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2019-2020年高中物理課時跟蹤檢測九電磁振蕩教科版 1．LC回路中電容器兩端電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖1所示(　　) 圖1 A．在時刻t2，電路中的電流最大 B．在時刻t3，電路中的磁場能最大 C．從時刻t2至t3，電路中的電場能不斷增大 D．從時刻t3至t4，電容器所帶的電荷量不斷增大 2．已知LC振蕩電路中的電容器電容為C，線圈的電感為L，則正在振蕩的電路中(　　) A．電容器放電的時間，取決于充電電壓的大小 B．電容器放電的時間，取決于L和C的數(shù)值 C．電場和磁場相互轉(zhuǎn)化的周期為2π D．電場能和磁場能相互轉(zhuǎn)化的周期為2π 3.如圖2所示，某瞬間回路中電流方向如箭頭所示，且此時電容器的極板A帶正電荷，則該瞬間(　　) 圖2 A．電流i正在增大，線圈L中的磁場也正在增大 B．電容器兩極板間的電壓正在增大 C．電容器帶電量正在減小 D．線圈中電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在增強(qiáng) 4．某種電子鐘是利用LC振蕩電路制成的，在家使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)每晝夜總是快1 min，造成這種現(xiàn)象的可能原因是(　　) A．L不變，C變大了　　 　B．L不變，C變小了 C．L變小了，C不變 D. L、C均變小了 5.如圖3所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光?，F(xiàn)突然斷開S，并開始計時，能正確反映電容器a極板上電荷量q隨時間變化的圖像是圖中的哪一個(圖中q為正值表示a極板帶正電)(　　) 圖3 圖4 6．已知一理想的LC振蕩電路中電流變化規(guī)律與單擺振動的變化規(guī)律同步，若在電容器開始放電時計時，則(　　) A．單擺勢能最大時，LC振蕩電路中的電場能最大，磁場能為零 B．單擺速度逐漸增大時，LC振蕩電路中的電場能逐漸減小，磁場能逐漸增大 C．單擺動能最大時，LC振蕩電路的電容器剛放完電，電場能為零，電路中電流為零 D．單擺速度逐漸減小時，LC振蕩電路的電容器處于充電過程，電路中電流逐漸增大 7．在LC振蕩電路中，如已知電容C，并測得電路的固有振蕩周期為T，即可求得電感L。為了提高測量精度，需多次改變C值并測得相應(yīng)的T值?，F(xiàn)將測得的六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)，以T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即圖5中用“”表示的點(diǎn)，如圖所示。 圖5 (1)T、L、C的關(guān)系為 ____________。 (2)根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點(diǎn)作出T2與C的關(guān)系圖線。 (3)求得L的值是 ____________。(π2取10) 圖6 8．實驗室里有一水平放置的平行板電容器，知道其電容C＝1 μF。在兩板帶有一定電荷時，發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩板間。手頭上還有一個自感系數(shù)L＝0.1 mH的電感器，現(xiàn)連成如圖6所示電路，試分析以下兩個問題： (1)從S閉合時開始計時，經(jīng)過π10－5 s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？ (2)當(dāng)粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大？ 答 案 1．選AC　根據(jù)電容器兩端電壓與電荷量的關(guān)系q＝CU可知，t2時刻，電容器上的電荷量為零，即放電完畢，電流最大，故選項A正確；t3時刻，電荷量最大，電流最小為零，磁場能最小，故選項B錯誤；t2～t3時間內(nèi)，電荷量增加，即充電過程，電場能不斷增加，故選項C正確；t3～t4時間內(nèi)，是放電過程，電荷量不斷減少，故選項D錯誤。 2．選BC　電容器放電的時間等于，僅與決定周期的L和C有關(guān)，T＝2π與充電電壓大小無關(guān)，A錯誤，B正確；電場和磁場都是有方向的，場強(qiáng)為矢量，所以電場和磁場的轉(zhuǎn)化周期為T＝2π，C正確；電場能和磁場能是標(biāo)量，只有大小沒有方向，所以電場能和磁場能的轉(zhuǎn)化周期為＝π，D錯誤。 3．選B　根據(jù)電流方向可知電容器正處于充電狀態(tài)，電容器充電過程中，回路中電流減小，磁場能減小，電場能增大，電容器帶電量正在增大，電壓正在增大，線圈中電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減弱，故只有B正確。 4．選BCD　電子鐘每晝夜總是快1 min，說明其單位時間振動次數(shù)多了，即周期變小了。由T＝2π知，一定是L與C的乘積變小了，所以B、C、D正確。 5．選B　確定a極板上電荷量q的起始狀態(tài)，再確定第一個四分之一周期內(nèi)的變化情況。S處于接通狀態(tài)時，電流穩(wěn)定，因忽略L的電阻，電容器兩極板間的電壓為零，電荷量為零。S斷開，D燈熄滅，LC組成的回路將產(chǎn)生電磁振蕩。由于線圈的自感作用，在0≤t≤ 時間段內(nèi)，線圈產(chǎn)生的自感電動勢給電容器充電，電流方向與原線圈中的電流方向相同，電流值從最大逐漸減小到零，但電荷量卻從零逐漸增加到最大，在時刻充電完畢，電流值為零而極板上的電荷量最大，但b板帶正電，a板帶負(fù)電，所以選項B正確。 6．選AB　由電場能為零時，磁場能達(dá)到最大，電路中電流最大，判斷C錯誤；又因為電容器充電過程，電路中電流逐漸減小，所以D錯誤。對于A、B，首先要明確電路中的電流與單擺的速度相對應(yīng)，則一個周期內(nèi)變化如下表： 　時刻 相關(guān)物理量　　 t＝0(開始放電) t＝ t＝ t＝T t＝T 電流i、磁場能 零 最大 零 最大 零 電場能(E，q，U) 最大 零 最大 零 最大 速度v、動能 零 最大 零 最大 零 勢能 最大 零 最大 零 最大 由上表可知，第一組同步變化的是電流、磁場能和速度、動能；第二組同步變化的是電場能和單擺的勢能。故A、B正確。 7．解析：(1)T、L、C的關(guān)系為T＝2π。 (2)作圖時，圖像應(yīng)盡量通過或靠近比較多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，不通過圖像的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)盡量較均勻地分布在圖線的兩側(cè)，如圖所示。 (3)將LC回路的固有周期公式T＝2π變換成T2＝4π2LC，從而認(rèn)識到T2－C圖像為一過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(在本題中，橫、縱坐標(biāo)的起點(diǎn)不為零，圖線在縱軸上有一正截距值)，圖像的斜率為4π2L，L＝，從圖線上取兩點(diǎn)求得斜率k＝，計算出L的測量平均值為0.035 1～0.040 0 H范圍內(nèi)的某一數(shù)值。 答案：(1)T＝2π (2)見解析圖 (3)在0.035 1～0.040 0 H內(nèi)均可 8．解析：(1)S斷開時，電容器內(nèi)帶電粉塵恰好靜止，說明電場力方向向上，且F電＝mg，閉合S后，L、C構(gòu)成LC振蕩電路，T＝2π＝2π10－5 s，經(jīng)＝π10－5 s時，電容器間的場強(qiáng)反向，電場力的大小不變，方向豎直向下， 由牛頓第二定律得：a＝＝2g。 (2)線圈中電流最大時，電容器兩極間的場強(qiáng)為零，由牛頓第二定律可得：a＝＝g，方向豎直向下。 答案：(1)2g　(2)g　方向豎直向下