物理選擇性必修第二冊(cè)(RJ)2第1節(jié) 電磁振蕩

電磁振蕩與電磁波

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第1節(jié)電磁振蕩

學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)形成脈絡(luò)

1.理解振蕩電流、振蕩電路及LC振蕩電路-振蕩電路）

的概念，了解LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過(guò)--（振蕩過(guò)程出藐

甌

程。（難點(diǎn)）

L描述物理量）-T周期：T=2ir女）

2.了解電磁振蕩的周期與頻率，會(huì)求LC

—頻率：/=-

振蕩電路的周期與頻率。版

預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)▼人電的爭(zhēng)梳理知識(shí)?夯實(shí)基礎(chǔ).

基砒橇理,

一、電磁振蕩的產(chǎn)生

1.振蕩電流

大小和方向都做周期性迅速變化的電流,叫作振蕩電流。

2.振蕩電路

產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。

如圖所示，將開(kāi)關(guān)S擲向1,先給電容器充電，再將開(kāi)關(guān)擲向2,從此時(shí)起,

電容器要對(duì)線圈放電：

（1）放電過(guò)程：由于線圈的自感作用,放電電流不能立刻達(dá)到最大值，而是由

0逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸減少。放電完畢時(shí)，極板上的電荷為0,

放電電流達(dá)到最大值。

(2)充電過(guò)程：電容器放電完畢時(shí)，由于線圈的自感作用,電流并不會(huì)立刻消

失，而要保持原來(lái)的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小，電容器開(kāi)始反向充電,極板上

的電荷逐漸增加,當(dāng)電流減小到0時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷量達(dá)到最大。

此后電容器再放電、再充電，周而復(fù)始，于是電路中就有了周期性變化的振

蕩電流。

4.電磁振蕩

在振蕩過(guò)程中，電路中的電流，、電容器極板上的電荷量外電容器里的電場(chǎng)

強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度3,都在周期性地變化的現(xiàn)象。

二、電磁振蕩中的能量變化

1.放電過(guò)程：該過(guò)程電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能。

2.充電過(guò)程：該過(guò)程線圈中的磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能。

3.實(shí)際的LC振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，電路中總有一部分能量會(huì)轉(zhuǎn)

化為內(nèi)能,另外還會(huì)有一部分能量以電磁波的形式輻射出去。如果要實(shí)現(xiàn)等幅振

蕩，必須有能量補(bǔ)充到電路中。

三、電磁振蕩的周期和頻率

1.周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間叫作周期。

2.頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫作頻率。

如果振蕩電路沒(méi)有能量損失，也不受外界影響，這時(shí)的周期和頻率分別叫作

固有周期和固有頻率。

3.周期和頻率公式

T=酎無(wú)產(chǎn)就^。

自投檢測(cè),

H思維辨析

(1)LC振蕩電路是最簡(jiǎn)單的振蕩電路。()

(2)電容器放電完畢時(shí)，電流最大。()

(3)在振蕩電路中，電容器充電完畢的瞬間，磁場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能。()

(4)在LC振蕩電路里，隨著電容器的充放電，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能不斷地轉(zhuǎn)化。

()

(5)改變振蕩電路中電容器的電容或線圈的電感，就可以改變振蕩電路的周

期。()

(6)L和C越大，電磁振蕩的頻率越高。()

提示：(1"(2)V(3)V(4)V(5)V(6)X

窗深度思考

振蕩電流與交變電流有什么不同之處？

提示：振蕩電流是高頻交變電流，它與交變電流的不同之處在于頻率高、功

率小，它無(wú)法通過(guò)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，只能是由振蕩電路產(chǎn)生。

突破疑難-講練提升

探究1電磁振蕩的變化規(guī)律

?問(wèn)題導(dǎo)引

如圖所示，將開(kāi)關(guān)S擲向1,先給電容器充電，再將開(kāi)關(guān)擲向2。

(1)電容器通過(guò)線圈放電過(guò)程中，線圈中的電流怎樣變化?

⑵在電容器反向充電過(guò)程中，線圈中電流如何變化?

⑶線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的作用是什么？

［要點(diǎn)提示］(1)電容器放電過(guò)程中，線圈中的電流逐漸增大。

(2)在電容器反向充電過(guò)程中，線圈中電流逐漸減小。

(3)線圈中電流變化時(shí)，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化。

【核心深化】

1.振蕩電流、極板所帶電荷量變化情況一覽表

時(shí)亥IJ(時(shí)間)工作過(guò)程qi

八T

放電過(guò)程如一0Ofim

TT

——>—充電過(guò)程O(píng)fqmimf0

42

T3T

放電過(guò)程一，

214qm0Ofm

3Te

充電過(guò)程

41Ofqmimf0

2.振蕩電流、極板所帶電荷量隨時(shí)間的變化圖像

電磁振蕩過(guò)程如圖甲所示，振蕩電路電流的周期性變化（以逆時(shí)針?lè)较螂娏鳛?/p>

正）如圖乙所示，電容器極板上電荷量的周期性變化（q為上極板所帶電荷量）如圖

丙所示。

甲

if放電?:A充電-i放電?：?充電T

【典題例析】

例1如圖所示，L是不計(jì)電阻的電感線圈，C是電容器，閉合開(kāi)關(guān)S,待

電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感

線圈L中的電流方向從。到方為正，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的時(shí)刻為/=0,那么下列四個(gè)圖

中能夠正確表示電感中的電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是（）

［思路點(diǎn)撥］在沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流是正還是負(fù)？當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，電流要增

大還是減??？

［解析］在沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流從a流向。，當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，電流栗減小，

而線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，則電流方向不變，電流在慢慢減小，當(dāng)電容

器充電完畢時(shí)，電流為0,接著電容器放電，電流方向與之前相反，電流在不斷

增大，B正確。

［答案］B

【針對(duì)訓(xùn)練】

1.如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開(kāi)關(guān)S

處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開(kāi)S,并開(kāi)始計(jì)時(shí)，能正確反映電容器

a極板上電荷量q隨時(shí)間變化的圖像是（圖中q為正值表示a極板帶正電）（）

解析：選B。確定a極板上電荷量q的起始狀態(tài)，再確定第一個(gè)四分之一周

期內(nèi)的變化情況。S處于接通狀態(tài)時(shí)，電流穩(wěn)定，因忽略L的電阻，電容器兩極

板間的電壓為0,電荷量為0,S斷開(kāi)，D燈熄滅，LC組成的回路將產(chǎn)生電磁振

蕩。由于線圈的自感作用，在0W/W（時(shí)間段內(nèi)，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)給電容

器充電，電流方向與原線圈中的電流方向相同，電流值從最大逐漸減小到0,但

電荷量卻從0逐漸增加到最大，在于時(shí)刻充電完畢，電流值為

0而極板上的電荷量最大，且b板帶正電，a板帶負(fù)電，B正確。

2.

如圖所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為2X10-2s,自振蕩電流沿逆時(shí)

針?lè)较蜻_(dá)最大值開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)/=3.4XIO"s時(shí)，電容器正處于（選填“充

電”“放電”或“充電完畢”）狀態(tài)，這時(shí)電容器的上極板（選填“帶正

電”“帶負(fù)電”或“不帶電”）。

解析：根據(jù)題意可畫(huà)出LC回路振蕩電流的變化圖像如圖，/=3.4X1（F2s時(shí)

刻即為圖像中的P點(diǎn)，正處于順時(shí)針電流減小的過(guò)程中，所以，電容器正處于反

向充電狀態(tài)，上極板帶正電。

答案：充電帶正電

探究2電磁振蕩中的能量變化

?問(wèn)題導(dǎo)引

在電磁振蕩的過(guò)程中，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化，什么時(shí)候磁場(chǎng)能最大？

［要點(diǎn)提示］放電剛結(jié)束時(shí)，電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能。

【核心深化】

1.電場(chǎng)、磁場(chǎng)、能量變化情況一覽表

時(shí)亥1）（時(shí)間）工作過(guò)程EB能量

T

放電過(guò)程Emf0OfBmE電—4E磁

TT

―—?—充電過(guò)程O(píng)fEmBmf0E磁—AE電

42

T3T

——>---放電過(guò)程E電?E磁

24Emf0C)fBm-

3T

充電過(guò)程

41OfEmBmf0E磁—>E電

2.各物理量的變化規(guī)律

LC回路中的電流八線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度3、電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的

變化周期就是LC回路的振蕩周期7=2周1乙在一個(gè)周期內(nèi)上述各量方向改變兩

次；電容器極板上所帶的電荷量，其變化周期也是振蕩周期T=27rVLC,極板上

電荷的電性在一個(gè)周期內(nèi)改變兩次；電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能也在做周期性變化，但是它

們是標(biāo)量沒(méi)有方向，所以變化周期7是振蕩周期T的一半，即7=亨=斗匠。

【典題例析】

例2

（多選）在LC振蕩電路中，某時(shí)刻電路中的電流方向如圖所示，且電流正在減

小，則該時(shí)刻（）

A.電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電

B.電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電

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

［思路點(diǎn)撥］（1）由電流減小可知，電容器正在充電。

（2）電容器充電過(guò)程中，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能。

［解析］電流正在減小，說(shuō)明是充電過(guò)程，是磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化，D正

確，C錯(cuò)誤；充電過(guò)程電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，A錯(cuò)誤，B正確。

［答案］BD

【針對(duì)訓(xùn)練】

3.在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器充電完畢尚未開(kāi)始放電時(shí)，下列說(shuō)法正確的

是（）

A.電容器中的電場(chǎng)最強(qiáng)

B.電路里的磁場(chǎng)最強(qiáng)

C.電場(chǎng)能已有一部分轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能

D.磁場(chǎng)能已有一部分轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能

解析：選A。LC振蕩電路電容器充電完畢，電容器中電場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)最弱，

電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能之間還沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)化，A正確。

探究3電磁振蕩的周期和頻率

?問(wèn)題導(dǎo)引

在如圖所示的電路中:

(1)如果僅更換自感系數(shù)L更大的線圈，將開(kāi)關(guān)S擲向1,先給電容器充電，

再將開(kāi)關(guān)擲向2,電容器通過(guò)線圈放電，線圈因自感現(xiàn)象產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)是否

更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會(huì)怎

樣變化？

(2)如果僅更換電容C更大的電容器，將開(kāi)關(guān)S擲向1,先給電容器充電，

電容器的帶電荷量是否增大？再將開(kāi)關(guān)擲向2,電容器通過(guò)線圈放電，放電時(shí)間

是否相應(yīng)地變長(zhǎng)？振蕩周期T是否變長(zhǎng)？

［要點(diǎn)提示］(1)自感電動(dòng)勢(shì)更大，“阻礙”作用更大，周期變長(zhǎng)。

(2)帶電荷量增大，放電時(shí)間變長(zhǎng)，周期變長(zhǎng)。

【核心深化】

1.固有周期和固有頻率：若振蕩過(guò)程中無(wú)能量損失，也不受外界影響，此時(shí)

的周期和頻率叫作固有周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱(chēng)振蕩電路的周期和頻率。

2.公式：T=2TV4LC,f=2^^。

3.影響電磁振蕩的周期和頻率的因素

由電磁振蕩的周期公式丁=2周五知,要改變電磁振蕩的周期和頻率，必須

改變線圈的自感系數(shù)L或電容器的電容C。

影響線圈自感系數(shù)L的因素有：線圈的匝數(shù)、有無(wú)鐵芯及線圈的橫截面積和

長(zhǎng)度。匝數(shù)越多，自感系數(shù)L越大。有鐵芯的自感系數(shù)比無(wú)鐵芯的大。影響電容

器電容C的因素有：兩極板正對(duì)面積S、兩極板間介電常數(shù)￡以及兩極板間距d,

由C=品平行板電容器電容)，不難判斷￡、S、d變化時(shí)，電容C也變化。

【典題例析】

例勾(多選)要增大LC振蕩電路的頻率，下列方法正確的是()

A.將正對(duì)著的電容器的兩個(gè)極板錯(cuò)開(kāi)些

B.增大電容器的充電電荷量

C.減少自感線圈的匝數(shù)

D.抽出自感線圈中的鐵芯

]

［解析］栗使LC振蕩電路的頻率增大，根據(jù)公式尸可減小線圈的

2TVJLC

自感系數(shù)L或減小電容器的電容C;將正對(duì)著的電容器的兩個(gè)極板錯(cuò)開(kāi)些，正對(duì)

面積減小，電容C減小，故A正確；增大電容器的充電電荷量，電容不變，故B

錯(cuò)誤；減少自感線圈的匝數(shù)，自感系數(shù)L減小，故C正確；抽出自感線圈中的鐵

芯，自感系數(shù)L減小，故D正確。

［答案］ACD

【針對(duì)訓(xùn)練】

4.（多選）某種電子鐘是利用LC振蕩電路來(lái)工作計(jì)時(shí)的，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子鐘每天

要慢30s,造成這一現(xiàn)象的原因可能是（）

A.電池用久了

B.振蕩電路中電容器的電容大了

C.振蕩電路中線圈的電感大了

D.振蕩電路中的電容器的電容小了

解析：選BC。電子鐘變慢的原因是LC振蕩電路的振蕩周期變大了，而影響

周期的因素是振蕩電路中的L和C,這兩個(gè)物理量有一個(gè)或兩個(gè)變大都會(huì)造成振

蕩周期變大，故B、C正確。

5.（多選）為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行

金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中，電容器可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與線圈L或電源相連，

如圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)從。撥到6時(shí)，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期T=2周五的

振蕩電流。當(dāng)罐中的液面上升時(shí)（）

A.電容器的電容減小

B.電容器的電容增大

C.LC回路的振蕩頻率減小

D.LC回路的振蕩頻率增大

解析：選BCo不導(dǎo)電的液體是電介質(zhì)，其介電常數(shù)大于空氣的介電常數(shù)。

當(dāng)液面上升時(shí)，由。=廣學(xué)可知C增大，由T=2JTV互知周期增大，頻率減小，

4兀Sv

B、C正確，A、D錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤！

電3表與電磁板塔

一提到時(shí)鐘，大家一定會(huì)想起振動(dòng)。機(jī)械表利用的是機(jī)械振動(dòng)，電子表當(dāng)然

是利用電磁振蕩。最早的振蕩電路由電感器和電容器構(gòu)成，叫作LC電路，其頻

率穩(wěn)定性不大好。后來(lái)，科學(xué)家們用石英晶體代替LC振蕩器，就大大提高了頻

率穩(wěn)定性。石英為規(guī)則晶體。在石英晶體上按一定方位切割下的薄片叫作石英晶

片。石英晶片有一個(gè)奇妙的特性，若晶片上加以機(jī)械力，則在相應(yīng)的方向上就會(huì)

產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)為“壓電效應(yīng)”。在石英晶片的極板上接上交流電場(chǎng),

當(dāng)外加交變電壓的頻率與石英晶片的固有頻率相等時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振。這種現(xiàn)象

叫作“壓電共振”。利用這種穩(wěn)定的振蕩特性，人們就創(chuàng)造出了精度極高的電子表

和石英鐘。

[■■■隨堂知能演練■■■

1.（電磁振蕩的變化規(guī)律）LC振蕩電路中電容器的極板所帶電荷量隨時(shí)間變

化的曲線如圖所示，下列判斷中正確的是（）

①在6和d時(shí)刻，電路中電流最大

②在。一》時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能

③。和c時(shí)刻，磁場(chǎng)能為0

④在。一a和c—d時(shí)間內(nèi)，電容器被充電

A.只有①和③B.只有②和④

C.只有④D.只有①②和③

解析：選D。在6、d兩時(shí)刻，電荷量為0,故電場(chǎng)能為0,電流最大，磁場(chǎng)

能最大，①正確；在。一人時(shí)間內(nèi)，電荷量減小，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能，②正確；

a、c時(shí)刻，電荷量最大，此時(shí)電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能為0,③正確；在。一a時(shí)間

內(nèi)，電荷量在增加，故電容器被充電，而c-d時(shí)刻，電荷量在減小，電容器在放

電，④錯(cuò)誤；綜上分析，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。

2.

（電磁振蕩中的能量變化）（多選）如圖所示的振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方

向向上，且電路的電流正在增強(qiáng)，則此時(shí)（）

A.。點(diǎn)電勢(shì)比6點(diǎn)低

B.電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小

C.電路中電場(chǎng)能正在增大

D.線圈中自感電動(dòng)勢(shì)正在增大

解析：選AB。結(jié)合圖中的磁場(chǎng)的方向，根據(jù)安培定則，線圈中的電流從少

到a,此時(shí)電流正在增強(qiáng)，表明電容器正在放電，所以下板帶正電，上板帶負(fù)電。

。點(diǎn)電勢(shì)比6點(diǎn)低，電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小，電場(chǎng)能在減小，電流放

電變慢，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)變小，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤。

3.

（電磁振蕩的周期和頻率）（多選）要增大如圖所示的振蕩電路的頻率，下列說(shuō)法

中正確的是（）

A.減少電容器的電荷量

B.將開(kāi)關(guān)S從“1”位置撥到“2”位置

C.在線圈中插入磁鐵棒芯

D.將電容器的動(dòng)片旋出些

解析：選BDo根據(jù)公式尸赤方^可知要增大f,必須減小L和C二者之積。

C跟電容器的電荷量無(wú)關(guān)，減小兩極板的正對(duì)面積、增大兩極板間的距離，從兩

極板間抽出電介質(zhì)都可減小電容C,因此，A錯(cuò)誤，D正確；線圈匝數(shù)減少、抽

出鐵芯，L減小,B正確，C錯(cuò)誤。

4.（電磁振蕩的周期和頻率、電磁振蕩的變化規(guī)律）如圖所示，電容器的電容

都是C=4X1（F6F,線圈的電感都是L=9X1（T4H,圖甲中開(kāi)關(guān)S先接a,充電

結(jié)束后將S扳到。；圖乙中開(kāi)關(guān)S先閉合，穩(wěn)定后斷開(kāi)。兩圖中LC回路在電磁

振蕩f=314Xl（T4s時(shí)刻，G的上極板正在______（選填“充”或“放”）電，帶

（選填“正”或“負(fù)”）電；L2中的電流方向向（選填“左”或

“右”）o

甲乙

解析：先由周期公式求出T=2局五=1.2兀XKT,s,1=3.14X10-4s時(shí)刻是

開(kāi)始振蕩后的|丁，再看題圖甲電路對(duì)應(yīng)的q-t圖像（以上極板帶正電為正）和圖乙

電路對(duì)應(yīng)的，一/圖像（以LC電路中電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，圖像都為余弦函數(shù)圖像,

如圖所示。在/時(shí)刻，從題圖甲電路對(duì)應(yīng)的q-圖像看出，上極板正在充電，

從題圖乙電路對(duì)應(yīng)的，一/圖像看去，乙2中的電流方向向左。

（建議用時(shí)：45分鐘）

【基礎(chǔ)鞏固】

1.

LC振蕩電路某時(shí)刻的情況如圖所示，以下說(shuō)法正確的是（）

A.電容器正在充電

B.電感線圈中的磁場(chǎng)能正在減小

C.電感線圈中的電流正在減小

D.此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流的增加

解析：選D。根據(jù)磁感線的方向可以判斷電流方向是逆時(shí)針，再根據(jù)電容器

極板上帶電的性質(zhì)可以判斷電容器在放電，A錯(cuò)誤；電容器在放電，所以電流在

增加，磁場(chǎng)能在增加，自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流的增加，B、C錯(cuò)誤，D正確。

2.為了增大LC振蕩電路的固有頻率，下列辦法中可采取的是（）

A.增大電容器兩極板的正對(duì)面積并在線圈中放入鐵芯

B.減小電容器兩極板的距離并增加線圈的匝數(shù)

C.減小電容器兩極板的距離并在線圈中放入鐵芯

D.減小電容器兩極板的正對(duì)面積并減小線圈的匝數(shù)

解析：選D。LC振蕩電路的頻率公式/=由此式可知增大固有頻率

2TU\[LC°

f的辦法是減小L或減小C或同時(shí)減小L和C。增大電容器兩極板的正對(duì)面積或

減小電容器兩極板的距離，則C增大；減小電容器兩極板的正對(duì)面積，或增大電

容器兩極板的距離，則C減小。在線圈中放入鐵芯或增加線圈的匝數(shù)，則L增大,

減小線圈的匝數(shù)，則L減小。綜上可知D正確。

3.

（多選）某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖所示，則此時(shí)刻（）

A.振蕩電流，在減小

B.振蕩電流，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

解析：選AD。由電磁振蕩的規(guī)律可知，電容器充電過(guò)程中，電流逐漸減小，

電場(chǎng)能逐漸增大，磁場(chǎng)能逐漸減小，即磁場(chǎng)能正向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，A、D正確。

4.（多選）關(guān)于LC振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量，下列說(shuō)法正確的是

（）

A.電荷量最大時(shí)，線圈中振蕩電流也最大

B.電荷量為0時(shí)，線圈中振蕩電流最大

C.電荷量增大的過(guò)程中，電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能

D.電荷量減少的過(guò)程中，電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能

解析：選BC。電容器電荷量最大時(shí)，振蕩電流為0,A錯(cuò)誤；電荷量為0時(shí),

放電結(jié)束，振蕩電流最大，B正確；電荷量增大時(shí)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，C正

確；同理可判斷D錯(cuò)誤。

5.在LC回路中發(fā)生電磁振蕩時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（）

A.電容器的某一極板，從帶最多的正電荷放電到這一極板充滿負(fù)電荷為止,

這一段時(shí)間為一個(gè)周期

B.當(dāng)電容器放電完畢瞬間，回路中的電流為0

C.提高充電電壓，極板上帶更多的電荷時(shí)，能使振蕩周期變大

D.要提高振蕩頻率，可減小電容器極板間的正對(duì)面積

解析：選D。電容器某一極板從帶最多的正電荷到帶最多的負(fù)電荷這段時(shí)間，

電容器完成了放電和反向充電過(guò)程，時(shí)間為半個(gè)周期，A錯(cuò)誤；電容器放電完畢

瞬間，電路中電場(chǎng)能最小，磁場(chǎng)能最大，故電路中的電流最大，B錯(cuò)誤；振蕩周

期僅由電路本身決定，與充電電壓無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；提高振蕩頻率，就是減小振蕩

周期，可通過(guò)減小電容器極板正對(duì)面積來(lái)減小電容C,達(dá)到增大振蕩頻率的目的，

D正確。

6.

如圖所示的LC振蕩電路中，已知某時(shí)刻電流，的方向指向A板，且正在增

大，則此時(shí)（）

A.A板帶正電

B.線圈L兩端電壓在增大

C.電容器C正在充電

D.電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能

解析：選D。電路中的電流正在增大，說(shuō)明電容器正在放電，C錯(cuò)誤；電容

器放電時(shí)，電流從帶正電的極板流向帶負(fù)電的極板，則A板帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；電

容器放電，電容器兩板間的電壓減小，線圈兩端的電壓減小，B錯(cuò)誤；電容器放

電，電場(chǎng)能減少，電流增大，磁場(chǎng)能增大，電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，D正確。

7.

實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器，知道其電容C=1四。在兩板帶有

一定電荷時(shí)，發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩板間。手頭上還有一個(gè)自感系數(shù)L=01mH

的電感器，現(xiàn)連成如圖所示的電路，試分析以下兩個(gè)問(wèn)題：

(1)從S閉合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)71X10=s時(shí)，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是

多少？

(2)當(dāng)粉塵的加速度為多大時(shí)，線圈中電流最大？

解析：(1)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電容器內(nèi)帶電粉塵恰好靜止，說(shuō)明電場(chǎng)力方向向上，

且R電=岫閉合S后，L、C構(gòu)成LC振蕩電路，T=24匠=2兀乂10%,嗎=

兀XI。-5s時(shí)，電容器間的電場(chǎng)強(qiáng)度反向，電場(chǎng)力的大小不變，方向豎直向下，由

牛頓第二定律得：4電+-g=2g。

(2)線圈中電流最大時(shí)，電容器兩極間的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,由牛頓第二定律可得

方向豎直向下。

m°

答案：⑴2g(2)g

【能力提升】

8.(多選)在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過(guò)尸點(diǎn)的電流變化規(guī)律如圖乙

所示，設(shè)通過(guò)P點(diǎn)的電流向右時(shí)為正，貝女)

pi

B.0.5s至Is內(nèi)，電容器的上極板帶正電

C.Is至1.5s內(nèi)，Q點(diǎn)比P點(diǎn)電勢(shì)高

D.1s至1.5s內(nèi)，磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能

解析：選AC。由圖像知0.5s至1s內(nèi)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，電容器充電，

下極板帶正電，A正確，B錯(cuò)誤；1s至1.5s內(nèi)，電容器逆時(shí)針?lè)较蚍烹?，。點(diǎn)

比P點(diǎn)電勢(shì)高，電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，C正確，D錯(cuò)誤。

9.

如圖所示，某瞬間回路中