4.1 电磁振荡 一、选择题（共 15 题） 1．为了增大 LC 振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是：（ ） A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯 B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数 C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯 D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数 2．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的 IC 卡内部有电感线 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。下列说法正确的是（　　） A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播 B．IC 卡是通过 X 射线工作的 C．读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则 IC 卡内不会产生感应电流 D．IC 卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能 3．如图所示的 LC 振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时（　　） A．a 点电势比 b 点高 B．电容器两极板间场强正在减小 C．电容器中储存的电场能正在增大 D．线圈中感应电动势正在增大 4．在 LC 振荡电路中，当电容器的电荷量最大时（　　） A．电场能正在向磁场能转化 B．电场能开始向磁场能转化 C．电场能向磁场能转化完毕 D．磁场能正在向电场能转化 5．如图所示表示 LC 振荡电路某时刻的情况，以下说法错误的是( ) A．电容器正在充电 B．电感线圈中的电流正在增加 C．电感线圈中的磁场能正在增加 D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 6．在 LC 振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍（　　） A．自感 L 和电容 C 都增大一倍 B．自感 L 增大一倍，电容 C 减小半 C．自感 L 减小一半，电容 C 增大一倍 D．自感 L 和电容 C 都减小一半 7．关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确的是（　　） A．无线电波中，微波比长波更容易发生衍射 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D．LC 振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能 1 1 8．有一个如图所示的 LC 回路，其中， L = H ， C  F ，t=0 时刻，电容器的带电量最大，则（　　） π π A．振荡周期 T=2s B．经过时间 t=0.5s，电路中电流最小 C．经过时间 t=1s，磁场能达到最大 D．放电过程中，电量有所损耗，振荡周期变小 9．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的 IC 卡内部有电感线 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。下列说法正确的是（　　） A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播 B．IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电源 C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则 IC 卡内不会产生感应电流 D．IC 卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能 10．在 LC 电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，回路中的电流为零 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 11．如图所示，it 图像表示 LC 振荡电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，则这段时间对应图像中(　　)． A．Oa 段 B．ab 段 C．bc 段 D．cd 段 12．如图所示，单刀双掷开关 S 先打到 a 端让电容器充满电。 t  0 时开关 S 打到 b 端， t  0.02s 时 LC 回路 中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ A． LC 回路的周期为 0.02s ） B． LC 回路的电流最大时电容器中电场能最大 C． t  1.01s 时线圈中磁场能最大 D． t  1.01s 时回路中电流沿顺时针方向 13．如图所示的 LC 振荡电路，在某时刻的磁场方向如图所示，则下列判断正确的是（　　） A．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电 B．若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电容器上极板带正电 C．振荡电流的变化周期为 D．电场能里的变化周期为 2π LC π LC 14．如图所示，平行金属板 AB 与线圈 L 组成一理想的 LC 振荡电路，E 为电源，当单刀双掷开关 K 从 1 倒 向 2 的同时有一电子恰从中央水平向右飞入 AB 间，则电子（　　） A．可能从 a 点飞出 B．可能从 o 点飞出 C．可能从 b 点飞出 D．飞出时动能一定增大 15．下列说法中正确的是（　　） A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大 B．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是赫兹 C．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波很容易产生衍射现象 D．质点做简谐运动时，若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 E．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 二、综合题 16．一电容为 C 的电容器两极板间的电压为 U，断开电源，让其通过一个自感系数为 L 的电感线圈放电， 在第一次放电完毕的过程中，流过电路的平均电流是____________。 4 17．在如图所示的电路中，电容器的电容为 C=4×10-6F，线圈的电阻可以忽略，电感 L  9 �10 H。闭合电 4 键 S，稳定后断开，图中 LC 回路开始电磁振荡，振荡开始后 t  3.14 �10 s ，电容器 C 的上极板正在_____ 电（选填“充”或“放”），带_____电（选填“正”或“负”），线圈中电流的方向向_______（选填“上”或“下”）， 磁场能正在__________（选填“增大”或“减小”）。 18．如图所示的电路中，电容器的电容 C＝1 μF，线圈的自感系数 L＝0.1 mH，先将开关 S 拨至 a，这时电 容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关 S 拨至 b，经过 3.14×10－5 s，油滴的加速度是多少？当油 滴的加速度为何值时，LC 回路中的振荡电流有最大值？(g 取 10m/s2，π 取 3.14，研究过程中油滴不与极板 接触) 19．在 LC 振荡电路中，线圈的自感系数 L  2.5mH ，电容 C  4μF 。 (1)该回路的周期多大？ 3 (2)设 t  0 时，电容器上电压最大，在 t  9.0 �10 s 时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器是处 在充电过程还是放电过程？ 20．电感线圈中的电流在 0.6s 时间内的变化为 1A，线圈产生的感应电动势为 6mV，求由该线圈和电容为 14400pF 的电容器组成的振荡电路所辐射的电磁波波长是多大？ 21．有一 LC 振荡电路，自感系数为 30  H ．电容可调范围为 1.2 : 270pF ．求： ① 回路产生电磁波的频率范围． ② 最大波长与最小波长的比值．参考答案： 1．D 【详解】 由 LC 振荡电路的周期为 2 LC ，为了增大 LC 振荡电路的固有频率可减小周期大小，增大电容器的正对 面积电容增加，在线圈中放入铁芯电感增加，因此电路的周期增大，A 错误； 电容器极板的面积减小电容增加，线圈匝数增加电感增加，B 错误； 减小电容器的距离电容增加，放入贴心电感增加，C 错误 减小电容器的正对面积则电容减小，减小线圈的匝数电感减小，因此周期减小频率增加，D 正确 2．D 【详解】 A．读卡机发射的电磁波能在真空中传播，选项 A 错误； B．IC 卡工作肯定不是依靠 X 射线，X 射线的辐射能量比较大，长时间接触对人体有害，选项 B 错误； C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则 IC 卡内仍会产生感应电流，只不过不能产生电谐振，从而 不能产生较大的感应电流，选项 C 错误； D．IC 卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能，选项 D 正确。 故选 D。 3．B 【详解】 A．磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所以下极 板带正电，上极板带负电，a 点电势比 b 点低，故 A 错误； BC．由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电 路中电场能正在减小，故 B 正确，C 错误； D．电容放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故 D 错误。 故选 B。 4．B 【详解】 电容器上的 q 不断增加，说明电容器在不断充电，磁场能正在向电场能转化，当电荷量达到最大时，充电 完毕，即磁场能向电场能转化完毕，也是电场能开始向磁场能转化，故 ACD 错误，B 正确。 故选 B。 5．A 【详解】 图示时刻，电容器上极板带正电；由右手定则可知，此时电流正在增大；故可知电容器放电时，电流在增 大，电容器上的电荷量减小，电容器两极板间的电压正在减小，电场能转化为磁场能，线圈中的感应电动 势总是阻碍电流的增大。 A．电容器正在充电，与结论不相符，选项 A 错误，符合题意； B．电感线圈中的电流正在增加，与结论相符，选项 B 正确，不符合题意； C．电感线圈中的磁场能正在增加，与结论相符，选项 C 正确，不符合题意； D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大，与结论相符，选项 D 正确，不符合题意； 故选 A。 6．D 【详解】 根据 LC 振荡电路频率公式 f  1 2π LC 可知，当 L、C 都减小一半时，f 增大一倍； 故选 D。 7．A 【详解】 A． 波长越长衍射现象越明显，无线电波中，长波比微波更容易发生衍射，故 A 错误，符合题意； B． 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故 B 正确，不符合题意； C． 电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故 C 正 确，不符合题意； D． LC 振荡电路放电过程中，电容带电量减小，回路电流增强，电场能转化为磁场能，故 D 正确，不符 合题意。 故选 A。 8．A 【详解】 A．由