高中物理选修3-4课时作业1:14.2 电磁振荡
- 格式:docx
- 大小:103.66 KB
- 文档页数:7
课后集训基础过关1.在LC 回路产生电磁振荡的过程中,下列说法正确的是( ) A.电容器放电完毕时刻,回路中磁场能最小 B.回路中电流值最大时刻,回路中磁场能最大 C.电容器极板上电荷最多时,电场能最大 D.回路中电流值最小时刻,电场能量小 答案:BC2.电磁振荡与机械振动相比( )A.变化规律不同,本质不同节B.变化规律相同,本质相同C.变化规律不同,本质相同D.变化规律相同,本质不同 答案:D3.在LC 振荡电路中,当振荡电流为零时,下列说法正确的是( )A.充电完毕B.电场能开始向磁场能转化C.穿过线圈的磁通量变化率最小D.线圈中产生的自感电动势最小 答案:AB4.把一根软铁棒插入LC 振荡电路的空心线圈中,其他条件保持不变,则回路的( ) A.固有频率变高 B.固有周期变大 C.磁场能增加 D.振荡电压增加 答案:B 综合应用5.在LC 振荡电路中,若某个时刻电容器的极板上的电荷量正在增加,则( ) A.电路中的电流正在增加 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 解析:电荷量增加,电容器充电,电场能增加,磁场能减小,电流减小。
答案:BC6.使一LC 振荡回路中电容器的带电荷量最大值增大一倍,其他条件保持不变,则回路的( ) A.固有振荡周期增大一倍 B.振荡电压最大值提高一倍 C.固有振荡周期不变 D.固有频率减小为一半 解析:由T=2πLC 和LCf π21=可判定,Q 增加时,T 、f 均不变;由CQU =,电容C 不变,Q 增加一倍,则电势差U 增加一倍。
答案:BC7.LC 振荡电路中,某时刻磁场方向如图14-2-3所示,则下列说法正确的是( )图14-2-3A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电,则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正大增大D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大解析:由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向,由于题目中未标明电容器两极板带电情况,可分两种情况讨论。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十四章电磁波》《第二节电磁振荡》精选专题试卷【10】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.两列简谐波沿x轴传播,传播速度的大小相等,其中一列沿x轴正方向传播,图中实线所示。
一列波沿x负方向传播,图中虚线所示。
这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴,振幅为5cm,则()A.图中 x=2m处的质点,振动加强B.x轴上两波叠加的区域内,相邻的振动最强的点相距4mC.图中x=4m处的质点在一个周期内走过的路程为20cmD.图示时刻,x=0.5m处的质点处于平衡位置向y轴正方向振动【答案】 B【解析】试题分析: 图中 x=2m处的质点,是波峰和波谷的相遇点,振动最弱的点,故A错;图中x=6m处的质点,是波峰和波谷的相遇点,也是振动最弱的点,两个相邻最弱的点相距4m,所以相邻的振动最强的点相距也是4m,故B正确;两列波图中x=4m处的质点振动方向都向上,所以是振动最强的点,其振幅是10cm,在一个周期内走过的路程为40cm,故C错;图示时刻,两列波在x=0.5m处的质点振动方面都向y轴负方向振动,所以其振动方向也是向y轴负方向振动,故D错。
考点:波的干涉现象;波的叠加2.如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷.设两列波的振幅均为5cm,且在图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1m/s和0.5m.C点是BE连线的中点,下列说法不正确的是A.从图示的时刻起经0.25s后,B处质点通过的路程为20cmB.从图示的时刻起经0.25s后,A处质点的位移为0C.图示时刻C处质点正处在平衡位置且向波峰运动D.图示时刻A、B两处质点的竖直高度差为20cm【答案】B【解析】试题分析:两列频率相同的相干波,当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波峰与波谷相遇时振动减弱,则振动情况相同时振动加强;振动情况相反时振动减弱.当两列波出现干涉现象时,要产生干涉图样,形成一条加强线,一条减弱线…即加强线、减弱线彼此相间的稳定的干涉图样,在图中设定点中,AE点波峰与波峰相遇,是振动加强点.B点是波谷与波谷相遇点,是振动加强点;而DFPQ两点是波峰与波谷相遇点,则它们是振动减弱点.波速和波长分别为1m/s和0.5m周期是0.5s。
t 1 t 2 t 3t 4tu第十四章 第二节:电磁振荡【本章课标转述】初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。
了解电磁波的产生,通过电磁波体会电磁场的物质性。
了解电磁波的发射、传播与接收。
通过实例认识电磁波谱,知道光是电磁波。
了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
【学习目标】1、通过对电磁振荡的实验观察,说出LC 电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及电磁波的产生过程。
2、说出固有周期和固有频率的公式,写出实际生产过程中调节振荡电路的频率的基本方法。
【学习过程】探究点一:电磁振荡是怎样形成的?1、振荡电流的产生: 振荡电流: 振荡电路:LC 电路的基本组成: 2、电磁振荡的过程 (1)振荡起始 (2)放电过程 (3)反向充电过程 (4)反复放电、充电过程(5)根据电磁振荡的过程,画出线圈中的电流i ,电容器上的带电量q 随时间t 变化的相应图像,并填写下表。
0 T/4 T/2 3T/4 T 电量q 电压U 电场能E 电流i 磁场能E B探究点二:电磁振荡有哪些规律?1、同步同变关系:电荷量q 、电场强度E 、电场能E E 是同时同向变化的, 振荡电流i 、磁感应强度B 、磁场能E B 也是同向同步变化的2、同步异变关系:电容器上的三个物理量q 、E 、E E 与线圈中的三个物理量i 、B 、E B 是同步异向变化的3、阻尼震荡:说一说:振荡电路的能量损失由哪些原因造成的?探究点三、电磁振荡的周期和频率理论分析表明,LC 电路的周期T 与自感系数L 、电容C 的关系是____________________LC 电路的频率f 与自感系数L 、电容C 的关系是____________________。
说一说:结合课本P82页思考与讨论,定性的讲LC 电路的周期T 、频率f 与自感系数L 、电容C 的有什么关系? 反馈练习1.和都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流,能够产生这种电流的电路叫__________。
第2节电磁振荡A组:合格性水平训练1.(电磁振荡的周期)(多选)电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天要慢30 s,造成这一现象的原因可能是( )A.电池用久了B.振荡电路中电容器的电容大了C.振荡电路中线圈的电感大了D.振荡电路中电容器的电容小了答案BC解析电子钟变慢,说明LC回路的振荡周期变大,根据公式T=2πLC可知,振荡电路的电容变大或线圈中的电感变大都会导致振荡电路的周期变大,故选B、C。
2.(电磁振荡分析)(多选)实际的LC电磁振荡电路中,如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅总是要逐渐减小,下述各种情况中,哪些是造成振幅减小的原因( ) A.线圈的自感电动势对电流的阻碍作用B.电路中的电阻对电流的阻碍作用C.线圈铁芯上涡流产生的电热D.向周围空间辐射电磁波答案BCD解析线圈自感电流的阻碍作用,是把电场能转化为磁场能,不会造成振荡能量的损失,振幅不会减小,A错误;电路中电阻对电流的阻碍作用使部分电能转化为内能,从而造成振荡能量的损失,使振幅减小,B正确;线圈铁芯上涡流产生的电热,也是由振荡能量转化来的,也会引起振荡能量的损失,使振幅减小,C正确;向周围空间辐射电磁波,使振荡能量以电磁波的形式散发出去,引起振荡能量的损失,使振幅减小,故D正确。
3.(电磁振荡分析) 如图所示是LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )A.电容器正在放电B.电容器正在充电C.电感线圈中的电流正在增大D.电容器两极板间的电场能正在减小答案 B解析由题图螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在沿逆时针方向充电,A错误,B 正确。
充电时电流在减小,电感线圈中的磁场能正在减弱,电容器两极板间的电场能正在增大,C 、D 错误。
4.(电磁振荡分析)(多选)一个LC 振荡电路中,线圈的自感系数为L ,电容器的电容为C ,从电容器上电压达到最大值U m 开始计时,则有( )A .至少经过πLC ,磁场能达到最大B .至少经过12πLC ,磁场能达到最大C .在12πLC 时间内,电路中的平均电流是2U mπC LD .在12πLC 时间内,电容器放电量为CU m答案 BCD解析 LC 振荡电路的周期T =2πLC ,电容器上电压最大时,开始放电,经12πLC 时间,放电结束,此时电容器电荷量为零,电路中电流最大,磁场最强,磁场能最大,A 错误,B 正确;因为Q =CU ,所以电容器放电量Q =CU m ,由I =q t ,得I =CU m 12πLC =2U mπCL,C 、D 正确。
学案2 电磁波的发射和接收电磁波与信息化社会电磁波谱题组一电磁波的发射和接收1.为了有效地把磁场的能量以电磁波的形式发射到尽可能大的空间,除了用开放电路,还有()A.增大电容器极板间的距离B.减小电容器极板的正对面积C.减小线圈的匝数D.采用低频振荡电流[答案]ABC[解析]实行开放电路和提高振荡频率是发射电磁波的两种有效方法.由f=12πLC、C=εr S4πkd可知,A、B、C选项正确.2.关于电磁波的发射和接收,下列说法中正确的是()A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的B.音频电流的频率比较低,不能直接用来发射电磁波C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最强D.要使电视机的屏幕上有图象,必须要有检波过程[答案]BCD[解析]有效发射电磁波,必须采用开放电路和高频发射;一般的音频电流的频率较低,不能直接用来发射电磁波;电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象,与机械振动中的共振有些相似;电视机显示图象时,必须通过检波过程,把有效的信号从高频调制信号中取出来,否则就不能显示.故A错误,B、C、D正确.3.简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的()①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路A.①②③B.②③④C.①④D.①②④[答案] B[解析]比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路.调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去,高频振荡电路能产生高频电磁波,开放振荡电路能把电磁波发送的更远.而调谐电路是在接收端需要的电路.4.关于无线电波的传播,下列说法正确的是()A.发射出去的电磁波,可以传到无限远处B.无线电波遇到导体,就可以在导体中激起同频率的振荡电流C.波长越短的电磁波,越接近直线传播D.移动电话是利用无线电波进行通信的[答案]BCD[解析]无线电波在传播过程中,遇到障碍物就会被吸收一部分,遇到导体,会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流),故A错误,B正确.波长越短,传播方式越接近光的直线传播,移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段,故C、D正确.5.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较高频率的电台发出的电信号,要收到该电台的信号,可采用下列何种办法()A.增加调谐电路中线圈的匝数B.加大电源电压C.减少调谐电路中线圈的匝数D.将线圈中的铁芯取走[答案]CD[解析]当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时发生电谐振才能接收到电台信号.由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低,由f=1可知,在C无法再2πLC调节的前提下,可减小自感系数L,即可通过选项C、D的操作升高调谐电路的固有频率.题组二电磁波谱6.在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率大小关系是() A.红外线的频率最大,可见光的频率最小B.伦琴射线的频率最大,红外线的频率最小C.可见光的频率最大,红外线的频率最小D.伦琴射线的频率最大,可见光的频率最小[答案] B[解析]在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从大到小的排列顺序是:伦琴射线(X射线)、可见光、红外线.7.下列说法中正确的是()A.各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B.红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用C.X射线的穿透本领比γ射线更强D.低温物体不能辐射红外线[答案] B[解析]干涉和衍射现象是光的波动性的体现,波长越长,越容易产生,而γ射线波长最短,故A选项错误;频率越高,穿透本领越强,故C选项错误;一切物体都能辐射红外线,故D错误,正确选项为B.8.关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是()A.一切物体都在不停地辐射红外线B.红外线具有很强的热作用和荧光作用C.红外线的显著作用是化学作用D.红外线容易穿透云雾[答案]AD[解析]荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,红外线波长较可见光长,绕过障碍物能力强,易穿透云雾.9.北京时间2003年10月29日14时13分,太阳风暴袭击地球,太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场,产生了强磁暴.当时,不少地方出现了绚丽多彩的极光.太阳风暴袭击地球时,不仅会影响通信,威胁卫星,而且会破坏臭氧层.臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中()A.波长较短的可见光B.波长较长的可见光C.波长较短的紫外线D.波长较长的红外线[答案] C[解析]臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线,从而有效地保护地球上的动植物,故正确选项是C.10.下列能说明电磁波具有能量的依据是()A.可见光射入人的眼睛,人看到物体B.放在紫外线区域的温度计升温很快C.收音机调到某个台时,调谐电路发生电谐振D.γ射线具有很强的贯穿能力[答案]ACD[解析]人眼看到物体,说明人眼感受到了可见光的能量,A正确;红外线具有热作用,说明红外线具有能量,紫外线具有化学作用和荧光作用,B错误;电谐振在调谐电路中的感应电流的能量来源于空中的无线电流,C正确;γ射线的贯穿能力说明γ射线具有很高的能量,D正确.题组三电磁波与信息化社会11.关于移动电话,下列说法中正确的是()A.随身携带的移动电话(手机)内,只有无线电接收装置,没有无线电发射装置B.随身携带的移动电话(手机)内,既有无线电接收装置,又有无线电发射装置C.两个携带手机的人,必须通过固定的基地台转接,才能相互通话D.无线寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置,没有无线电发射装置[答案]BCD[解析]移动电话内既有无线电接收装置又有无线电发射装置.由于移动电话发射功率小,因此必须通过固定的基地台转接,两个携带手机的人才能通话.BP机只有无线电接收装置,没有无线电发射装置.12.雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统.海豚具有完善的声呐系统,它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物,避开敌害,远远优于现代化的无线电系统.(1)海豚的定位是利用自身发射的()A.电磁波B.红外线C.次声波D.超声波(2)雷达的定位是利用自身发射的()A.电磁波B.红外线C.次声波D.光线[答案] (1)D (2)A[解析] (1)海豚能发射超声波,它是一种频率高于2×104Hz 的声波,它的波长非常短,因而能定向发射,而且在水中传播时因能量损失小,要比无线电波和光波传得远,海豚就是靠自身发出的超声波的回声在水里准确确定远处小鱼位置的,选D.(2)雷达是一个电磁波的发射和接收系统,因而是靠发射电磁波来定位的,选A.13.某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20cm ,每秒脉冲数n =5000,每个脉冲持续时间t =0.02μs.求:(1)该电磁波的频率;(2)此雷达的最大侦察距离.[答案] (1)1.5×109Hz (2)3×104m[解析] (1)电磁波在空气中传播的速度一般认为等于光速c =3×108m/s ,因此f =c λ=3×10820×10-2Hz =1.5×109Hz (2)雷达工作时发射电磁脉冲,每个电磁脉冲持续时间t =0.02μs ,在两个脉冲时间间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量.设最大侦察距离为x ,两个脉冲时间间隔为Δt =15000s =2×10-4s ≫0.02μs (故脉冲持续时间可以略去不计),则2x =v Δt ,v =c =3×108m/s ,所以x =v Δt 2=3×104m .。
2 电磁振荡一、选择题1.(多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是()A.电荷量最大时,线圈中振荡电流也最大B.电荷量为零时,线圈中振荡电流最大C.电荷量增大的过程中,电路中的磁场能转化为电场能D.电荷量减小的过程中,电路中的磁场能转化为电场能2.在LC振荡电路中,当发生电磁振荡时,下面说法中正确的是()A.振荡周期与电容器充电电荷量的多少有关B.电容器放电时电流越来越大,当放电完毕时电流达到最大值C.自感系数L越大,周期越小D.电容C越小,振荡频率越小3.(多选)LC回路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图1所示,则()图1A.在时刻t1,电路中的电流最大B.在时刻t2,电路中的磁场能最多C.在t2至t3时刻,电路的电场能不断增加D.在t3至t4时刻,电容器带的电荷量不断增加4.如图2所示,线圈自感系数为L,其电阻不计,电容器的电容为C,开关S闭合.现将S 突然断开,并开始计时,以下说法中错误的是()图2A .当t =π2LC 时,由a 到b 流经线圈的电流最大B .当t =πLC 时,由b 到a 流经线圈的电流最大C .当t =π2LC 时,电路中电场能最大D .当t =3π2LC 时,电容器左极板带有正电荷最大5.(多选)某时刻LC 振荡电路的状态如图3所示,则此时刻()图3A .振荡电流i 在减小B .振荡电流i 在增大C .电场能正在向磁场能变化D.磁场能正在向电场能变化6.(多选)如图4所示表示LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是()图4A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.电感线圈中的电流正在增大D.此时刻线圈中自感电动势正在阻碍电流的增加7.如图5所示,LC电路的L不变,C可调,要使振荡的频率从700Hz变为1400Hz,则可以采用的办法有()图5A.把电容增大到原来的4倍B.把电容增大到原来的2倍C .把电容减小到原来的12D .把电容减小到原来的148.(多选)电子钟是利用LC 振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天要慢30s ,造成这一现象的原因可能是( )A .电池用久了B .振荡电路中电容器的电容大了C .振荡电路中线圈的电感大了D .振荡电路中的电容器的电容小了9.如图6所示,L 为一电阻可忽略的线圈,D 为一灯泡,C 为电容器,开关S 处于闭合状态,灯泡D 正常发光,现突然断开S ,并开始计时,能正确反映电容器a 极板上电荷量q 随时间变化的图象是下列图中的(图中q 为正值表示a 极板带正电)( )图610.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连,如图7所示.当开关从a拨到b时,由L与C构成的电路中产生周期T=2πLC的振荡电流.当罐中的液面上升时()图7A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC电路的振荡频率减小D.LC电路的振荡频率增大二、非选择题11.如图8所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10-2s时,电容器正处于________(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态.这时电容器的上极板________(填“带正电”“带负电”或“不带电”).图812.LC振荡电路的电容C=556pF,电感L=1mH,若能向外发射电磁波,则其周期是多少秒?电容器极板所带电荷量从最大变为零,经过的最短时间是多少秒?[答案]精析1.BC [电容器电荷量最大时,振荡电流为零,A 错;电荷量为零时,放电结束,振荡电流最大,B 对;电荷量增大时,磁场能转化为电场能,C 对,D 错.]2.B [在LC 振荡电路中,当发生电磁振荡时,振荡周期只与线圈的自感系数L 和电容器的电容C 有关.与电容器的充电电荷量无关,A 错误.电容器放电时电流越来越大,当放电完毕时电流达到最大值,B 正确.由T =2πLC 可知,电容C 一定时,自感系数L 越大,周期T 越大,C 错误.由f =12πLC可知在自感系数L 一定时,电容C 越小,频率f 越大,D 错误.] 3.BC [t 1时刻电容器两端电压最高时,电路中振荡电流为零,t 2时刻电容器两端电压为零,电路中振荡电流最大,磁场能最多,故选项A 错误,B 正确.在t 2至t 3的过程中,由题图可知,电容器两极板间电压增大,必有电场能增加,选项C 正确.而在t 3至t 4的过程中,电容器两极板间电压减小,带的电荷量同时减少,选项D 错误.]4.A [断开开关S 时,由于自感作用,线圈中产生的感应电流是最大的,且由a 到b .根据LC 振荡电路的周期公式T =2πLC ,可知A 是错误的,故选A.]5.AD [由极板上所带电荷的正负及回路中电流的方向可判断出图示过程是一个充电过程,故振荡电流应减小,A 对,B 错;充电过程是磁场能向电场能转化的过程,故D 对,C 错.]6.BCD [由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知,此时电流向着电容器带负电的极板流动,也就是电容器处于放电过程,这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程,而电流和线圈中的磁场能处于增加过程,由楞次定律可知,线圈中自感电动势阻碍电流的增加.]7.D [由题意,频率变为原来的2倍,则周期就变为原来的12,由T =2πLC ,L 不变,当C =14C 0时符合要求.] 8.BC [电子钟变慢,说明LC 回路的振荡周期变大,根据公式T =2πLC 可知,振荡电路的电容变大或线圈中的电感变大都会导致振荡电路的周期变大.故选B 、C.]9.B [断开S 的时刻,即t =0时,由于线圈的电阻不计,电容器两端的电压为零,电荷量q =0.线圈中产生与原电流方向相同的自感电流,给电容器充电,b 板带正电,a 板带负电,电荷量q 逐渐增加,经T 4达到最大值,在T 4~T 2内,电容器放电,电荷量减小,此后又被反向充电、放电,故应选B.]10.BC [当罐中液面上升时,电容器极板间的介电常数变大,则电容器的电容C 增大,根据T =2πLC ,可知LC 电路的振荡周期T 变大,又f =1T,所以振荡频率变小,故选项B 、C 正确,选项A 、D 错误.]11.充电 带正电[解析] 根据题意画出此LC 电路的振荡电流的变化图象如图所示.结合图象,t =3.4×10-2s 时刻设为图象中的P 点,则该时刻正处于反向电流减小过程,所以电容器正处于反向充电状态,上极板带正电.12.4.68×10-6s 1.17×10-6s[解析] T =2πLC=2×3.14×1×10-3×556×10-12s ≈4.68×10-6sLC 振荡电路周期即其发射的电磁波周期,电容器极板上所带电荷量由最大变为零,经过的最短时间为T 4. t =T 4=1.17×10-6s.。
14.2电磁振荡每课一练(人教版选修3-4 )1.在 LC 回路产生电磁振荡的过程中,以下说法中正确的选项是 ( )A.电容器放电完成时辰,回路中磁场能最小B.回路中电流值最大时辰,回路中磁场能最大C.电容器极板上电荷量最多时,电场能最大D.回路中电流值最小时辰,电场能最小2.在 LC 电路中发生电磁振荡时,以下说法正确的选项是()A.电容器的某一极板,从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止,这一段时间为一个周期B.当电容器放电完成瞬时,回路中的电流为零C.提升充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大D.要提升振荡频次,可减小电容器极板间的正对面积3.当 LC 振荡电路中的电流达到最大值时,电感中电场的场强 E 是 ()A.B和E都达到最大值B.B和E都为零C.B达到最大值而 E 为零L 中磁场的磁感觉强度 B 和电容器C D.B为零而E达到最大值图 44.LC 振荡电路中,平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图图中 A 点相对应的是()4 所示,则与A.电路中的振荡电流最大B.电路中的磁场能最大C.电路中的振荡电流为零D.电容器两极板所带电荷量最少5.LC 振荡电路中,某时辰磁场方向如图图 55 所示,则以下说法正确的选项是()A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电,则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正增大D.若电容器正放电,则自感电动势正在阻挡电流增大图 66.如图 6 所示, L 为一电阻可忽视的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡 D正常发光,现忽然断开量 q 随时间变化的图象是以下图中的S,并开始计时,能正确反应电容器( 图中 q 为正当表示 a 极板带正电 )(a 极板上电荷)7.图 7图 7中的 LC振荡电路,先把开关S 掷到1处给电容器C充电,充好电后再将开关S 掷到 2处 ( 构成 LC 振荡电路 ) ,这时电容器开始放电,但电流不可以马上达到最大值,而是直到电容器C放电完成时电流才达到最大值,造成此现象的原由是() A.线圈的自感作用B.电容器的自己特色C.电子做定向挪动需要必定的时间D.以上答案都错误8.某时辰 LC 振荡电路的状态如图A.振荡电流i 在减小B.振荡电流i 在增大图 88 所示,则此时辰()C.电场能正在向磁场能转变D.磁场能正在向电场能转变9.一台电子钟,是利用LC 振荡电路来制成的,在家使用一段时间后,发现每日夜老是快 1 min,造成这类现象的可能原由是()A.L不变C变大了B.L不变C变小了C.L变小了C不变D.L、C均减小了10.在 LC振荡电路中,由容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时ππ间 () A.4LC B.2LCC.πLC题1234D.2π5LC678910答案11.振荡电路中线圈的自感系数为 L,电容器的电容为 C,则电容器两极板间的电压从最大值变成零,所用的最少时间为 ________.图 912.如图 9 所示, LC 电路中 C是带有电荷的平行板电容器,两极板水平搁置.开关S 断开时,极板间尘埃恰巧静止.当开关S 闭合时,尘埃在电容器内运动,若C= 0.4μF,L=1,求:mH-5(1) 从S闭合开始计时,经 2π×10s 时,电容器内尘埃的加快度大小为多少?(2) 当尘埃的加快度多大时,线圈中电流最大?参照答案1.BC2.D [ 电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间,电容器达成了放电和反向充电过程,时间为半个周期, A 错误;电容器放电完成瞬时,电路中电场能最小,磁场能最大,故电路中的电流最大,B 错误;振荡周期仅由电路自己决定,与充电电压等没关,C 错误;提升振荡频次,就是减小振荡周期,可经过减小电容器极板正对面积来减小电容 C ,达到增大振荡频次的目的, D 正确. ]3.C 4. C 5.BCD [ 由电流的磁场方向和安培定章可判断振荡电流方向,因为题目中未注明电容器两极板带电状况,可分两种状况议论. (1) 若该时辰电容器上极板带正电,则可知电容器处于放电阶段,电流增大,则C 对, A 错;(2) 若该时辰电容器下极板带正电,则可知电容器处于 充电 状态,电流在减小,则 B 对,由楞次定律可判断D 对. ]6.B [ 当 S 断开时, LC 振荡电路中,电容器充电, b 带正电,故 B 正确. ] 7.A 8. AD9.BCD [ 依据 T =2π LC ,又依据钟表变快是 LC 振荡电路周期变小了,钟就变快了.]10.B [LC 振荡电路的周期T = 2π LC ,其电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所 需的最短时间t =T/4 ,因此 t = π LC.]2π11. 2LC1分析电容器两极板间的电压从最大值到零所用的最少时间为4T ,而 T = 2πLC ,故 t1=2π LC.12. (1)2g (2) 加快度大小为 g ,且方向竖直向下分析(1) 开关 S 断开时,极板间尘埃处于静止状态,则有mg =q · Q,式中 m 为尘埃质Cd量,Q 为电容器所带的电荷量, d 为板间距离, 由 T =2πLC ,得 T = 2π 1×10 - 3×0.4 ×10 -6- 5 -5Ts = 4π×10s ,当 t = 2π ×10s 时,即 t = 2,振荡电路中电流为零,电容器极板间场强方向跟 t = 0 时辰方向相反,则此时尘埃所受的合外力为F 合 = mg +q · Q= 2mg ,又因为 F 合 =Cdma ,因此 a = 2g ,方向竖直向下.(2) 当线圈中电流最大时,电容器所带的电荷量为零,此时尘埃仅受重力,尘埃的加快度为 g ,方向竖直向下.。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十四章电磁波》《第二节电磁振荡》课后练习试卷【6】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.下列说法正确的是()A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的【答案】B【解析】试题分析:用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象,A错;用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象,C错;电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的,D错,故选B考点:考查光学现象点评:本题难度较小,掌握一些光学现象的本质是回答本题的关键2.如图所示,红色细光束a射到折射率为的透明球表面,入射角为45°,在球的内壁经过一次反射后,从球面射出的光线为b,则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为 ()A.30°B.45°C.60°D.75°【答案】A【解析】试题分析:根据,所以在介质中的折射角为30°。
其光路图图下图根据几何知识,所以ab光线夹角为30°考点:光的折射点评:本题考查了光的折射率,通过几何知识利用对称性求出ab光线的延长线的夹角。
3.两列频率相同的水波发生干涉的示意图如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,M点是实线相交的一点,N点是虚线相交的一点,则下列说法正确的是A.M点的振动始终加强B.N点的振动始终减弱C.M点的位移始终最大D.N点的位移始终最小【答案】A【解析】M点为波峰与波峰相遇,为振动加强点,振动始终加强,A对;A为波谷与波谷相遇,也是振动加强点,B错;振动加强点并不是在位移最大的位置静止不动,它也在做简谐振动,只是距离平衡位置的最大距离最大,CD错;4.如图是一竖立的肥皂液薄膜的横截面,关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的下列陈述中正确的是:A.干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加B.干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成C.薄膜上干涉条纹是水平方向的D.薄膜上干涉条纹是竖直方向的【答案】AC【解析】干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加,所以A正确。
姓名,年级:时间:第2课时电磁振荡[对点训练]知识点一·LC振荡电路1.(多选)如图表示LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是()A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.电感线圈中的电流正在增大D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大答案BCD解析由题图磁感应强度的方向和安培定则可知,此时电流逆时针方向流动,也就是电容器处于放电过程中,这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程,而电流和线圈中磁场能处于增加过程。
由楞次定律可知,线圈中感应电动势阻碍电流的增加.故B、C、D正确。
2.(多选)如图为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线,由图可知( )A.在t1时刻,电路中的磁场能最小B.从t1到t2电路中电流值不断减小C.从t2到t3电容器不断充电D.在t4时刻,电容器的电场能最小答案ACD解析由图中可以看出,在t1时刻电容器极板上的电量q为最大,电容器中的电场最强。
此时电路中的能量全部都是电容器中的电场能,电路中的磁场能为零,A正确;从t1到t2时刻,电量q不断减小,这是一个放电的过程,电流逐渐增大,B错误;从t2到t3时刻,电量q不断增大,是充电过程,所以C正确;t4时刻电量q等于零。
此时电容器中的电场能为零,即为最小值,所以D正确。
3.已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示,则( )A.a、c两时刻电路中电流最大,方向相同B.a、c两时刻电路中电流最大,方向相反C.b、d两时刻电路中电流最大,方向相同D.b、d两时刻电路中电流最大,方向相反答案D解析a、c两时刻极板1上的电量达到最大,此时充电结束,回路电场能最大,磁场能为零,回路电流为零,无方向可言,故A、B错误;b、d两时刻极板1上的电量为零,开始充电,此时磁场能最大,电流产生的磁场最大,回路电流最大,b时刻之后极板1带负电,此时电流从极板1流出,d时刻之后极板带正电,电流流向极板1,故方向相反,故C错误,D正确。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十四章电磁波》《第二节电磁振荡》课后练习试卷【2】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.做简谐运动的振子每次通过同一位置时,相同的物理量是().A.速度B.加速度C.位移D.动能【答案】BCD【解析】振子通过同一位置时,位移、加速度的大小和方向都相同,速度的大小相同,但方向不一定相同,因此B、C、D正确.2.如图所示,水下光源S向水面A点发射一束复色光线,折射光线分成a,b两束,则下列说法正确的是A.在水中a光的速度比b光的速度小B.通过同一个单缝发生衍射时,b光中央条纹比a光中央条纹宽C.若a、b两种单色光由水中射向空气时,a光的临界角较小D.用同一双缝干涉实验装置做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距【答案】D【解析】试题分析:根据光路可逆,折射率,,,所以。
根据折射率可知,,在水中a光的速度比b光的速度大,选项A错。
b光的折射率大,所以b的波长短,单逢衍射的中央条纹越窄,选项B错。
双缝干涉中,所以b的波长短,干涉条纹间距窄,选项D对。
若a、b两种单色光由水中射向空气时,临界角,a的折射率小,所以临界角大,选项C错。
考点:折射全反射单逢衍射双逢干涉3.下列关于多普勒效应的说法,正确的是;A.医院检查身体的“B超”仪运用了多普勒效应原理B.不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应C.由地球上接受到遥远天体发出的光波发生“红移”现象(各条谱线的波长均变长),可以判断遥远天体正靠近地球D.静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高,说明声源正在远离观察者【答案】 AB【解析】试题分析:医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度,显然是运用了多普勒效应原理,故选项A正确;多普勒效应是波特有的现象,故选项B正确;当波源与观测者相互靠近时,观测到的频率增加,反之,当波源与观测者相互远离时,观测到的频率减小,故选项D错误;“红移”现象中各条谱线的波长均变长,即频率变小,因此遥远天体应正在远离地球,故选项C错误。
2 电磁振荡
1. 在LC电路产生电磁振荡的过程中,下列说法正确的是()
A.电容器放电完毕时刻,电路中的磁场能最小
B.电路中的电流最大的时刻,电路中的磁场能最大
C.电容器极板上的电荷最多时,电场能最大
D.电容器放电完毕时刻,回路中电流为零
E.提高充电电压,能使振荡周期变大
F.电路中电流最小时,电场能最小
2. 实际的LC电磁振荡电路中,如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅总是要逐渐减小,下述各种情况中,哪些是造成振幅减小的原因()
A.线圈的自感电动势对电流的阻碍作用
B.电路中的电阻对电流的阻碍作用
C.线圈铁芯上涡流产生的电热
D.向周围空间辐射电磁波
3. 如图所示是LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是()
A.电容器正在放电
B.电容器正在充电
C.电感线圈中的电流正在增大
D.电容器两极板间的电场能正在减小
4. 如图所示的振荡电路中,电感电阻忽略不计,在振荡过程中的某一状态,此时电路中电流达到峰值,下列说法正确的是()
A.此时电容器极板间的场强最大
B.此时自感线圈L产生的感应电动势最大
C.此时穿过线圈L的磁通量的变化率为零
D.此时电容器和自感线圈两端的电压均为零
5. 如图所示的电路中,L是自感系数很大的、用铜导线绕成的线圈,其电阻可以忽略不计,开关S原来是闭合的。
当开关S断开瞬间,则()
A.L中的电流方向不变
B.灯泡D要过一会儿才熄灭
C.LC电路将产生电磁振荡,刚断开瞬间,磁场能最大
D.电容器将放电,电场能将变为磁场能
6. 如图所示,L为电阻不计的自感线圈,已知LC电路振荡周期为T,开关S闭合一段时间。
S断开时开始计时,当t=T/8时,L内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为()
A.向下、向下B.向上、向下
C.向上、向上D.向下、向上
7. 如图1甲所示的振荡电路中,电容器极板间电压随时间变化的规律如图1乙所示,则电路中振荡电流随时间变化的图象是图2中的(回路中振荡电流以逆时针方向为正)()
8. 如图所示的LC 振荡回路中振荡电流的周期为2×10-
2 s 。
自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t =3.4×10-
2 s 时,电容器正处于________状态(填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”),这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。
9. LC 振荡电路在t 1和t 2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示,若t 2-t 1=π
2
LC ,则( )
A .在t 1时刻电容器正充电
B .在t 2时刻电容器两极间电场正在增强
C .在t 1时刻电路中电流正在增大
D .在t 2时刻自感线圈中磁场正在增强
10. 在LC 振荡电路中,如已知电容C ,并测得电路的固有振荡周期为T ,即可求得电感L 。
为了提高测量精度,需多次改变C 值并测得相应的T 值。
现将测得的六组数据标示在以C 为横坐标,以T 2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点,如图所示。
(1)T 、L 、C 的关系为________。
(2)根据图中给出的数据点做出T 2与C 的关系图形,并求电感L 的值。
11. 如图所示,电源的电动势为E ,电容器的电容为C ,线圈的电感为L 。
将开关S 从a 拨向b ,经过一段时间后电容器放电完毕。
求电容器的放电时间,放电电流的平均值是多少。
12. 有一LC振荡电路,自感系数为30 μH。
电容可调范围为1.2~270 pF。
求:
(1)回路产生电磁波的频率范围。
(2)最大波长与最小波长的比值。
[答案]
1. [解析]电容器放电完毕时刻,电流最大,磁场能最大,A 错;同理D 错;振荡电路的周期T =2πLC ,与充电电压无关,E 错,电路中电流为零时,电场能增大,磁场能最小,F 错。
[答案]BC
2. [解析]线圈自感电流的阻碍作用,是把电流的能量转化为磁场能,不会造成振荡能量的损失,振幅不会减小,A 错误;电路中电阻对电流的阻碍作用使部分电能转化为内能,从而造成振荡能量的损失,使振幅减小,B 正确;线圈铁芯上涡流产生的电热,也是由振荡能量转化来的,也会引起振荡能量的损失,使振幅减小,C 正确;向周围空间辐射电磁波,使振荡能量以电磁波的形式散发出去,引起振荡能量的损失,使振幅减小,故D 正确。
[答案]BCD
3. [解析]由题图中螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC 电路正在逆时针充电,A 错。
电流正在减小,电感线圈中的磁场能正在减弱,两极板间的电场能正在增大,故B 选项对。
[答案]B
4. [解析]由电流与电场、感应电动势为同步异变关系,可判断出A 、B 错误,D 正确。
电流最大时电流的变化率为零,C 正确。
[答案]CD
5. [解析]S 断开瞬间,灯泡立即熄灭,电容器所带电荷量为零,对电容器充电,电流由最大值减小;断开瞬间,i 最大,磁场能最大。
[答案]AC
6. [解析]开关S 闭合时,由于自感线圈电阻不计,故电容器两端的电压为零,电容器不带电。
当开关S 断开时,由于线圈的自感作用,电流不能立即减小为零,对电容器开始充电,当t =T /8时,线圈中电流方向向上,由安培定则可知,此时L 内部磁感应强度方向向下,电容器上极板此时带正电,电场方向向下。
故选项A 正确。
[答案]A
7. [解析]电容器极板间电压U =Q
C ,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。
从图乙可以看出,在0~T
4这段时间内是充电过程,且U AB >0,即φA >φB ,A
板应带正电,只有顺时针方向的电流才能使A 板被充电后带正电,同时考虑到t =0时刻电压为零,电容器极板上的电荷量为零,电流最大,即t =0时刻,电流为负向最大,所以选项D 正确。
[答案]D
8. [解析]电磁振荡过程是电路中振荡电流、电容器带电量等物理量周期性变化的过程,为分析某时刻t (t >T )的振荡情况,可由下列变换式t =nT +t ′(n 为正整数,0<t ′<T ),转而分析t ′时刻的振荡状态。
由t =3.4×10-2 s =2×10-2 s +1.4×10-
2 s =T +t ′,则T 2<t ′<3T 4,t 时
刻与t ′时刻电路振荡状态相同。
作出振荡电流i 随时间变化的图象如图所示,t 轴上方图线表示振荡电流沿逆时针方向。
在T 2~3T
4时间内,振荡电流不断减小,磁场能不断减小,电场能
不断增加,因此电容器处于充电状态。
从图线处于t 轴下方可知,电路中振荡电流沿顺时针方向,故电容器上极板应带正电。
[答案]充电 带正电
9. [解析]由t 2-t 1=π2LC 知t 2-t 1=T
4,从题图可看出t 1、t 2两个时刻螺线管处的电流都
是从左向右穿过螺线管,由于电流方向是正电荷运动方向,对t 1时刻正电荷从左极板流出然后穿过螺线管,正处于放电状态,只要是放电,振荡电流就是增大的,故A 不对,C 对。
对t 2时刻,电流从左向右通过螺线管,而右极板带正电,说明正电荷正往右极板上聚集,所以t 2时刻电容器在充电,随着极板上电荷增多,两极间电场增强,故B 对,又由于充电过程振荡电流总是减小的,故线圈中磁场也减弱,故D 不对。
[答案]BC
10. [解析]本题主要考查两点:一是考查考生能否根据正确的作图规则画出T 2-C 图象(图象应尽量通过或靠近比较多的数据点,不通过图象的数据点应尽量较均匀地分布在图线的两侧);二是考查考生的数形结合能力。
考生需将LC 回路的固有周期公式T =2πLC 变换成T 2=4π2LC ,从而认识到T 2-C 图线为一过坐标原点的直线(在本题中,横、纵坐标的起点不为零,图线在纵轴上有一正截距值),图象的斜率为
4π2L ,L =
ΔT 2
4π2ΔC
,只有正确作出图线,并得到L =ΔT 2
4π2ΔC ,才可能计算出L 的测量平均值为0.0351~0.0389 H 范围内的某一数
值。
[答案](1)T =2πLC (2)如图所示 0.0351~0.0389 H 均可
11. [解析]电容器放电时间为1
4
T ,与电源电动势无关,
即t =14×2πLC =12πLC 。
在14T 内电流平均值为I =Δq Δt =CE π2CL =
2E π
C
L。
[答案]12πLC
2E πC
L 12.[解析](1)因为f =12πLC
,所以f max =
12πLC min =130×10-6×1.2×10-12×12π
Hz =1
12π×109 Hz 。
f min =12πLC max =130×10-6×270×10-
12×1
2π
Hz =
118π×108 Hz 。
其电磁波的频率范围是:118π×108~112π
×109 Hz 。
(2)因为λ=c
f =c ·2πLC ,
所以λmax
λmin
=
C max
C min
=270
1.2
=15。
[答案]见[解析]。