4.1 电磁振荡 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第四章 电磁振动与电磁波 第1节 电磁振荡 同步练习 一、单项选择题 1.如图甲所示，在LC振荡电路中，其电流变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i的正方向，则（　　） A.0~0.5 s时间内，电容器C在放电 B.0.5~1 s时间内，电场能正在减小 C.1~1.5 s时间内，磁场能正在减小 D.1.5~2 s时间内，P点的电势比Q点的电势低 2.图甲为某超声波发生器中的核心元件压电陶瓷片。为了使压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。图乙为高频电信号发生原理图，已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是（　　） A.A极板带负电 B.线圈L两端的电压在增大 C.磁场能正在转化为电场能 D.减小自感系数L，超声振动的频率不变 3.LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u－t图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A.t1~t2时间内，电路中电流不断增大 B.t2~t3时间内，电场能越来越小 C.t3时刻，磁场能为零 D.t3时刻电流方向要改变 4.如图甲所示，LC电路中的电流正在变大，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A.回路中的磁场能正在向电场能转化 B.电路1中电容为电路2中电容的4倍 C.电路2中的电流最大时，电路1中的电流也一定最大 D.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等 5.图甲所示LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示（规定沿顺时针方向的电流为正），则（　　） A.0.5 s 至1 s时间内，电容器放电 B.0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电 C.1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能 D.1 s至1.5 s时间内，电容器下极板的电势高 6.LC振荡电路在t1和t2时刻线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若t2－t1＝，则（　　） A.在t1时刻电容器正在充电 B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强 C.在t1时刻电路中电流正在减小 D.在t2时刻线圈中磁场正在增强 7.右图为LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知（　　） A.在t1时刻，电路中的磁场能最大 B.t1到t2电路中的电流不断减小 C.从t2到t3电容器不断放电 D.在t4时刻，电容器的电场能最小 二、多项选择题 7.关于LC振荡电流，下列说法正确的是（　　） A.振荡电流最大的瞬间，自感电动势为零 B.振荡电流为零时，自感电动势最大 C.振荡电流减小的过程中，自感电动势方向与电流同方向 D.振荡电流增大的过程中，磁场能转化为电场能 8.电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是（　　） A.电池用久了 B.振荡电路中电容器的电容大了 C.振荡电路中线圈的自感系数大了 D.振荡电路中电容器的电容小了 9.已知一理想的LC振荡电路中电流变化规律与单摆振动的速度变化规律同步，设在电容器开始放电时计时，则（　　） A.单摆势能最大时，LC振荡电路中的电场能最大，磁场能为零 B.单摆速度逐渐增大时，LC振荡电路中的电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大 C.单摆动能最大时，LC振荡电路的电容器刚放完电，电场能为零，电路中电流为零 D.单摆速度逐渐减小时，LC振荡电路的电容器处于充电过程，电路 10.如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感系数为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是（　　） A.t＝0时刻，电容器的左板带负电，右板带正电 B.t＝时刻，线圈L的感应电动势最大 C.t＝π时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左 D.t＝时刻，电容器C两极板间电压最大 三、非选择题 11.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。实验室里还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路。 （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？ 第四章 电磁振动与电磁波 第1节 电磁振荡 同步练习 一、单项选择题 1.如图甲所示，在LC振荡电路中，其电流变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i的正方向，则（　　） A.0~0.5 s时间内，电容器C在放电 B.0.5~1 s时间内，电场能正在减小 C.1~1.5 s时间内，磁场能正在减小 D.1.5~2 s时间内，P点的电势比Q点的电势低 答案：A 2.图甲为某超声波发生器中的核心元件压电陶瓷片。为了使压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。图乙为高频电信号发生原理图，已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是（　　） A.A极板带负电 B.线圈L两端的电压在增大 C.磁场能正在转化为电场能 D.减小自感系数L，超声振动的频率不变 答案：A 解析：电流i的方向指向A极板，且正在增大，可得电场能正在向磁场能转化，电容器正在放电，故A极板带负电，电容器的电压正在减小，线圈L两端的电压也随之在减小，选项A正确，B、C错误。减小线圈的自感系数，根据f=，可知电磁振荡的频率变大，超声振动的频率也随之变大，选项D错误。 3.LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u－t图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A.t1~t2时间内，电路中电流不断增大 B.t2~t3时间内，电场能越来越小 C.t3时刻，磁场能为零 D.t3时刻电流方向要改变 答案：B 解析：t1时刻电路中电流最大，t1~t2时间内，向电容器反方向充电，t2时刻电容器两端电压最大，电流最小，选项A错误。t2~t3时间内，电容器放电，电场能逐渐转化为磁场能，电场能越来越小，t3时刻电流达到最大，磁场能最大，选项B正确，C错误。t3时刻继续向电容器反向充电，则电流方向不变，选项D错误。 4.如图甲所示，LC电路中的电流正在变大，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A.回路中的磁场能正在向电场能转化 B.电路1中电容为电路2中电容的4倍 C.电路2中的电流最大时，电路1中的电流也一定最大 D.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等 答案：C 解析：根据安培定则可知，题图甲中电流从电容器流出，电容器在放电，电场能转换为磁场能，选项A错误；由题图乙可知，电路2的振荡周期为电路1的2倍，根据公式T＝2π，可知电路2中电容为电路1中电容的4倍，选项B错误；电路2对应的电流最大时，电容器两端的电压为0，由题图乙可知此时电路1对应的电容器两端的电压也为0，即电路1对应的电流也最大，选项C正确；根据电容的定义式C＝可得Q＝CU，由于改变电容器的电容前后电容器两端的最大电压相同，且电路2对应的电容为电路1对应的电容的4倍，可知电路2对应的电容器所带最大电荷量是电路1对应的电容器所带最大电荷量的4倍，选项D错误。 5.图甲所示LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示（规定沿顺时针方向的电流为正），则（　　） A.0.5 s 至1 s时间内，电容器放电 B.0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电 C.1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能 D.1 s至1.5 s时间内，电容器下极板的电势高 答案：D 解析：由题图乙可知，在0.5~1 s的时间内，电流为正方向，且电流值正在减小，电容器正在充电，选项A错误。由题意可知，LC电路中的电流是沿顺时针方向的，而且电容器C正在充电，由于充电电流是由电容器C的负极板流出，流向正极板，可知在0.5~1 s的时间内电容器C的上极板带负电，下极板带正电，选项B错误。在1~1.5 s的时间内，电流为负方向，且电流值正在增大，所以电场能正在转化为磁场能，由题意可知，此时间内LC电路中的电流是沿逆时针方向的，所以电容器下极板的电势高，选项C错误，D正确。 6.LC振荡电路在t1和t2时刻线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若t2－t1＝，则（　　） A.在t1时刻电容器正在充电 B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强 C.在t1时刻电路中电流正在减小 D.在t2时刻线圈中磁场正在增强 答案：B 解析：由t2－t1＝知t2－t1＝。从题图可看出t1、t2两个时刻螺线管处的电流都是从左向右通过螺线管，由于电流方向是正电荷运动方向，t1时刻正电荷从左极板流出然后通过螺线管，正处于放电状态，只要是放电，振荡电流就是增大的，故选项A、C错误。t2时刻，电流从左向右通过螺线管，而右极板带正电，说明正电荷正往右极板上聚集，所以t2时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两极间电场增强，故选项B正确。又由于充电过程振荡电流总是减小的，故线圈中磁场在减弱，故选项D错误。 7.右图为LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知（　　） A.在t1时刻，电路中的磁场能最大 B.t1到t2电路中的电流不断减小 C.从t2到t3电容器不断放电 D.在t4时刻，电容器的电场能最小 答案：D 解析：作出i－t图线（图中虚线），注意到i－t图线按余弦规律变化，电流大，磁场能大；电容器C电荷量大，电场能大，判断出选项A、B、C错误，D正确。 二、多项选择题 7.关于LC振荡电流，下列说法正确的是（　　） A.振荡电流最大的瞬间，自感电动势为零 B.振荡电流为零时，自感电动势最大 C.振荡电流减小的过程中，自感电动势方向与电流同方向 D.振荡电流增大的过程中，磁场能转化为电场能 答案：ABC 8.电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是（　　） A.电池用久了 B.振荡电路中电容器的电容大了 C.振荡电路中线圈的自感系数大了 D.振荡电路中电容器的电容小了 答案：BC 解析：电子钟变慢，说明LC振荡电路的振荡周期变大，根据公式T=2π可知，振荡电路中电容器的电容变大或线圈的自感系数变大都会导致振荡电路的周期变大，选项B、C正确。 9.已知一理想的LC振荡电路中电流变化规律与单摆振动的速度变化规律同步，设在电容器开始放电时计时，则（　　） A.单摆势能最大时，LC振荡电路中的电场能最大，磁场能为零 B.单摆速度逐渐增大时，LC振荡电路中的电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大 C.单摆动能最大时，LC振荡电路的电容器刚放完电，电场能为零，电路中电流为零 D.单摆速度逐渐减小时，LC振荡电路的电容器处于充电过程，电路中电流逐渐增大 答案：AB 解析：电路中的电流与单摆的速度相对应，则一个周期内的变化如下表所示。 相关物理量 t＝0 （开始放电） t＝ t＝ t＝T t＝T 电流i、磁场能 零 最大 零 最大 零 电场能、E、q、U 最大 零 最大 零 最大 单摆的速度、动能 零 最大 零 最大 零 单摆的势能 最大 零 最大 零 最大 由上表可知，单摆动能最大时，电场能为零，此时，磁场能达到最大，电路中电流最大，选项C错误。单摆速度逐渐减小时，电容器处于充电过程，电路中电流逐渐减小，选项D错误。第一组同步变化的是电流i、磁场能和单摆的速度、动能，第二组同步变化的是电场能、E、q、U和单摆的势能，选项A、B正确。 10.如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感系数为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是（　　） A.t＝0时刻，电容器的左板带负电，右板带正电 B.t＝时刻，线圈L的感应电动势最大 C.t＝π时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左 D.t＝时刻，电容器C两极板间电压最大 答案：BD 解析：没断开开关前，线圈与R串联，由于线圈的电阻不计，所以线圈两端的电压为零，电容器两极板上电荷量为零，此时通过线圈的电流自右向左。当断开开关时，开始给电容器充电，电流逐渐减小，经过个周期，充电电流减小到最小，此时电容器上电荷量最多（左板带正电，右板带负电），线圈L的感应电动势最大，选项A错误，B正确。随后电容器放电，再经过T（即t＝π时刻）放电完毕，电流达到最大，从左向右通过线圈，选项C错误。随后再充电，再经过，充电完毕，此时电容器上电荷量最多，两极板间电压最大，选项D正确。 三、非选择题 11.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。实验室里还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路。 （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）开关断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明静电力方向向上，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，电容器间的电场强度反向，静电力的大小不变，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，电容器两极间的电场强度为零，由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下。 学科网（北京）股份有限公司 $