4.1、电磁振荡 一、选择题（共 15 题） 1．麦克斯在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的 联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以 平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接 两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的 电流，则下列说法中正确的是（　　） A．电容器正在放电 B．两平行板间的电场强度 E 在增大 C．该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场 D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值 2．如图所示，L 为电阻不计的自感线圈，已知 LC 电路振荡周期为 T，开关 S 闭合一段时间．S 断开时开 始计时，当 t=3T/8 时，L 内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为(　　) A．向下、向下 B．向上、向下 C．向上、向上 D．向下、向上 3．要想增大 LC 振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是（　　） A．增大电容器两极板的间距 B．升高电容器的充电电压 C．增加线圈的匝数 D．在线圈中插入铁芯 4．LC 振荡电路中，电容器两极板上的电荷量随时间变化的关系如图所示，则（　　） t1 A．在 时刻，电路中的电流最大 t2 B．在 时刻，电路中的电流最大 t3 C．在 时刻，电感线圈两端电压最大 D． t3 ~ t 4 时间内，电路中的电流不断增大 5．如图甲所示为 LC 电磁振荡电路，不计回路电阻及电磁辐射，从 0 时刻开始，电容器极板间电压 Uab 与 2 5 时间 t 的图像如图乙所示，已知线圈的自感系数 L  10 H，取   10 ，下列说法正确的是（　　） 8 8 A． 1�10 ~ 2 �10 s，电路中的电场能转化为磁场能 B．电容器的电容为 4 �10 C． 2 �108 12 F s 时刻穿过线圈的磁通量最大 8 D． 3 �10 s 时穿过线圈的磁通量变化率最大 6．如图甲所示的 LC 振荡电路中，把通过 P 点向右的电流方向规定为电流的正方向，通过 P 点的电流变化 规律如图乙所示，则 A．0.5 s～1.0 s 时间内，电容器在充电 B．0.5 s～1.0 s 时间内，电容器的上极板带正电 C．1.0 s～1.5 s 时间内，Q 点比 P 点电势低 D．1.0 s～1.5 s 时间内，磁场能正在转变成电场能 7．一个 LC 振荡电路中，线圈的自感系数为 L，电容器电容为 C，一个振荡周期内电容器上电压能达到的 最大值为 Um，则从电容器上电压达到最大值 Um 开始计时（　　） A．至少经过 π LC ，磁场能达到最大 2U m  LC B．在 2 时间内，电路中的平均电流是  C．经过 π LC L C 时间，线圈的自感电动势达到最大 U  C m LC 2 D．在 2 时间内，电容器放电电荷量为 8．如图所示为某时刻 LC 振荡电路所处的状态，则该时刻（　　） A．振荡电流 i 在增大 B．电流的变化率大小在增加 C．电场能正在向磁场能转化 D．再经过 0.75 个周期，电流方向与此时相反 9．LC 振荡电路电容器两端的电压 U 随时间 t 变化的关系如图所示，则（　　） A．在 t1 时刻，电路中的电流最大 B．在 t2 时刻，电路中的磁场能最小 C．从时刻 t2~t3，电路的电场能不断增大 D．从时刻 t3~t4，电容器的带电荷量不断增大 10．图中画出了一个 LC 振荡电路中的电流变化图线，根据图线可判断（　　） t1 A． 时刻电感线圈两端电压最大 t2 B． 时刻电容器两极板间电压为零 t1 C． 时刻电路中只有电场能 t1 D． 时刻电容器带电荷量为零 11．如图所示，图 a 为 LC 振荡电路，通过 P 点的电流如图 b ，规定通过 P 点向左的电流方向为正方向，下 列说法正确的是（　　） t1 A．在 时刻，线圈中的磁场能最大 t2 B．在 时刻，电容器的电场能最大 t1 C．0 到 电容器正在充电，上极板带正电 t1 t2 D． 到 电容器正在放电，上极板带负电 12．在 LC 振荡电路的电容器两极板距离减小后与某一外来电磁波发生电谐振，那么 LC 振荡电路原来的周 期 T1 与外来的电磁波的周期 T2 的关系是(　　) A．T1＞T2 B．T1＜T2 C．T1＝T2 D．都有可能 13．理想的 LC 振荡回路中电流 i 随时间 t 的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．t1 时刻，电容器的带电量最大 B．t2 时刻，电路中的磁场能量最小 C．从 t2 时刻到 t3 时刻电路中的电场能不断增大 D．从 t3 时刻到 t4 时刻，电容器的带电量不断增大 14．如图为 LC 振荡电路中电容器极板上的电荷量 q 随时间 t 变化的图线，由图可知（　　） A．在 t1 时刻，电路中的磁场能最小 B．从 t1 到 t2 这段时间电路中电流逐渐减小 C．从 t2 到 t3 这段时间电容器处于充电过程 D．在 t4 时刻，电容器的电场能最小 15．下列说法正确的是 A．LC 振荡电路中，当电流增大时，电容器所带电量也增大 B．光的行射现象说明在这一现象中光不沿直线传播了 C．光的干涉是光叠加的结果，但光的衍射不是光叠加的结果 D．发生多普勒效应时，波源的频率保持不变 二、填空题 16．如图 LC 振荡回路中振荡电流的周期 T=2×10﹣2s．自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时，当 t=3.4×10﹣2s 时，电容器正处于________状态（填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”）．这时电容器 的上极板________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）． 17．在 LC 振荡电路中，当电流最大时，电容器两端电势差也最大，充电完成时，电势差最大，但是电流 为 0( ) 4 18．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”）。 三、综合题 19．机械波可以发生共振，电磁波同样也可以，当电磁波的频率和振荡电路自已的固有频率相同时，振荡 电流的振幅最大。这个现象叫做电谐振。通过莱顿瓶做实验可以观察到电谐振现象，简述其原理。 20．如图所示，线圈 L 的自感系数为 25 mH，电阻为零，电容器 C 的电容为 40 μF，灯泡 D 的规格是“4 V、2 W”．开关 S 闭合后，灯泡正常发光，S 断开后，LC 中产生振荡电流．若从 S 断开开始计时，求： π （1）当 t= 2 ×10–3 s 时，电容器的右极板带何种电荷； （2）当 t=π×10–3 s 时，LC 回路中的电流． 21．一个 LC 振荡电路所发射的电磁波频率是 106 Hz，求它在真空中的波长，当振荡电路电容器的电容增 为原来的 4 倍时，所发射的电磁波频率为多少？参考答案： 1．B 【详解】 A．电容器内电场方向向上，下极板带正电，根据电流的方向，正电荷正在流向下极板，因此电容器处于 充电过程，选项 A 错误； B．电容器的带电量越来越多，内部电场强度越来越大，选项 B 正确； C．该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向，根据右手螺旋定则可知，电场产生的磁 场逆时针方向（俯视），选项 C 错误； D．当两极板间电场最强时，电容器充电完毕，回路的电流最小，因此产生的磁场最小，选项 D 错误。 故选 B。 2．B 【详解】 开关闭合时，电容器充电，下极板为正极板；S 断开后，电容器与电感 L 组成振荡电路，电容的变化为周 期性变化，如图所示； 则由图可知， t  3T 电容器正在放电，电场方向向下，电流为逆时针，故由右手螺旋定则可知，磁场向 8 上；故选 B． 3．A 【详解】 LC 振荡电路中产生的振荡电流的频率为 f  1 2 LC ，要想增大频率，减小电容 C，减小线圈的自感系数 L。 A．根据 C  rs , A 4 kd 增大电容器两极板的间距，电容减小，故 正确； B．升高电容器的充电电压，电容不变，故 B 错误； CD．增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯，自感系数增大，故 CD 错误。 故选 A。 4．A 【详解】 t1 A．在 时刻，极板上的电荷量为零，此时电容器放电完毕，电路中的电流最大，故 A 正确； t2 B．在 时刻，极板上的电荷量最大，电路中的电流为零，故 B 错误； t3 C．在 时刻，极板上的电荷量为零，此时电路中电流最大，电流的变化率为零，电感线圈两端电压为 零，故 C 错误； D． t3 ~ t 4 时间内，极板上的电荷量不断增大，电路中的电流不断减小，故 D 错误。 故选 A。 5．B 【详解】 8 8 A．由图乙知1�10 ~ 2 �10 s ，电容器两极间的电压增大，是充电过程，电路中的磁场能转化成电场能， 故 A 错误； B．由 T  2 LC 可得，电容  4 �10  F  4 �1012 F T2 C 2  4 L 4 � 2 �105 8 2 故 B 正确； 8 C． 2 �10 s 时，电容器两极间的电压最大，是充电刚结束的时刻，故电流为零，磁通量为零，故 C 错误； 8 D． 3 �10 s 时，电容器两极间的电压为零，是放电刚结束的时刻，故电流最大，磁通量最大，磁通量的变 化率最小，D 错误。 故选 B。 6．A 【详解】 A． 在 0．5s 至 1s 内，电路电流在正向减小，电容器正在充电，故 A 正确； B． 在 0．5s 至 1s 内，电流是正的，即经过 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，因此在该时间段内，电子经过 P 点向左移动，因此电容器上极板带负电，故 B 错误； C． 在 1s 至 1．5s 内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定律可知， 电感线圈下端电势高，上端电势低，即 Q 点比 P 点电势高，故 C 错误； D． 在 1s 至 1．5s 内，电路电流增大，磁场增加，磁感应强度变大，电路处于放电过程，电