁场能转化
2.(多选)(2025·广东佛山高二校联考)无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用.在LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,且电容器上极板带正电,下列说法正确的是(　　)
[A] 电容器正在放电
[B] 振荡电流正在减小
[C] 电路中电流沿逆时针方向
[D] 磁场能正在向电场能转化
3.LC振荡电路中电流随时间变化的图像如图所示,规定回路中顺时针电流方向为正方向.在t=T时,对应的电路是下列选项图中的(　　)
　　　
[A] [B] [C] [D]
4.(2025·广东东莞实验中学高二期中)如图a所示,在LC振荡电路中,通过P点的电流i变化规律如图b所示,若把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向,则(　　)
[A] 0.5 s到1 s时间内,电容器在放电
[B] 0.5 s至1 s时间内,电容器的上极板带正电
[C] 1 s至1.5 s时间内,Q点的电势比P点的电势高
[D] t=0.5 s时,电路中电场能最大,磁场能最小
5.(2025·深圳中学高二物理期末)近场通信(NFC)是一种短距高频的无线电技术,其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路,其终端有主动、被动和双向三种模式,最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等.刷卡时,电路发生电谐振,给电容器充电,达到一定电压后,在读卡设备发出的射频场中响应,被读或写入信息.下列说法正确的是(　　)
[A] LC振荡电路的电容器在充电时,电流增大
[B] LC振荡电路中,电容器充电时,线圈中自感电动势减小
[C] 如果增大LC振荡电路中电容器两极板间距离,振荡周期将减小
[D] 如果在线圈中插入铁芯,则振荡周期将减小
6.(2025·广东茂名统考)在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,电流计G可视为理想电表,先将开关S置于a处,待电路稳定后将开关S移至b处同时开始计时,电感线圈L和电容器C组成振荡电路,其振荡周期为T.下列说法正确的是(　　)
[A] 开关S刚移至b处,电流计G中将有从左向右的电流经过
[B] 0～过程中,电容器C放电,电容减小
[C] t=时刻,电感线圈L中磁场能最大
[D] ～T过程中,电流计G的示数逐渐变大
7.(多选)(2025·广东茂名统考)图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图:预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路,当车辆靠近地感线圈时,线圈自感系数变大,使得振荡电流的频率发生变化,检测器将该信号发送至车牌识别器,从而向闸机发送起杆或落杆指令.某段时间振荡电路中的电流如图乙所示,则下列有关说法正确的是(　　)
[A] t1时刻,电容器间的电场强度为最小值
[B] t1～t2时间内,电容器处于充电过程
[C] 汽车靠近线圈时,振荡电流的频率变小
[D] 从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
8.在如图甲所示的振荡电路中,电容器极板间的电压随时间变化的规律如图乙所示,规定电路中振荡电流沿逆时针方向为正方向,则电路中振荡电流随时间变化的图像是(　　)
[A] [B] [C] [D]
9.(16分)如图所示的电路中,电阻不计的线圈自感系数为L,电容器AB的电容为C,定值电阻的阻值为R,开关S先是闭合的,现将开关S断开,并从这一时刻开始计时:
(1)(5分)求开关S断开后电容器第一次充电至达到最大值经过的时间t.
(2)(5分)作出在一个周期时间内电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图像.(设电容器A极板带正电荷时q为正)
(3)(6分)判断在t1=4时线圈中的电流方向,以及电流是正在增大还是在减小.

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