物理选择性必修 第二册1 电磁振荡练习题

4.1 电磁振荡

一、选择题

1．如图所示是一个LC振荡电路中电流的变化图线，下列说法正确的是(　D　)

A．t1时刻电感线圈两端电压最大

B．t2时刻电容器两极板间电压为零

C．t1时刻电路中只有电场能

D．t1时刻电容器所带电荷量为零

解析：振荡过程中由于电感和电容的存在，电路不是纯电阻电路，故不满足欧姆定律的适用条件。由i­t图像可知t1时刻电流i最大，t2时刻电流i为零，误认为i与u满足欧姆定律I＝，A、B错误；电流i最大时，说明磁场最强，磁场能最大，电场能为零，电容器电压、电荷量均为零，C错误，D正确。

2．在LC振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是(　B　)

A． B．

C．π D．2π

解析：在LC振荡电路中，电容器极板上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是t＝＝，故选项B正确。

3．如图所示，i－t图像表示LC振荡回路的电流随时间变化的图像，在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间是图中(　D　)

A．Oa段 B．ab段

C．bc段 D．cd段

解析：根据题意，回路中电流在减小，给电容器充电，且M板带正电，则这段时间应是图中cd段，故选D。

4．如图所示，L是电阻不计的电感线圈，开关S闭合后电路中有稳定的电流，若t＝0时刻断开S切断电源，则电容器A板所带电荷量Q随时间变化的图线应是图中的哪一个(　C　)

解析：开关S闭合时线圈L中有电源提供的向下的电流，其电阻为零，故两端无电压，与其并联的电容器被短路，断开开关S，线圈与电源及电阻器断开而与电容器C构成LC回路，线圈上原来的电源电流被切断，但由于自感，线圈上的电流不会立刻减弱为零，而要保持原来方向继续流动，并对电容器充电，这就使电容器A板带上负电荷并逐渐增多，当充电电流减为零时，电容器A板上的负电荷量达到最大值。此后电容器放电，B板上正电荷通过线圈移至A板，放电完毕后，电荷量减为零，接着又开始反方向的充电过程，A板上正电荷逐渐增多直至最大，再放电……电路中形成电磁振荡。因此，电容器A板上电荷量随时间变化的图线是C。

5．(多选)LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是(　ABD　)

A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电

B．若电容器正在放电，则电容器上极板带负电

C．若电容器上极板带正电，则自感电动势正在减小

D．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流减小

解析：若磁场正在减弱，由楞次定律可得线圈上端为正极，则电容器上极板带正电，故A正确；若电容器正在放电，由安培定则可得电容器上极板带负电，故B正确；若电容器上极板带正电，说明电容器在充电，磁场能转化为电场能，则线圈中电流应该减小的越来越快，此时线圈中的自感电动势在增大，故C错误；若电容器正在充电，则线圈自感作用阻碍电流的减小，故D正确。

二、非选择题

6．如图所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图像，由图可知，在OA时间内电场能转化为磁场能；在AB时间内电容器处于充电(填“充电”或“放电”)过程；在时刻C，电容器带电荷量为零(填“为零”或“最大”)。

解析：由题图可知，振荡电流随时间按正弦规律变化，在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能，在AB时间内电流减小，电容器正在充电，在时刻C电流最大，电容器放电完毕，带电荷量为零。

7．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1 μF。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。手头上还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：

(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？

(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？

答案：(1)2g　(2)g

解析：(1)S断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，T＝2π＝2π×10－5 s，经＝π×10－5 s时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：a＝＝2g。

(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下。