2024-2025學(xué)年高二物理選擇性必修第二冊(cè)（粵教版）第4章 電磁振蕩與電磁波 分層作業(yè)18 電磁振蕩

分層作業(yè)18電磁振蕩A組必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.如圖所示,表示LC振蕩電路某時(shí)刻的情況,以下說(shuō)法正確的是()A.電容器正在充電B.電感線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)能正在減小C.電感線(xiàn)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2.(多選)LC振蕩電路中,某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是()A.若磁場(chǎng)正在減弱,則電容器上極板帶正電B.若電容器正在放電,則電容器上極板帶負(fù)電C.若電容器上極板帶正電,則自感電動(dòng)勢(shì)正在減小D.若電容器正在充電,則自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流減小3.為了增大LC振蕩電路的固有頻率,下列辦法正確的是()A.增大電容器兩極板的正對(duì)面積并在線(xiàn)圈中放入鐵芯B.減小電容器兩極板的距離并增加線(xiàn)圈的匝數(shù)C.減小電容器兩極板的距離并在線(xiàn)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(xiàn)圈的匝數(shù)4.(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5.(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.電荷量最多時(shí),線(xiàn)圈中振蕩電流也最大B.電荷量為零時(shí),線(xiàn)圈中振蕩電流最大C.電荷量增多的過(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6.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,從帶最多的正電荷到這一極板充滿(mǎn)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,回路中的電流為零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7.(2024廣東江門(mén)高二期末)如圖所示的LC振蕩電路中,某時(shí)刻電流i的方向指向A極板,且正在增大,則此時(shí)()A.A極板帶負(fù)電B.電容器C正在充電C.線(xiàn)圈L兩端電壓在增大D.磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能8.實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器,其電容C=1μF.當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,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.實(shí)驗(yàn)室還有一個(gè)自感系數(shù)L=0.1mH的電感器,現(xiàn)連成如圖所示電路,試分析:(1)從S閉合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)π×10-5s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(xiàn)圈中電流最大?B組關(guān)鍵能力提升練9.(多選)在如圖甲所示的LC振蕩電路中,通過(guò)P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,則()A.0.5s至1s內(nèi),電容器在充電B.0.5s至1s內(nèi),電容器的上極板帶正電C.1s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10.如圖所示,某瞬間回路中電流方向如箭頭所示,且此時(shí)電容器的極板A帶正電荷,則該瞬間()A.電流i正在增大,線(xiàn)圈L中的磁場(chǎng)能也正在增大B.電容器兩極板間的電壓正在增大C.電容器帶電荷量正在減小D.線(xiàn)圈中電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在增強(qiáng)11.(多選)LC振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)如圖所示,由圖可知()A.在t1時(shí)刻,電路中的磁場(chǎng)能最小B.從t1到t2時(shí)間,電路中的電流值不斷變小C.從t2到t3時(shí)間,電容器不斷充電D.在t4時(shí)刻,電容器的電場(chǎng)能最小12.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),電容器的電容為C,線(xiàn)圈的電感為L(zhǎng).將開(kāi)關(guān)S從a撥向b,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后電容器放電完畢.求電容器的放電時(shí)間與放電電流的平均值.答案：1.D根據(jù)磁感線(xiàn)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項(xiàng)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項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.2.ABD若磁場(chǎng)正在減弱,由楞次定律可得線(xiàn)圈上端為正極,則電容器上極板帶正電,故A正確;若電容器正在放電,由安培定則可得電容器上極板帶負(fù)電,故B正確;若電容器上極板帶正電,說(shuō)明電容器在充電,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,則線(xiàn)圈中電流應(yīng)該減小,此時(shí)線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)在增大,故C錯(cuò)誤;若電容器正在充電,則線(xiàn)圈的自感作用阻礙電流的減小,故D正確.3.DLC振蕩電路的頻率f=12πLC,由此可知增大固有頻率f的辦法是減小L或減小C或同時(shí)減小L和C.電容器兩極板的正對(duì)面積增大,則C增大,正對(duì)面積減小,則C減小.在線(xiàn)圈中放入鐵芯或增加線(xiàn)圈的匝數(shù),則L增大,減小線(xiàn)圈的匝數(shù),則L減小.綜上可知只有選項(xiàng)4.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,故A、D正確.5.BC電容器電荷量最多時(shí),振蕩電流為零,A錯(cuò)誤;電荷量為零時(shí),放電結(jié)束,振蕩電流最大,B正確;電荷量增多時(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.6.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,與充電電壓等無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;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.7.A電流i的方向指向A極板,且正在增大,說(shuō)明電容器C正在放電,則A、B板間的電壓在減小,則線(xiàn)圈L兩端電壓在減小,電流方向從正極板流向負(fù)極板,因此B極板帶正電,A極板帶負(fù)電,A正確,B、C錯(cuò)誤;電容器正在放電,可知電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,D錯(cuò)誤.8.答案(1)2g(2)g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F電=mg,閉合S后,L、C構(gòu)成LC振蕩電路,T=2πLC=2π×10-5s,經(jīng)T2=π×10-5s時(shí),電容器間的電場(chǎng)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a=F電+mg(2)線(xiàn)圈中電流最大時(shí),電容器兩極間的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,由牛頓第二定律可得a=mgm=g,方向豎直向下9.AC由圖像知0.5s至1s內(nèi),順時(shí)針電流對(duì)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?Q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.10.B根據(jù)電流方向可知電容器正處于充電狀態(tài),電容器充電過(guò)程中,回路中電流減小,磁場(chǎng)能減小,電場(chǎng)能增大,電容器帶電荷量正在增大,電壓正在增大,線(xiàn)圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減弱,故只有B正確.11.ACD在t1時(shí)刻電路中電容器電荷量最大,故兩端的電壓最大,故兩極板之間的電場(chǎng)最強(qiáng),電場(chǎng)能最大,根據(jù)能量守恒可知此時(shí)磁場(chǎng)能量最小,故A正確;從t1時(shí)刻到t2時(shí)刻,電容器的電荷量逐漸減小,電場(chǎng)能逐漸減小,根據(jù)