教科版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡习题

这是一份教科版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡习题，共3页。试卷主要包含了答案等内容，欢迎下载使用。

A．1×10－8～2×10－8s，电路中的电场能转化为磁场能
B．电容器的电容为4×10－12F
C．2×10－8s时刻穿过线圈的磁通量最大
D．3×10－8s时刻穿过线圈的磁通量变化率最大
2．(多选)如图甲所示的电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器(原来不带电)，闭合开关S，待电路达到稳定状态后再断开开关S，LC回路中将产生电磁振荡．如果规定电感线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0，那么断开开关后( )
A．图乙可以表示电感线圈中的电流i随时间t的变化规律
B．图丙可以表示电感线圈中的电流i随时间t的变化规律
C．图乙可以表示电容器左极板的电荷量q随时间t的变化规律
D．图丙可以表示电容器右极板的电荷量q随时间t的变化规律
3.
为了测量储罐中不导电液体的高度，设计如图所示电路．电容C的两极板插入储罐的液体中，先将开关S接a，待电容器充满电后，再接b，由电感L与电容C构成的回路产生振荡电流，根据振荡电流的振荡频率变化情况确定测量储罐中液体的高度．下列分析正确的是( )
A．若电流振荡频率减小，则电容器电容减小，罐中液面下降
B．若电流振荡频率减小，则电容器电容增大，罐中液面上升
C．若电流振荡频率增大，则电容器电容减小，罐中液面上升
D．若电流振荡频率增大，则电容器电容增大，罐中液面下降
4.
实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF.在两极板上带有一定电荷时，发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间．手头上还有一个电感L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，分析以下问题：(重力加速度为g)
(1)从S闭合时开始计时，至少经过多长时间电容器电场方向向上？此时粉尘的加速度大小是多少？
(2)从S闭合时开始计时，至少经过多长时间线圈中电流最大？此时粉尘的加速度大小是多少？
专项1 与电磁振荡有关的综合问题
1．答案：B
解析：由题图乙知1×10－8～2×10－8s，电容器两极板间的电压增大，是充电过程，电路中的磁场能转化成电场能，故A错误；由T＝2πeq \r(LC)可得，电容C＝eq \f(T2,4π2L)＝eq \f(（4×10－8）2,4×π2×10－5)F＝4×10－12F，故B正确；2×10－8s时，电容器两极板间的电压最大，是充电刚结束的时刻，此时电流为零，穿过线圈的磁通量为零，故C错误；3×10－8s时，电容器两极板间的电压为零，是放电刚结束的时刻，此时电流最大，此时磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率最小，故D错误．
2．答案：AD
解析：闭合S，电路达到稳定状态时，线圈内有电流而电容器两端没有电压，线圈中的电流从a流向b，断开开关瞬间，线圈内的电流要减小，而线圈的感应电动势阻碍电流减小，则电流方向不变，大小在慢慢减小，同时对电容器充电，电容器的右极板带正电；当电容器充电完毕时，电流为零，右极板带正电荷量达到最大．接着电容器放电，电流方向与之前相反，大小在不断增大，电容器放电完毕时，电流达到反向最大．之后电容器与线圈组成的LC回路重复充放电过程，在LC回路中形成电磁振荡，回路中出现余弦式电流，电容器右极板上的电荷量q随时间t按正弦规律变化，故A、D正确，B、C错误．
3．答案：B
解析：根据f＝eq \f(1,T)＝eq \f(1,2π\r(LC))，又C＝eq \f(εrS,4πkd)，可知电流振荡频率减小，则电容器电容增大，电容器极板间的相对介电常数变大，罐中液面上升，故B正确，A错误；根据f＝eq \f(1,T)＝eq \f(1,2π\r(LC))，又C＝eq \f(εrS,4πkd)，可知电流振荡频率增大，则电容器电容减小，电容器极板间的相对介电常数变小，罐中液面下降，故C、D错误．
4．答案：(1)π×10－5s 2g (2)eq \f(π,2)×10－5s g
解析：(1)开关断开时，电容器内带负电的粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，电场方向向下，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，其周期T＝2πeq \r(LC)＝2π×10－5s
因此至少经过eq \f(T,2)＝π×10－5s时，电容器间的场强方向变为向上，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得a＝eq \f(F电＋mg,m)＝2g
(2)从S闭合时开始计时，至少经过eq \f(t,4)＝eq \f(π,2)×10－5s，线圈中电流最大，电容器两极板间的场强为零，粉尘只受重力，由牛顿第二定律可得a′＝eq \f(mg,m)＝g