模塊一 知識(shí)掌握
知識(shí)點(diǎn)一 電磁振蕩的產(chǎn)生及能量變化
【情境導(dǎo)入】
如圖所示,將開關(guān)S擲向1,先給電容器充電,再將開關(guān)擲向2.
(1)電容器通過線圈放電過程中,線圈中的電流怎樣變化?電容器的電場能轉(zhuǎn)化為什么形式的能?
(2)在電容器反向充電過程中,線圈中的電流如何變化?電容器和線圈中的能量是如何轉(zhuǎn)化的?
(3)線圈中自感電動(dòng)勢的作用是什么?
答案 (1)電容器放電過程中,線圈中的電流逐漸增大,電容器的電場能轉(zhuǎn)化為線圈中的磁場能.
(2)在電容器反向充電過程中,線圈中的電流逐漸減小,線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能.
(3)線圈中電流變化時(shí),產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢阻礙電流的變化.
【知識(shí)梳理】
1.振蕩電流:大小和方向都做周期性迅速變化的電流.
2.振蕩電路:能產(chǎn)生振蕩電流的電路.最簡單的振蕩電路為LC振蕩電路.
3.LC振蕩電路電容器的放電、充電過程
(1)電容器放電:由于線圈的自感作用,放電電流不會(huì)立刻達(dá)到最大值,而是由零逐漸增大,同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸減少.放電完畢時(shí),極板上沒有電荷,放電電流達(dá)到最大值.該過程電容器的電場能全部轉(zhuǎn)化為線圈的磁場能.
(2)電容器充電:電容器放電完畢時(shí),由于線圈的自感作用,電流并不會(huì)立即減小為零,而要保持原來的方向繼續(xù)流動(dòng),并逐漸減小,電容器開始充電,極板上的電荷逐漸增多,電流減小到零時(shí),充電結(jié)束,極板上的電荷最多.該過程中線圈的磁場能又全部轉(zhuǎn)化為電容器的電場能.
4.電磁振蕩的實(shí)質(zhì)
在電磁振蕩過程中,電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,都在周期性地變化著,電場能和磁場能也隨著發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化.
【重難詮釋】
1.各物理量隨時(shí)間的變化圖像:振蕩過程中電流i、極板上的電荷量q之間的對應(yīng)關(guān)系.(如圖)
2.相關(guān)量與電路狀態(tài)的對應(yīng)情況
3.(1)在LC振蕩電路發(fā)生電磁振蕩的過程中,與電容器有關(guān)的物理量:電荷量q、電場強(qiáng)度E、電場能EE是同步變化的,即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑).
與線圈有關(guān)的物理量:振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場能EB也是同步變化的,即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑).
(2)在LC振蕩過程中,電容器上的三個(gè)物理量q、E、EE增大時(shí),線圈中的三個(gè)物理量i、B、EB減小,即q、E、EE↑eq \(―――→,\s\up7(異向變化))i、B、EB↓.
(2023春?潮州期末)某時(shí)刻LC振蕩電路自感線圈L中電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.若磁場正在增強(qiáng),則電容器正在放電
B.若電路中電流正在減弱,則電場能在增大
C.若電容器正在放電,則電容器上極板應(yīng)帶正電
D.若電容器正在充電,則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也在增大
【解答】解:A.若磁場正在增強(qiáng),則電路中電流正在增大,電容器正在放電,故A正確;
B.若電路中電流正在減弱,則電容器正在充電,電場能在增大,故B正確;
C.由安培定則可知,電流由上極板流向下極板,若電容器正在放電,則電容器上極板應(yīng)帶正電,故C正確;
D.若電容器正在充電,電路中電流正在減弱,則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,故D錯(cuò)誤。
本題選不正確的,故選:D。
(2023春?昆山市期末)如圖所示是某時(shí)刻LC振蕩電路中振蕩電流i的方向,下列對回路情況的判斷正確的是( )
A.若電路中電容的上板帶正電,則該電路中電流在增大
B.若電路中電容的下板帶正電,則電感產(chǎn)生的磁場在增強(qiáng)
C.若電路中電流i正在增大,則該電路中電容上的電荷量也在增大
D.若電路中電流i正在減小,則該電路中電容器里的電場必定向下
【解答】解:A.若電路中電容的上板帶正電,根據(jù)電流方向,可知電容器在放電,該電路中電流在增大,故A正確;
B.若電路中電容的下板帶正電,根據(jù)電流方向,可知電容器在充電,電感產(chǎn)生的磁場在減弱,故B錯(cuò)誤;
C.若電路中電流i正在增大,根據(jù)電流方向,可知電容器在放電,該電路中電容上的電荷量在減少,故C錯(cuò)誤;
D.若電路中電流i正在減小,根據(jù)電流方向,可知電容器在充電,電容的下板帶正電,該電路中電容器里的電場向上,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
(2023春?天寧區(qū)校級(jí)月考)如圖(a)所示,在LC振蕩電路中,通過P點(diǎn)的電流變化規(guī)律如圖(b)所示,且把通過P點(diǎn)向右的方向規(guī)定為電流i的正方向,則( )
A.0.5~1s時(shí)間內(nèi),電容器C在放電
B.0.5~1s時(shí)間內(nèi),電容器C的上極板帶正電
C.1~1.5s時(shí)間內(nèi),Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢低
D.1~1.5s時(shí)間內(nèi),電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能
【解答】解:A.由圖(b)可知,在0.5s至1s內(nèi),電路電流在減小,電容器C正在充電,故A錯(cuò)誤;
B.由圖(b)可知,在0.5s至1s內(nèi),電流是正的且在減小,即經(jīng)過P點(diǎn)的電流向右,由于電路中做定向移動(dòng)的帶電粒子是帶負(fù)電的電子,因此在該時(shí)間段內(nèi),電子經(jīng)過P點(diǎn)向左移動(dòng),電容器正在充電,因此電容器上極板帶負(fù)電,故B錯(cuò)誤;
C.由圖(b)可知,在1s至1.5s內(nèi),通過電感線圈的電流向上,且增大,電感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢,由楞次定律可知,Q電感線圈下端電勢高,上端電勢低,即Q點(diǎn)比P點(diǎn)電勢高,故C錯(cuò)誤;
D.由圖(b)可知,在1s至1.5s內(nèi),電路電流增大,磁場增加,磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,電路處于放電過程,電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,故D正確;
故選:D。
(2023春?番禺區(qū)期末)無線話筒是LC振蕩電路的一個(gè)典型應(yīng)用,在LC振蕩電路中,某時(shí)刻磁場方向如圖所示,且電容器的上極板帶正電,下列說法正確的是( )
A.電流沿a流向b
B.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化
C.振蕩電流正在增大
D.電容器正在充電
【解答】解:A、由圖可知線圈中的磁場方向向上,由安培定則判斷線圈中的電流是由下端流向上端,電流沿b流向a,故A錯(cuò)誤;
BCD、電流沿b流向a,且電容器的上極板帶正電,可知電容器正在充電,磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能,可知電流正在減小,故BC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
知識(shí)點(diǎn)二 電磁振蕩的周期和頻率
【情境導(dǎo)入】
如圖所示的電路.
(1)如果僅更換電感L更大的線圈,將開關(guān)S擲向1,先給電容器充電,再將開關(guān)擲向2,電容器通過線圈放電,線圈因自感現(xiàn)象產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢是否更大?“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?再將開關(guān)擲向2,電容器通過線圈放電,放電時(shí)間是否相應(yīng)地變長?振蕩周期T是否變長?
答案 (1)自感電動(dòng)勢更大,“阻礙”作用更大,周期變長.
(2)帶電荷量增大,放電時(shí)間變長,周期變長.
【知識(shí)梳理】
1.電磁振蕩的周期T:電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間.
2.電磁振蕩的頻率f:完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比,數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù).
如果振蕩電路沒有能量損耗,也不受其他外界條件影響,這時(shí)的周期和頻率叫作振蕩電路的固有周期和固有頻率.
3.LC電路的周期和頻率公式:T=2πeq \r(LC),f=eq \f(1,2π\(zhòng)r(LC)).
其中:周期T、頻率f、電感L、電容C的單位分別是秒(s)、赫茲(Hz)、亨利(H)、法拉(F).
【重難詮釋】
1.LC電路的周期和頻率公式:T=2πeq \r(LC),f=eq \f(1,2π\(zhòng)r(LC)).
2.說明:(1)LC電路的周期、頻率都由電路本身的特性(L和C的值)決定,與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的高低、是否接入電路中等因素?zé)o關(guān),所以稱為LC電路的固有周期和固有頻率.
(2)電路中的電流i、線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電容器極板間的電場強(qiáng)度E的變化周期就是LC電路的振蕩周期T=2πeq \r(LC),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=2πeq \r(LC);而電場能、磁場能變化周期是振蕩周期的一半,即T′=eq \f(T,2)=πeq \r(LC).
(2023春?南山區(qū)期末)圖一為某超聲波發(fā)生器中的核心元件—壓電陶瓷片。為使得壓電陶瓷片發(fā)生超聲振動(dòng),需要給它通入同頻率的高頻電信號(hào)。圖二為高頻電信號(hào)發(fā)生原理圖,已知某時(shí)刻電流i的方向指向A極板,且正在增大,下列說法正確的是( )
?
A.A極板帶負(fù)電
B.線圈L兩端的電壓在增大
C.磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能
D.減小自感系數(shù)L,超聲振動(dòng)的頻率不變
【解答】解:ABC、電流i的方向指向A極板,且正在增大,可得電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化,電容器正在放電,故A極板帶負(fù)電。電容器正在放電,電容器的電壓正在減小,線圈L兩端的電壓也隨之在減小,故A正確,BC錯(cuò)誤;
D、減小線圈的自感系數(shù)L,根據(jù)f,可知電磁振蕩的頻率變大,超聲振動(dòng)的頻率也隨之變大,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
(2023春?南通期末)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C置于儲(chǔ)罐中,電容C可通過開關(guān)S與電感L或電源相連,如圖所示當(dāng)S從a撥到b時(shí),LC電路中產(chǎn)生振蕩電流.則( )
A.當(dāng)儲(chǔ)罐中的液面上升時(shí),電容器的電容減小
B.當(dāng)儲(chǔ)罐中的液面上升時(shí),振蕩電流的頻率減小
C.當(dāng)S從a撥到b的瞬間,線圈中的電流最大
D.當(dāng)S從a撥到b的瞬間,電容器中的電場能最小
【解答】解:A、根據(jù)C,當(dāng)儲(chǔ)罐中的液面上升時(shí),相對電介質(zhì)常數(shù)?r變大,則電容器的電容變大,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)f,因C變大,故振蕩電流的頻率減小,故B正確;
CD、當(dāng)S從a撥到b的瞬間,此時(shí)電容器的帶電量最大,則電容器中的電場能最大,此時(shí)是電場能向磁場能轉(zhuǎn)化的初始時(shí)刻,故磁場能為零,線圈中的電流最小,且為零,故CD錯(cuò)誤。
故選:B。
(2023春?楊浦區(qū)校級(jí)期末)把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照圖示連成電路。把示波器的兩端連在電容器的兩個(gè)極板上。先把開關(guān)置于電源一側(cè)為電容器充電;稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè),從此刻開始計(jì)時(shí),電容器通過線圈放電。電路工作過程中,向外輻射電磁波,則電壓Uab隨時(shí)間t變化的波形是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:AD.先把開關(guān)置于電源一側(cè)為電容器充電,a板與電源的正極相連,故a板電勢高于b板,則Uab>0,則當(dāng)斷開開關(guān)后,電容器兩端的電壓一定,且為最大,故AD錯(cuò)誤;
BC.而再把開關(guān)置于線圈一側(cè)后,電容器放電,電路向外輻射電磁波,由于電路中的能量在耗散,因此電容器兩極板間的電壓越來越小,而電容器的充放電有其自身的固有周期,即周期不變,故B錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
(2023春?道里區(qū)校級(jí)期中)某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖所示,則此時(shí)刻( )
A.電感L和電容C都增大一倍,以使振蕩頻率增大一倍
B.振蕩電流i在增大
C.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化
D.磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化
【解答】解:A、根據(jù),可知電感L和電容C都增大一倍,則振蕩頻率變?yōu)樵瓉淼亩种?,故A錯(cuò)誤;
BCD、由圖可知電流由電容器的下極板經(jīng)過線圈到電容器的帶正電的上極板,可知電容器正在充電,其所帶的電荷量正在增加,磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能,磁場能減少,則振蕩電流正在減小,故BC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
模塊二 鞏固提高
(2023春?無錫期末)如圖所示是電磁波發(fā)射的LC電磁振蕩電路,某時(shí)刻電路中正形成如圖所示方向的電流,此時(shí)電容器的上極板帶負(fù)電.則以下說法正確的是( )
A.線圈中的磁場向上且正在減弱
B.電容器中的電場向上且正在增強(qiáng)
C.該時(shí)刻電路中的電流減小
D.若在線圈中插入鐵芯,則發(fā)射電磁波的頻率變小
【解答】解:ABC、由圖可知電流由電容器的帶正電的下極板經(jīng)過線圈到電容器的上極板,可得電容器正在放電,其所帶的電荷量減小,兩極板間電壓減小,電容器中的電場向上且正在減弱。電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,可知電流在增大,線圈中的磁場正在增強(qiáng),由安培定則判斷線圈中的磁場向上。故ABC錯(cuò)誤;
D、在線圈中插入鐵芯,則線圈的自感系數(shù)變大,根據(jù)f,因L變大,故發(fā)射電磁波的頻率變小,故D正確。
故選:D。
(2023春?如皋市校級(jí)月考)LC振蕩電路中的電流圖像如圖所示,規(guī)定回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎?。下圖中正確反映出1~2ms內(nèi)電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:1~2ms內(nèi),電流逐漸減小,磁場能逐漸減小,根據(jù)能量守恒定律知電場能逐漸增加,電容器的電場在變強(qiáng),所以電容器兩端電壓在增大,電容器在充電,因順時(shí)針電流方向?yàn)檎?,則電容器上極板帶正電,電場強(qiáng)度方向向下;由于電流逐漸減小,根據(jù)安培定則,線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向電流,故磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向向上,故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
(2023春?昌平區(qū)期末)圖甲為LC振蕩電路,取回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎芈分须娏鱥隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示,下列說法正確的是?( )
A.在t1~t2內(nèi),電容器C在放電
B.在t1~t2內(nèi),電容器C的上極板帶正電
C.在t2~t3內(nèi),磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能
D.在t2~t3內(nèi),電容器C兩極板間電壓在不斷減小
【解答】解:AB、在t1~t2內(nèi),回路中的電流減小,磁場能減少,電場能增多,可知電容器C在充電,因回路中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,可知電容器C的上極板帶負(fù)電,故AB錯(cuò)誤;
CD、在t2~t3內(nèi),回路中的電流增大,磁場能增加,電場能減小,可知電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能。電容器處于放電狀態(tài),電容器的電荷量正在減少,故電容器C兩極板間電壓在不斷減小,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
(2023?南通模擬)規(guī)定圖甲LC振蕩電路中逆時(shí)針方向的電流為正,M是電容器的上極板。從某時(shí)刻起記錄圖甲中的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。則圖像乙中的a~b段對應(yīng)電路甲中的( )
A.M板帶正電
B.M板的帶電量在變大
C.線圈L中的磁場能在變大
D.線圈L的自感電動(dòng)勢在變大
【解答】解:ABC.a(chǎn)點(diǎn)時(shí),電路中的電流為零,此時(shí)恰好反向充電完成,故a到b的過程中,電容器正在反向放電,此時(shí)電流為順時(shí)針方向,則C板帶正電,且C板帶電量在減小,電容器電場能在減小,線圈L中磁場能在變大,故AB錯(cuò)誤,C正確;
D.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律可知,電流變化率越小線圈L自感電動(dòng)勢越小,a到b過程中,電流變化率在逐漸減小,則線圈L自感電動(dòng)勢在逐漸減小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
(2023春?重慶期末)如圖所示的LC振蕩電路中,已知某時(shí)刻電流i的方向如圖所示,且正在減小,則此時(shí)( )
A.電容器C正在放電
B.A板帶負(fù)電
C.電感線圈L兩端電壓在增加
D.電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能
【解答】解:已知某時(shí)刻電流i的方向如圖所示,且正在減小,可知線圈磁場能減小,由能量守恒定律知,電容器電場能增加,磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能;電容器正在被充電,所以A板帶正電;根據(jù)可知電容器電壓增加,電感線圈L兩端電壓在增加。故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
(2023?黃埔區(qū)三模)圖甲為車輛智能道閘系統(tǒng)的簡化原理圖:預(yù)埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路,當(dāng)車輛靠近地感線圈時(shí),線圈自感系數(shù)變大,使得振蕩電流頻率發(fā)生變化,檢測器將該信號(hào)發(fā)送至車牌識(shí)別器,從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時(shí)間振蕩電路中的電流如圖乙,則下列有關(guān)說法正確的是( )
A.t1時(shí)刻電容器間的電場強(qiáng)度為最大值
B.t1~t2時(shí)間內(nèi),電容器處于放電過程
C.汽車靠近線圈時(shí),振蕩電流頻率變大
D.從圖乙波形可判斷汽車正遠(yuǎn)離地感線圈
【解答】解:A、t1時(shí)刻電流最大,磁場能最大,電容器間的電場強(qiáng)度為最小值,故A錯(cuò)誤;
B、t1~t2時(shí)間內(nèi),電流減小,電容器處于充電過程,故B錯(cuò)誤;
C、當(dāng)車輛靠近地感線圈時(shí),線圈自感系數(shù)變大,根據(jù)f,可知頻率減小,故C錯(cuò)誤;
D、從圖乙波形可知頻率越來越大,則線圈自感系數(shù)變小,汽車正遠(yuǎn)離地感線圈,故D正確。
故選:D。
(2023?重慶模擬)某收音機(jī)中的LC振蕩電路,由固定線圈和可調(diào)電容器組成,能夠產(chǎn)生頻率范圍為f到kf(k>1)的電磁振蕩??烧{(diào)電容器的最大電容和最小電容之比為( )
A.k4B.k3C.k2D.k
【解答】解:根據(jù)LC振蕩電路的固有頻率公式

可得
所以當(dāng)頻率范圍為f到kf(k>1)時(shí),可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比為:
,故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
(2023春?楊浦區(qū)校級(jí)月考)LC振蕩電路在某一時(shí)刻的電場和磁場方向如圖所示。下列說法中正確的是( )
A.電路中的電流在減少
B.電路中電流沿順時(shí)針方向
C.電容器上的自由電荷在減少
D.電路中磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化
【解答】解:線圈中磁場方向向上,根據(jù)安培定則可知,線圈中電流為自上而下,所以電路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,電容器上極板帶正電,所以電容器正在放電,所以電容器上的自由電荷在減少,電路電流在增大,電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化。故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
(2023春?佛山期末)某人設(shè)計(jì)了如圖所示的LC振蕩電路來測量微小物體所受的重力,電容器的上極板是一片彈性金屬薄膜,微小物體放置在金屬膜中央會(huì)使其下凹,測量時(shí)先把開關(guān)撥到a,電路穩(wěn)定后再把開關(guān)撥到b。通過電流傳感器測出電流的頻率就能測量出微小物體所受的重力。已知該電路振蕩電流的頻率滿足以下關(guān)系式,則下列說法正確的是( )
A.物體質(zhì)量越大,開關(guān)撥向a時(shí),電容器存儲(chǔ)的電量越小
B.開關(guān)由a撥向b瞬間,流經(jīng)電流傳感器的電流最大
C.開關(guān)由a撥向b后,該LC電路發(fā)生阻尼振蕩,但周期不變
D.測量時(shí),傳感器檢測到的電流頻率越大,表示物體質(zhì)量越大
【解答】解:A、物體質(zhì)量越大,金屬膜被壓彎的程度越大,平行板間的距離越小,由電容的決定式知,電容器的電容越大,由Q=CU,開關(guān)撥向a時(shí),電勢差不變,物體質(zhì)量越大,電容器存儲(chǔ)的電量越大,故A錯(cuò)誤;
B、開關(guān)由a撥向b瞬間,電容器剛要放電,流經(jīng)電流傳感器的電流為零,故B錯(cuò)誤;
C、開關(guān)由a撥向b后,該LC電路發(fā)生阻尼振蕩。根據(jù)振蕩電流的周期公式,電容和電感均不變,則振蕩電流周期不變,故C正確;
D、測量時(shí),傳感器檢測到的電流頻率越大,由知電容越小,由電容的決定式知平行板間的距離增大,表示物體質(zhì)量越小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
(2023?桃城區(qū)校級(jí)模擬)被譽(yù)為“救命神器”的自動(dòng)體外除顫儀(AED),是一種用于搶救心臟驟?;颊叩谋銛y式的醫(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,利用電極將脈沖電流作用于心臟,使患者心臟恢復(fù)正常跳動(dòng),若無其他條件變化時(shí),下列說法正確的是( )
A.脈沖電流作用于不同人體時(shí),電流大小相同
B.放電過程中,電流大小不變
C.自感系數(shù)L越小,放電脈沖電流的振蕩周期越短
D.電容C越小,電容器的放電時(shí)間越長
【解答】解:A.脈沖電流作用于不同人體時(shí),根據(jù)歐姆定律,不同人體的電阻不一定相同,則電流大小不一定相同,故A錯(cuò)誤;
B.放電過程中,電容器電場能逐漸減小,根據(jù)能量守恒定律,線圈中磁場能逐漸增大,則電流大小逐漸增大,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)振蕩周期
可知自感系數(shù)L越小,放電脈沖電流的振蕩周期越短,故C正確;
D.根據(jù)振蕩周期
可知電容C越小,放電脈沖電流的振蕩周期越短,則電容器的放電時(shí)間越短,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
(2023春?南海區(qū)期末)特雷門琴是唯一一種不需要接觸而演奏的樂器,其原理是利用天線和演奏者的手構(gòu)成等效電容C,與自感線圈L構(gòu)成LC振蕩電路,通過改變手的位置(手始終不超出天線長度范圍)改變電路頻率,從而發(fā)出不同聲調(diào)的聲音。其電路圖可簡化為如圖所示,下列演奏者的做法可以使特雷門琴的音調(diào)變高的是( )
A.戴絕緣手套B.手靠近天線
C.手從手掌變成握拳D.手平行天線向上移動(dòng)
【解答】解:振蕩電路的周期為:

若使特雷門琴的音調(diào)變高,則降低周期即可,根據(jù)電容的決定式

可知戴絕緣手套、手靠近天線、手平行天線向上移動(dòng)均會(huì)使電容增大,只有手從手掌變成握拳,減小手與天線的正對面積,可以減小電容,從而減小周期,增大頻率,使特雷門琴的音調(diào)變高。故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
電路狀態(tài)
a
b
c
d
e
時(shí)刻t
0
eq \f(T,4)
eq \f(T,2)
eq \f(3T,4)
T
電荷量q
最多
0
最多
0
最多
電場能EE
最大
0
最大
0
最大
電流i
0
正向最大
0
反向最大
0
磁場能EB
0
最大
0
最大
0

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1 電磁振蕩

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