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第四章　电磁振荡与电磁波
1　电磁振荡
基础过关练
题组一　电磁振荡的产生
1.[2025吉林长春期末]在理想LC振荡电路中,某时刻电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示,灵敏电流计电阻不计。下列说法正确的是(　　)
A.流过电流计的电流方向向右
B.电容器的电荷量正在减小
C.线圈中的磁感应强度正在减小
D.电容器两板间的电场强度正在减小
2.[多选题][2026湖南岳阳期中]如图是一个理想的LC振荡电路,某时刻电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示,灵敏电流计电阻不计,b、c两点的电势分别为φb、φc。关于该时刻,下列说法正确的是(　　)
A.电流方向为a→b　　　　　　　B.电流在增大
C.电容器在充电　　　　　　　D.φb<φc
题组二　电磁振荡的能量变化
3.[2026河南林州一中]如图甲所示为LC振荡电路,闭合开关,t=0时电容器上极板带正电,图乙为线圈磁场能随时间变化的图像,则下列说法正确的是(　　)
　
A.时刻,电路中电流为零
B.时刻电流沿逆时针方向达到最大
C.电流变化的周期为2t0
D.电容器极板间电场能变化的周期为2t0
4.[2026安徽芜湖第一中学期中]截至2025年底,我国已完成超过300项6G关键技术储备。图为某6G信号发射装置的原理简化图,某时刻电容器的电荷量在减少,则该时刻(　　)
A.流过线圈的电流方向为从a到b
B.流过线圈的电流正在增大
C.电路中的电场能在增大
D.电路中的磁场能在减小
题组三　电磁振荡的周期与频率
5.[2026河北承德期末]利用振荡电路可以测量储罐中不导电液体的高度,将由两块平行金属板(与储罐外壳绝缘)构成的电容器置于储罐中,电容器与线圈相连,如图所示。电容器充电完成后,电容器与线圈构成LC振荡电路,已知LC振荡电路的周期T与线圈的电感L、电容器的电容C的关系式为T=2π。下列说法正确的是(　　)
A.仅减少储罐中的液体,电路的周期增大
B.仅增大电容器两板间的距离,电路的频率增大
C.电容器的电荷量增大时,线圈中的电流也在增大
D.抽走线圈中的铁芯,电路的周期增大
能力提升练
题组一　电磁振荡的i-t图像
1.[创新题·新情境][2026山东淄博三模]为实现车位空余信息的提示和统计功能,某智能停车位通过预埋在车场地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。当车辆驶入车位时,相当于在线圈中插入铁芯,使其自感系数变大,引起LC电路中的振荡电流频率发生变化。某次振荡电路中的电流随时间变化如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.t1时刻,电容器的电场能最大
B.t2时刻,线圈的磁场能最大
C.t2~t3过程,电容器处于充电过程
D.由图可判断汽车正驶出停车位
2.[2026山东青岛三模]把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成如图甲所示电路,先把开关S掷向1,给电容器充电,稳定后再把开关掷向2,LC电路中电流随时间变化图像如图乙所示,下列说法正确的是(　　)
　
A.t1时刻电容器放电完毕,电路的磁场能最大
B.t2时刻电容器放电完毕,电路的磁场能最大
C.t1~t2时间内,电容器处于放电过程,线圈中的自感电动势逐渐增大
D.t1~t2时间内,电容器处于充电过程,线圈中的自感电动势逐渐减小
题组二　电磁振荡的q-t图像
3.[2026山东德州期末]控制无人机的无线电信号来自LC振荡电路。图甲所示为LC振荡电路,图乙为电容器的电荷量q随时间t变化的图像,t=0时刻电容器的M板带正电。下列关于LC振荡电路的说法中正确的是(　　)
　
A.0~t1时间内,线圈中的磁场方向向下
B.0~t1时间内,线圈的磁场能不断减小
C.t1~t2时间内,线圈的自感电动势在变大
D.t1~t2时间内,电容器M板带正电,电容器正在充电
题组三　电磁振荡的u-t图像
4.[2026山东潍坊国开中学月考]如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u-t图像,则(　　)
A.t1~t2时间内,电路中电流不断增大
B.t2~t3时间内,电场能越来越小
C.t3时刻磁场能为零
D.t3时刻电流方向要改变
5.[2026辽宁协作体联考]如图,u-t图像是表示LC振荡电路中电容器两极板间电压随时间变化的图像。当u>0时,M板带正电,则以下说法正确的是(　　)
A.a时刻电路中的电流最大
B.b时刻线圈中的磁场能最大
C.从b时刻到c时刻这段时间内,电容器正在放电
D.从c时刻到d时刻这段时间内,电路中的电流方向为逆时针
答案与分层梯度式解析
第四章　电磁振荡与电磁波
1　电磁振荡
基础过关练
1.C 2.BD 3.C 4.B 5.B
1.C　由线圈电流产生的磁场方向,结合右手螺旋定则可知,流过电流计的电流方向向左,A错误;电容器极板间的电场强度E的方向向下,说明上极板带正电,流过电流计的电流流向上极板,说明电容器正在充电,电容器的电荷量正在增大,电容器两板间的电场强度正在增大,电场能正在增大,则磁场能正在减小,电流正在减小,线圈中的磁感应强度正在减小,B、D错误,C正确。
易错警示
注意区分充电、放电
　　电流流进正极板是充电过程核心标志,此过程电荷量、场强变大,回路电流、磁感应强度变小。
2.BD　电容器极板间电场强度E向上,说明电容器下极板带正电,上极板带负电;已知线圈内部磁场向上,根据右手螺旋定则,可得线圈中电流方向为c→b,则灵敏电流计中电流方向为b→a,A错误。电路中的电流由电容器正极板(下极板)流向电容器负极板(上极板),极板电荷量减少,说明电容器正在放电;LC振荡电路放电过程中,电场能转化为磁场能,电流逐渐增大,B正确,C错误。放电过程中,电容器相当于电源,电源外部电流方向为c→b,可得φb<φc,D正确。
3.C　时刻磁场能最大,电流沿逆时针方向达到最大,A错误;时刻电流沿顺时针方向达到最大,B错误;电流的周期为2t0,C正确;极板间电场能变化的周期为t0,D错误。
4.B　电容器的电荷量在减少,说明电容器在放电,流过线圈的电流正在增大,流过线圈的电流方向为从b到a,此时电场能转化为磁场能,电场能在减小,磁场能在增大,B正确。
名师点津
在电磁振荡中,电路中电流对应磁场能,电流最大时磁场能最大;电容器所带电荷量对应电场能,电容器所带电荷量最大时电场能最大。电流为零时,磁场能最小;电流从零逐渐增大到最大的过程中,磁场能增大,电场能减小;电流从最大逐渐减小到零的过程中,磁场能减小,电场能增大。
5.B　当减少储罐中的液体,电容器两极板间的电介质减少,相当于减小了εr(破题关键),根据C=可知,电容器的电容减小,根据T=2π可知,电路的周期减小,A错误;仅增大电容器两板间的距离时,根据C=可知,电容器的电容减小,根据T=2π可知,电路的周期减小,由于f=,因此电路的频率增大,B正确;LC振荡电路中,电容器的电荷量增大时,线圈中的电流减小,电容器的电荷量减小时,线圈中的电流增大,C错误;抽走线圈中的铁芯,线圈的电感L减小,根据T=2π可知,电路的周期减小,D错误。
能力提升练
1.D 2.A 3.C 4.B 5.B
1.D　t1时刻振荡电流最大,线圈磁场能最大,电容器放电完毕,电场能最小,A错误;t2时刻振荡电流为0,线圈磁场能最小,电容器充电完毕,电场能最大,B错误;t2~t3过程,振荡电流的大小从0增大到峰值,电流增大,属于电容器的放电过程,C错误;LC振荡电路周期公式为T=2π,由题图可知,振荡周期越来越小,说明线圈的自感系数越来越小,则汽车正在驶出停车位(点拨:车驶出→铁芯移出→自感系数减小),D正确。
2.A　LC振荡电路的规律:电路中的电流最大时,电容器放电完毕,磁场能最大;电流为0时,电容器充电完毕,电场能最大,磁场能最小。t1时刻电流的大小达到峰值,说明电容器放电完毕,电路的磁场能最大,A正确;t2时刻电流为0,说明电容器充电完毕,电路的磁场能最小,B错误;t1~t2时间内,电流从最大减小到0,该过程是电容器的充电过程,自感电动势E=L,由i-t图像可知t1时刻电流变化率,为0,t2时刻电流变化率最大,因此t1~t2时间内自感电动势逐渐增大,C、D错误。
3.C　
4.B　在t1~t2时间内,极板间的电压增大,极板电荷量增大,所以为充电过程,电流减小,A错误;在t2~t3时间内,极板间的电压减小,极板电荷量减小,所以电容器放电,放电过程中电流逐渐增大,磁场能增大,电场能减小,B正确;t3时刻极板间的电压为零,说明放电完毕,电场能为零,磁场能最大,之后将对电容器充电,且电流方向不变,C、D错误。
5.B　a时刻电容器极板间的电压最大,电容器所带电荷量最大,电场能最大,线圈中的磁场能最小,电路中电流最小,A错误;b时刻电容器极板间的电压最小,电容器所带电荷量最小,电场能最小,线圈中的磁场能最大,B正确;从b时刻到c时刻这段时间内,电容器极板间的电压变大,电容器正在充电,C错误;从c时刻到d时刻这段时间内,电容器极板间的电压变小,电容器正在放电,且下极板带正电,可得电流方向为顺时针,D错误。

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