【名師一號】2021年新課標(biāo)版物理選修3-4雙基限時(shí)練21-電磁振蕩-電磁波的發(fā)射和接收

雙基限時(shí)練(二十一)電磁振蕩電磁波的放射和接收1．(多選題)在LC振蕩電路中，電容器充電完畢的瞬間，下列推斷中正確的是()A．電場能向磁場能的轉(zhuǎn)化剛好完畢B．磁場能向電場能的轉(zhuǎn)化剛好完畢C．電路中的電流達(dá)到最大值D．電路中電流為零解析在LC振蕩電路中，電容器充電完畢的瞬間，電路中振蕩電流為零，電容器兩板電勢差最大，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化剛好完畢，磁場能為零，電場能最大．答案BD2．關(guān)于LC回路，下列說法正確的是()A．一個(gè)周期內(nèi)，電容器充、放電各一次B．電容器極板上電壓最大時(shí)，線圈中的電流最強(qiáng)C．電容器開頭充電時(shí)，線圈中的磁場能最強(qiáng)D．電容器開頭充電時(shí)，電場能最大解析電容器從開頭充電到放電完畢才經(jīng)受半個(gè)周期，一個(gè)周期內(nèi)，電容器應(yīng)充、放電各兩次，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器上的電壓最大時(shí)，電場能最大，此時(shí)磁場能為零，線圈中電流為零，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器開頭充電時(shí)，電場能為零，線圈中磁場能最大，所以C選項(xiàng)正確，D錯(cuò)誤．答案C3.(多選題)LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是()A．若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電B．若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電C．若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D．若電容器正在放電，則自感電動(dòng)勢正在阻礙電流增大解析題中圖示只告知了電流的磁場方向，由安培定則可推斷電流方向，但未標(biāo)明電容器極板帶電狀況，只能假設(shè)出電容器帶電如下：若該時(shí)刻電容器上極板帶正電，則可知電容器正處于放電階段，電流正在增大，可知C選項(xiàng)正確，而A錯(cuò)誤．若此時(shí)刻電容器上極板帶負(fù)電，則可知電容器正在充電，電流正在減小，可知B選項(xiàng)正確，由楞次定律知，D選項(xiàng)正確．答案BCD4．為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖像等)載在電磁波上放射到遠(yuǎn)方，就必需對振蕩電流進(jìn)行()A．調(diào)諧 B．放大C．調(diào)制 D．檢波解析把需要傳遞的信息加在電磁波上的過程叫做調(diào)制，故C選項(xiàng)正確．答案C5．使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫()A．調(diào)幅B．調(diào)頻C．調(diào)諧D．檢波答案C6．(多選題)要接收到載有音頻信號的電磁波，并通過耳機(jī)發(fā)出聲音，在接收電路中必需經(jīng)過下列過程中的()A．調(diào)幅B．調(diào)頻C．調(diào)諧D．解調(diào)解析要接收電磁波，收聽節(jié)目就必需先把電磁波有選擇性的接收下來，這一過程叫做調(diào)諧，然后把音頻信號從電磁波中“卸載”下來，這一過程叫做解調(diào)．答案CD7．用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成LC振蕩電路，要增大放射電磁波的波長，可接受的做法是()A．增大電容器兩極板的距離B．減小電容器兩極板間的距離C．減小電容器兩極板的正對面積D．增大電容器兩極板的電壓解析依據(jù)f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))及v＝λf可知，λ＝v·πeq\r(LC)，增大電容器電容，可以增大放射電磁波的波長，由C＝eq\f(εrs,4πkd)可知，減小電容器兩極板的距離、增大正對面積都可以增大電容器電容．答案B8．假如收音機(jī)調(diào)諧電路中是接受轉(zhuǎn)變電容的方式來轉(zhuǎn)變回路固有頻率的，那么當(dāng)接收的電磁波的最長波長是最短波長的3倍時(shí)，則電容器的最大電容量與最小電容量之比為()A．3:1 B．9:1C．1:3 D．1:9解析依據(jù)v＝λf及f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))得eq\f(λ1,λ2)＝eq\f(3,1)＝eq\f(v·2π\(zhòng)r(LC1),v·2π\(zhòng)r(LC2))，則eq\f(C1,C2)＝eq\f(9,1).答案B9．一個(gè)電容為C的電容器，充電至電壓等于U以后，與電源斷開并通過一個(gè)自感系數(shù)為L的線圈放電．從開頭放電到第一次放電完畢的過程中，下列推斷錯(cuò)誤的是()A．振蕩電流始終在不斷增大B．振蕩電流先增大、后減小C．通過電路的平均電流等于eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))D．磁場能始終在不斷增大解析由電磁振蕩的學(xué)問可知，在放電過程中電流強(qiáng)度漸漸增大，放電完畢時(shí)電流最大，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤．電容器儲(chǔ)存電量q＝CU，第一次放電完畢的時(shí)間為eq\f(T,4)，T＝2πeq\r(LC)，所以平均電流I＝eq\f(q,Δt)＝eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))，故C選項(xiàng)正確，A、D選項(xiàng)正確．答案B10．已知LC振蕩電路中電容器極板1上的電荷量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，則()A．a(chǎn)、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同B．a(chǎn)、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反C．b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同D．b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反解析a、c兩時(shí)刻電路中電容器帶電量最多，電場能最多，電流為零，所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；b時(shí)刻電容器為上極板帶正電，順時(shí)針放電完畢瞬間，電流為順時(shí)針最大；而d時(shí)刻為電容器下極板帶正電，逆時(shí)針放電完畢瞬間，電流為逆時(shí)針最大，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．答案D11．如圖所示，L為一電阻可忽視的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開S，并開頭計(jì)時(shí)，能正確反映電容器a極板上電量q隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(圖中q為正值表示a極板帶正電)()解析當(dāng)S處于閉合狀態(tài)，燈泡正常發(fā)光，線圈L中有電流．當(dāng)S斷開瞬間，LC回路中電流最大，磁場能最大，電場能為零，電容器極板上所帶電量為零．然后給電容器充電，b極板開頭帶正電，故B選項(xiàng)正確．答案B12．如圖所示，LC振蕩電路中，電容器的電容為C，線圈的自感系數(shù)為L，電容器在圖示時(shí)刻的電荷量為q，若圖示時(shí)刻電容器正在放電，至放電完畢所需時(shí)間為eq\f(1,3)πeq\r(LC)；若圖示時(shí)刻電容器正在充電，則充電至最大電量時(shí)間為()A.eq\f(1,2)πeq\r(LC) B.eq\f(1,3)πeq\r(LC)C.eq\f(1,6)πeq\r(LC) D.eq\f(2,3)πeq\r(LC)解析電容器每個(gè)周期會(huì)有兩次充電、兩次放電．每次充電或放電時(shí)間均為eq\f(1,4)T＝eq\f(π,2)eq\r(LC).依據(jù)題意，電容器由q減小到零，需要eq\f(1,3)πeq\r(LC)＝eq\f(1,6)T，說明電容器由最大電量放到q所用時(shí)間為eq\f(T,4)－eq\f(T,6)＝eq\f(1,12)T＝eq\f(1,6)πeq\r(LC).則由q充電至最大的電荷量所用時(shí)間同樣為eq\f(1,6)πeq\r(LC)，故C選項(xiàng)正確．答案C13．如圖所示，是通過電容器電容的變化來檢測容器內(nèi)液面凹凸的儀器原理圖，容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個(gè)電極，中間的導(dǎo)電芯柱是電容器的另一個(gè)電極，芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì)，電容器的這兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線與一個(gè)線圈的兩端相連，組成LC振蕩電路，依據(jù)其振蕩頻率的凹凸(用與該電路相連的頻率計(jì)顯示)就可知道容器內(nèi)液面位置的凹凸，假如頻率計(jì)顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了，則液面________(填“上升”或“降低”)了；容器內(nèi)的導(dǎo)電液體與大地相連，若某一時(shí)刻線圈內(nèi)磁場方向向右，且正在增加，則此時(shí)導(dǎo)電芯柱的電勢正在________(填“上升”或“降低”)．解析依據(jù)頻率公式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知，若使振蕩頻率變大，則電容C減??；由C＝eq\f(εS,4πkd)可知，若使電容減小，則正對面積S減小，即液面降低．線圈內(nèi)磁場方向向右且增加，則電流沿順時(shí)針方向增大，是放電過程．導(dǎo)電芯帶負(fù)電正漸漸削減．導(dǎo)電芯的電勢是負(fù)值，兩極板的電勢差漸漸減小，所以導(dǎo)電芯的電勢正在上升．答案降低上升14．某收音機(jī)接收電磁波的波長范圍在577m和182m之間，該收音機(jī)LC回路的可變電容的動(dòng)片全部旋出時(shí)，回路總電容為39pF，試分析：(1)動(dòng)片全部旋出時(shí)，對應(yīng)收音機(jī)接收電磁波的波長為多大？此LC回路的線圈的自感系數(shù)為多少？(2)該收音機(jī)LC回路的可變電容器的動(dòng)片完全旋入時(shí)，電容器的電容為多大？解析(1)由λ＝c·T，T＝2πeq\r(LC)可得λ＝2πceq\r(LC)，動(dòng)片完全旋出時(shí)，電容器正對面積最小，對應(yīng)電容器的電容最?。虼?，對應(yīng)接收電磁波的波長最小為182m．此時(shí)電容器的電容為C＝39pF由上面關(guān)系式可導(dǎo)出L＝eq\f(λ2,4π2c2C)，代入數(shù)據(jù)可求出：L＝0.2