第四章分層作業(yè)23　電磁振蕩A級 必備知識基礎(chǔ)練1.(2023河南高二期末)如圖甲所示的無線話筒是一個(gè)將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號并發(fā)射出去的裝置,其內(nèi)部電路中有一部分是LC振蕩電路。若話筒使用時(shí),某時(shí)刻話筒中LC振蕩電路中磁場方向如圖乙所示,且電流正在減小,下列說法正確的是(　　)甲乙A.電容器正在放電B.電容器下極板帶正電C.俯視看,線圈中電流沿順時(shí)針方向D.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化2.如圖所示,LC振蕩電路正在發(fā)生電磁振蕩現(xiàn)象,某時(shí)刻線圈產(chǎn)生的磁場方向和電容器極板間的電場方向已經(jīng)標(biāo)明,則能表示電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能并且振蕩電流沿回路順時(shí)針方向的是(　　)3.(2023云南師大附中高二開學(xué)考試)金屬探測儀被廣為使用,某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了一款金屬探測儀,探測儀內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路,如圖所示。已知某時(shí)刻,探測儀中電路里的電流的方向由b流向a,且電流正在增大,則(　　)A.該時(shí)刻線圈的自感電動(dòng)勢正在減小B.該時(shí)刻電容器下極板帶正電荷C.探測儀靠近金屬時(shí),金屬被磁化D.若探測儀與金屬保持相對靜止,則金屬中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流4.(多選)為了測量儲(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,電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連,如圖所示。當(dāng)開關(guān)從a撥到b時(shí),由L與C構(gòu)成的電路中產(chǎn)生周期T=2π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電路的振蕩頻率減小D.LC電路的振蕩頻率增大5.(2023山東青島期末)如圖所示,線圈自感系數(shù)L=0.1 H,電容器的電容C=40 μF,電阻R=3 Ω,電源電動(dòng)勢E=1.5 V,電源內(nèi)阻和電感線圈電阻均不計(jì)。閉合開關(guān)S,待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)S,LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。規(guī)定線圈中的電流方向從a到b為正,t=0時(shí)刻斷開開關(guān),下面關(guān)于電感線圈L中的電流隨時(shí)間變化的i-t圖像,正確的是(　　)6.(多選)在如圖甲所示的LC振蕩電路中,通過P點(diǎn)的電流隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示,若把通過P點(diǎn)向右的電流規(guī)定為i的正方向,則(　　)甲乙A.0至0.5 ms內(nèi),電容器C正在充電B.0.5 ms至1 ms內(nèi),電容器上極板帶正電C.1 ms至1.5 ms內(nèi),Q點(diǎn)比P點(diǎn)電勢高D.1.5 ms至2 ms內(nèi),磁場能在減少7.(多選)如圖所示,先把開關(guān)S置于電源一側(cè),為電容器充電,稍后再把開關(guān)S置于線圈一側(cè),于是產(chǎn)生電磁振蕩。要使振蕩電路的頻率增大,可以采取的調(diào)節(jié)方式是(　　)A.其他條件不變,僅增大電容器的電容B.其他條件不變,僅減小電容器的電容C.其他條件不變,僅增大線圈的自感系數(shù)D.其他條件不變,僅減小線圈的自感系數(shù)8.LC振蕩電路的電容C=556 pF,自感系數(shù)L=1 mH,則其周期是多少?(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)               B級 關(guān)鍵能力提升練9.自動(dòng)體外除顫儀(AED)是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備,可以診斷特定的心律失常,并且給予電擊除顫,是可被非專業(yè)人員使用,用于搶救心臟驟?；颊叩尼t(yī)療設(shè)備。其結(jié)構(gòu)如圖所示,低壓直流電經(jīng)高壓直流發(fā)生器后向儲(chǔ)能電容器C充電。除顫治療時(shí),開關(guān)撥到2,將脈沖電流作用于心臟,使患者心臟恢復(fù)正常跳動(dòng),其他條件不變時(shí),該除顫器的電容器電容為15 μF,如果充電后電容器的電壓為9.0 kV,電容器在5.0 ms時(shí)間內(nèi)完成放電。下列說法正確的是(　　)A.放電前,電容器存儲(chǔ)的電荷量為0.135 CB.放電過程中,電流大小不變C.放電后,電容器的電容為零D.自感系數(shù)L越小,放電脈沖電流的振蕩周期越長10.一個(gè)LC振蕩電路中,線圈的自感系數(shù)為L,電容器電容為C,一個(gè)振蕩周期內(nèi)電容器上電壓能達(dá)到的最大值為Um,則從電容器上電壓達(dá)到最大值Um開始計(jì)時(shí)(　　)A.至少經(jīng)過π,磁場能達(dá)到最大B.在時(shí)間內(nèi),電路中的平均電流是C.經(jīng)過π時(shí)間,線圈的自感電動(dòng)勢達(dá)到最大D.在時(shí)間內(nèi),電容器放電電荷量為C11.在LC振蕩電路中,線圈的自感系數(shù)L=2.5 mH,電容C=4 μF,π取3.14。(1)該回路的周期是多少?(2)設(shè)t=0時(shí),電容器上電壓最大,在t=9.0×10-3 s時(shí),通過線圈的電流是增大還是減小?這時(shí)電容器處在充電過程還是放電過程? 
參考答案分層作業(yè)23　電磁振蕩1.B　解析 電流正在減小,則電容器正在充電,電容器極板電荷量正在增大,電容器中電場變強(qiáng),磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化,A、D錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律,俯視看,線圈中電流沿逆時(shí)針方向,電容器正在充電,則電容器下極板帶正電,B正確,C錯(cuò)誤。2.B　解析 由A所示磁場,根據(jù)安培定則可知,電路電流沿逆時(shí)針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時(shí)正處于充電過程,磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能,故A錯(cuò)誤;由B所示磁場,根據(jù)安培定則可知,電路電流沿順時(shí)針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時(shí)正處于放電過程,電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能,故B正確;由C所示磁場,根據(jù)安培定則可知,電路電流沿順時(shí)針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時(shí)正處于充電過程,磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能,故C錯(cuò)誤;由D所示磁場,根據(jù)安培定則可知,電路電流沿逆時(shí)針方向,由電容器極板間電場方向可知,電容器此時(shí)正處于放電過程,電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能,故D錯(cuò)誤。 3.A　解析 某時(shí)刻,電流的方向由b流向a,且電流正在增大,電場能減小,磁場能增加,故自感電動(dòng)勢阻礙電流的減小,則該時(shí)刻線圈的自感電動(dòng)勢正在減小,故A正確;電流的方向由b流向a,且電流正在增大,電容器放電,由右手螺旋定則判斷,電容器下極板帶負(fù)電,故B錯(cuò)誤;若探測儀靠近金屬時(shí),磁性金屬會(huì)發(fā)生磁化,其他金屬不會(huì)被磁化,故C錯(cuò)誤;電流增大過程中,雖然探測儀與金屬保持相對靜止,金屬也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。4.BC　解析 當(dāng)罐中液面上升時(shí),相當(dāng)于插入的電介質(zhì)變多,電容器兩極板間的介電常數(shù)變大,則電容器的電容C增大,根據(jù)T=2π,可知LC電路的振蕩周期T增大,又f=,所以振蕩頻率減小,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。5.B　解析 在開關(guān)閉合時(shí),電流從a流向b,通過L的電流為I=A=0.5A,斷開開關(guān)后,電流在LC電路中振蕩,周期為T=2π=2πs=4π×10-3s,則振動(dòng)圖像如圖所示,故B正確。6.CD　解析 由題圖乙知0至0.5ms內(nèi)i在增大,電容器正在放電,A錯(cuò)誤;0.5ms至1ms內(nèi),電流在減小,應(yīng)為充電過程,電流方向不變,電容器上極板帶負(fù)電,B錯(cuò)誤;1ms至1.5ms內(nèi)為放電過程,電流方向改變,Q點(diǎn)比P點(diǎn)電勢高,C正確;1.5ms至2ms內(nèi)為充電過程,磁場能在減少,D正確。7.BD　解析 LC振蕩電路的周期為T=2π,當(dāng)增大LC振蕩電路的固有頻率,可減小周期的大小。其他條件不變,僅增大電容器的電容,由以上分析可知,增大了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率減小,A錯(cuò)誤;其他條件不變,僅減小電容器的電容,由以上分析可知,減小了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率增大,B正確;其他條件不變,僅增大線圈的自感系數(shù),由以上分析可知,增大了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率減小,C錯(cuò)誤;其他條件不變,僅減小線圈的自感系數(shù),由以上分析可知,減小了LC振蕩電路的周期,則LC振蕩電路的頻率增大,D正確。8.答案 4.68×10-6 s解析 LC振蕩電路周期T=2π=2×3.14×s=4.68×10-6s。9.A　解析 放電前,電容器存儲(chǔ)的電荷量為Q=CU=0.135C,A正確;電容器放電過程中,開始時(shí)電流較大,隨著電荷量的減小,放電電流逐漸減小,不是恒定的,B錯(cuò)誤;電容器的電容反映的是電容器存儲(chǔ)電荷的本領(lǐng),與電容器是否帶電、如何放電無關(guān),C錯(cuò)誤;振蕩電路的振蕩周期為T=2π,自感系數(shù)L越小,放電脈沖電流的振蕩周期越短,D錯(cuò)誤。10.C　解析 振蕩電路的振蕩周期T=2π,電容器上電壓達(dá)到最大值Um時(shí),充電完畢,電場能最大,磁場能最小,至少要經(jīng)過t=,磁場能達(dá)到最大,故A錯(cuò)誤;電壓最大時(shí),電容器上的電荷量為Q=CUm,在時(shí)間內(nèi),電容器放電量為CUm,所以平均電流,故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;當(dāng)電流為零時(shí),自感電動(dòng)勢最大,根據(jù)振蕩規(guī)律可知t==π時(shí),線圈的自感電動(dòng)勢達(dá)到最大,故C正確。11.答案 (1)6.28×10-4 s　(2)減小　充電過程解析 (1)由電磁振蕩的周期公式可得T=2π=2×3.14×s=6.28×10-4s。(2)因?yàn)?/span>t=9.0×10-3s大約相當(dāng)于14.33個(gè)周期,而<0.33T<,由電磁振蕩的周期性知,當(dāng)t=9.0×10-3s時(shí),LC回路中的電磁振蕩處于第二個(gè)的變化過程中t=0時(shí),電容器上電壓最大,極板上電荷量最多,電路中電流值為零,回路中電流隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示第一個(gè)內(nèi),電容器放電,電流由零增至最大;第二個(gè)內(nèi),電容器充電,電流由最大減小到零顯然,在t=9.0×10-3s時(shí),即在第二個(gè)內(nèi),線圈中的電流在減小,電容器正處在充電過程中。 

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