第4章 第1节 电磁振荡-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用课件(人教版)

第1节　课后达标检测 1．(多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是(　　) A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大 B．电荷量为0时，线圈中振荡电流最大 C．电荷量增多的过程中，电路中的磁场能转化为电场能 D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能 3 4 5 6 7 8 9 10 2 12 11 1 √ √ 课后达标检测 解析：电容器电荷量最大时，振荡电流为0，A错误； 电荷量为0时，放电结束，振荡电流最大，B正确； 电荷量增多时，磁场能转化为电场能，C正确； 同理可判断D错误。 3 4 5 6 7 8 9 10 2 12 11 1 课后达标检测 2．在LC回路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是(　　) A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期 B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为0 C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大 D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积 3 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 √ 课后达标检测 解析：电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误； 电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误； 振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压无关，C错误； 提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C，达到增大振荡频率的目的，D正确。 3 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 课后达标检测 4 5 6 7 8 1 9 10 2 12 11 3 √ 课后达标检测 4 5 6 7 8 1 9 10 2 12 11 3 课后达标检测 4．在图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是(　　) 3 5 6 7 8 1 9 10 2 12 11 4 √ 课后达标检测 3 5 6 7 8 1 9 10 2 12 11 4 课后达标检测 5．(多选)图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右规定为电流的正方向，则(　　)   A．0.5 ms到1 ms内，电容器C正在充电 B．0.5 ms到1 ms内，电容器的上极板带正电荷 C．1 ms到1.5 ms内，Q点比P点电势低 D．1 ms到1.5 ms内，电场能正在减小 3 4 6 7 8 1 9 10 2 12 11 5 √ √ 课后达标检测 解析：由题图乙可知，在0.5 ms到1 ms内，电流为正方向且减小，故电容器正在充电，此时经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故A正确，B错误； 在1 ms到1.5 ms内，通过自感线圈的电流向上且增大，则Q点比P点电势高，因为电流在增大，故磁场能在增大，电容器处在放电过程，故电场能在减小，故C错误，D正确。 3 4 6 7 8 1 9 10 2 12 11 5 课后达标检测 6.(2024·宁夏六盘山中学期中)如图所示的无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路。若话筒使用时，某时刻，话筒中LC振荡电路中磁场方向如图所示，且电流正在减小，下列说法正确的是(　　) A．电容器正在放电，极板上的电荷量正在减少 B．电容器下板带负电 C.俯视看，线圈中电流沿逆时针方向 D．电场能正在向磁场能转化 3 4 5 7 8 1 9 10 2 12 11 6 √ 课后达标检测 解析：电流正在减小，则说明电容器正在充电，电容器极板上的电荷量正在增大，电容器的电场能逐渐增加，磁场能在向电场能转化，故A、D错误； 根据楞次定律结合安培定则可知，回路中电流为逆时针方向(俯视看)，且电容器正在充电，则可知电容器下极板带正电，故B错误； 俯视看，线圈中电流沿逆时针方向，故C正确。 3 4 5 7 8 1 9 10 2 12 11 6 课后达标检测 7.(2024·江苏徐州统考期中)振荡电路在自动控制、无线电通信等领域具有广泛应用。某LC振荡电路中，线圈中的磁场及电容器中的电场如图中所示，该时刻(　　) A．电容器正在放电 B．电路中的电流正在增大 C．线圈中磁场能正在增大 D．减小电容器的电容，可以增大振荡电路辐射能量的本领 3 4 5 6 8 1 9 10 2 12 11 7 √ 课后达标检测 解析：根据线圈中磁场的方向可以判断线圈中的电流方向为从下到上，是电容器充电过程，故A错误； 电容器充电过程电流在减小，故B错误； 充电过程磁场能向电场能转化，所以磁场能在减小，故C错误； 减小电容，LC振荡电路的频率增加，故辐射能量的本领也在增加，故D正确。 3 4 5 6 8 1 9 10 2 12 11 7 课后达标检测 8．(2024·江苏连云港高中校考期中)如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向如图所示，则(　　)   A．若A板此时已经带正电，则电流i正在增大 B．若A板此时已经带负电，电容器两极板间的电场能正在减小 C．若在线圈中插入铁芯，振荡频率增大 D．若减小平行板电容器A、B间的距离，振荡频率增大 3 4 5 6 7 1 9 10 2 12 11 8 √ 课后达标检测 解析：若A板此时已经带正电，电容器在放电，电场能正向磁场能转化，则电流i正在增大，故A正确； 若A板此时已经带负电，电容器在充电，磁场能正向电场能转化，电容器两极板间的电场能正在增大，故B错误； 3 4 5 6 7 1 9 10 2 12 11 8 课后达标检测 9．(2024·河北邢台联考)在学校食堂就餐刷卡时，听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。餐卡内部有由电感线圈L和电容C构成的LC 振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是(　　) A．该时刻电容器正在放电 B．电路中电流正在增大 C．线圈中的磁场能正在增大 D．电容器内的电场强度正在增大 3 4 5 6 7 8 1 10 2 12 11 9 √ 课后达标检测 解析：由题图分析可知电容器正在充电，电流正在减小，线圈的磁场能正在减小，电容器所带电荷量增加，则两板间电场强度正在增大，A、B、C错误，D正确。 3 4 5 6 7 8 1 10 2 12 11 9 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 2 12 11 10 √ 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 2 12 11 10 课后达标检测 11．(2024·山东青岛二中校考)如图为LC振荡电路在t＝0时刻的状态，该时刻电容器放电刚结束。已知线圈的自感系数为0.4 H，电容器的电容为40 μF，下列说法正确的是(　　) A．t＝π×10－3 s时，线圈中的自感电动势在减小 B．t＝3π×10－3 s时，电场方向向下，电场强度大小逐渐减小 C．t＝5π×10－3 s时，磁感应强度方向向下，大小逐渐减小 D．t＝7π×10－3 s时，电场方向向下，电路中电流正在减小 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 12 11 √ 课后达标检测 t＝2π×10－3 s时，电路中电流为0，此时电容器上极板带负电，下极板带正电，在2π×10－3 s<t<4π×10－3 s时，电路中电流增大，电容器反向放电，电场强度减小，电场方向向上，所以当t＝3π×10－3 s时，电场方向向上，电场强度减小，故B错误； 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 12 11 课后达标检测 t＝5π×10－3 s时，电路中电流方向为顺时针，大小在减小，根据安培定则判断，磁感应强度方向向下，大小逐渐减小，故C正确； t＝7π×10－3 s时，电流沿逆时针方向增大，则上极板带正电，下极板带负电，电场方向向下，故D错误。 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 12 11 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 11 12 √ √ 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 11 12 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 11 12 课后达标检测 3.如图所示，LC振荡电路中电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，电容器在图示时刻所带的电荷量为Q。若图示时刻电容器正在放电，至放电完毕所需时间为 eq \f(1,3) π eq \r(LC) ；若图示时刻电容器正在充电，则充电至电容器所带电荷量最大所需时间为(　　) A． eq \f(1,2) π eq \r(LC) 　　　　　 　 B． eq \f(1,3) π eq \r(LC) C． eq \f(1,6) π eq \r(LC) D． eq \f(2,3) π eq \r(LC) 解析：LC振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次，每次充电或放电的时间均为 eq \f(1,4) T＝ eq \f(π,2) eq \r(LC) 。根据题意可知，电容器所带的电荷量由Q减小到零所需时间为 eq \f(1,3) π eq \r(LC) ＝ eq \f(1,6) T，说明电容器所带的电荷量由最大放电到Q所需时间为 eq \f(1,4) T－ eq \f(1,6) T＝ eq \f(1,12) T＝ eq \f(1,6) π eq \r(LC) ，则电容器所带电荷量由Q充电至最大所需时间同样为 eq \f(1,6) π eq \r(LC) ，C正确。 解析：电容器极板间电压U＝ eq \f(Q,C) ，随电容器极板上所带电荷量的增多而增大，随电荷量的减少而减小。从题图乙可以看出，在0到 eq \f(T,4) 这段时间内是充电过程，且UAB>0，即φA>φB，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻电压为零，电容器极板上的电荷量为零，电流最大，即t＝0时刻，电流为负向最大，故D正确，A、B、C错误。 根据C＝ eq \f(εrS,4πkd) ，当减小电容器两极板之间的距离时，电容器的电容C增大，由振荡频率f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) 知，振荡频率减小，故D错误。 根据f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) ，若在线圈中插入铁芯，自感系数增大，振荡频率减小，故C错误； 10．把可变电容器接在L不变的LC振荡电路中，为了使振荡的频率从700 Hz变为1 400 Hz，可采取的办法是(　　) A．电容增大到原来的4倍 B．电容增大到原来的2倍 C．电容减小到原来的 eq \f(1,2) D．电容减小到原来的 eq \f(1,4) 解析：由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的 eq \f(1,2) ，由T＝2π eq \r(LC) 可知，L不变，当C＝ eq \f(1,4) C0 时才符合要求，D正确。 解析：由T＝2π eq \r(LC) 代入数据可得，电磁振荡的周期T＝8π×10－3 s，t＝0时刻，电容器放电刚结束，电路中电流和磁感应强度最大，t＝π×10－3 s时，电路中电流在减小，磁通量变化量减小，由楞次定律得，线圈的自感电动势增大，故A错误； 12.(多选)如图所示LC振荡电路中，电容C为0.4 μF，电感L为1 mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电的灰尘恰好静止。当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动。已知LC振荡电路的振荡周期T＝2π eq \r(LC) ，不计带电灰尘对电路的影响，则(　　) A．灰尘的加速度为g时，电感线圈中磁场能最大 B．灰尘将在两极板间做单向直线运动，直至碰到极板 C.从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电感线圈中电流最大 D．从S闭合开始计时，经4π×10－5 s时，电感线圈中电流最大 解析：振荡周期T＝2π eq \r(LC) ＝2π eq \r(1×10－3×0.4×10－6) s＝4π×10－5 s，从S闭合开始计时，经2π×10－5 s(即 eq \f(1,2) T)，或经4π×10－5 s(即T)，电容器充电完毕，电容器极板所带电荷量最大，电感线圈中电流最小，C、D错误； 灰尘的加速度为g时，即灰尘受到的电场力为零，电容器极板所带电荷量为零，电感线圈中电流最大，磁场能最大，A正确； 开关S断开时，灰尘恰好静止，开关S闭合后，在 eq \f(1,4) T内，重力大于向上的电场力，灰尘加速下降，在 eq \f(1,4) T到 eq \f(3,4) T内，电场力向下，灰尘加速下降，在 eq \f(3,4) T到T内，重力大于向上的电场力，灰尘加速下降，故灰尘将在两极板间做单向直线运动，直至碰到极板，B正确。 $