2024-2025學年下學期高二物理教科版同步經(jīng)典題精練之電磁震蕩

第45頁（共45頁）2024-2025學年下學期高中物理教科版（2019）高二同步經(jīng)典題精練之電磁震蕩一．選擇題（共5小題）1．（2025?浙江）有關下列四幅圖的描述，正確的是（）A．圖1中，U1：U2＝n2：n1 B．圖2中，勻速轉(zhuǎn)動的線圈電動勢正在增大 C．圖3中，電容器中電場的能量正在增大 D．圖4中，增大電容C，調(diào)諧頻率增大2．（2024秋?四平期末）如圖所示的LC振蕩電路中，為靈敏電流計，電流向右流過時指針向右偏，反之向左偏，線圈的自感系數(shù)L、電容器的電容C均為已知量。開始時開關S扳到a，某時刻將開關S扳到b，且將該時刻作為計時0點。則下列說法正確的是（）A．t=πB．t=3C．t=πD．t=3．（2024秋?海淀區(qū)校級期末）如圖甲所示電路中，電流i（以圖甲中電流方向為正）隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示的正弦曲線，下列說法正確的是（）A．0～t1內(nèi)，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 B．t1～t2內(nèi)，自感電動勢逐漸減小 C．t2～t3內(nèi)，電容器C正在充電 D．t3～t4內(nèi)，電容器C上極板帶正電4．（2025?寧波校級一模）電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路如圖所示，某時刻電路中正形成圖示方向的電流，此時電容器的下極板帶正電，上極板帶負電，下列說法正確的是（）A．線圈中的磁場方向向上且電流正在減小 B．極板間的電勢差正在變大、電場能正在變小 C．若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射的電磁波頻率變小 D．若增大電容器極板間的正對面積，則發(fā)射的電磁波波長變短5．（2024?沈陽三模）如圖甲為超聲波懸浮儀，上方圓柱體中高頻電信號（由圖乙電路產(chǎn)生）通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的超聲波，下方圓柱體將接收到的超聲波反射回去。兩列超聲波疊加后，會出現(xiàn)振幅幾乎為零的點——節(jié)點，小水珠能在節(jié)點附近保持懸浮狀態(tài)，該情境可等效簡化為圖丙，圖丙為某時刻兩列超聲波的波動圖像，某時刻兩波源產(chǎn)生的波分別傳到了點P（﹣2cm，0）和點Q（2cm，0），已知超聲波的傳播速度為340m/s，則下列說法正確的是（）A．該超聲波懸浮儀發(fā)出的超聲波頻率為340Hz B．經(jīng)過t＝1×10﹣4s，質(zhì)點P沿x軸正方向移動3.4cm C．兩列波疊加穩(wěn)定后，P、Q之間（不包括P、Q）共有7個節(jié)點 D．拔出圖乙線圈中的鐵芯，可以減少懸浮儀中的節(jié)點個數(shù)二．多選題（共4小題）（多選）6．（2023秋?邢臺期末）LC振蕩電路既可產(chǎn)生特定頻率的信號，也可從復雜的信號中分離出特定頻率的信號，是許多電子設備中的關鍵部件。如圖所示，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路中的電流正在增加，下列說法正確的是（）A．電容器上極板帶負電 B．電路中的電場能正在增大 C．電路中的電流方向為由a到b D．電容器兩極板間的電場強度正在減小（多選）7．（2023秋?博愛縣校級期末）如圖所示的電路，電阻R＝20Ω，電容C＝2.0μF，電感L＝2.0μH，電感線圈的電阻可以忽略。單刀雙擲開關S置于“1”，電路穩(wěn)定后，再將開關S從“1”撥到“2”，圖中LC回路開始電磁振蕩，下列說法正確的是（）A．LC振蕩電路的周期是4π×10﹣6s B．當t＝7.5π×10﹣6s時，電容器電荷量在減少 C．當t＝7.5π×10﹣6s時，電容器上極板帶正電 D．當t＝5π×10﹣6s時，電感線圈中的磁感應強度最大（多選）8．（2024秋?泰山區(qū)校級期末）2023年12月6日，2023世界5G大會在河南鄭州開幕，主題為“5G變革共繪未來”。目前全球已部署超過260張5G網(wǎng)絡，覆蓋近一半的人口。產(chǎn)生5G無線信號電波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)如圖所示，則該時刻（）A．線圈中磁場的方向向下 B．電容器兩極板間電場強度正在變大 C．電容器正在放電，線圈儲存的磁場能正在增加 D．線路中的電流正在減小且與線圈中感應電流的方向相反（多選）9．（2023秋?萊西市期末）如圖所示，電池的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，電容器的電容為C，繞在鐵芯上的理想線圈電感為L，其直流電阻為零。開始電路中開關S1斷開，S2閉合。在t＝t1時刻，斷開S2，閉合S1，此后回路中出現(xiàn)了振蕩電流。若不計電磁波的輻射能量，電路中電阻的存在不會影響振蕩電路的振蕩頻率。則下列說法正確的是（）A．閉合S1的瞬間，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為E B．t1+πLC時刻，電容器帶電量為零 C．t1+πLC時刻，電感線圈中產(chǎn)生的自感電動勢為零 D．電路最后達到的狀態(tài)是R兩端的電勢差恒為零三．填空題（共3小題）10．（2023春?嘉定區(qū)校級期中）如圖甲所示，LC電路中，周期T＝4s。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止狀態(tài)。當開關S閉合時，回路中的振蕩電流i﹣t圖像如圖乙所示，不計電路產(chǎn)生的內(nèi)能及電磁輻射，g取10m/s2。（1）經(jīng)2s時，電容器內(nèi)灰塵的加速度大小為m/s2；（2）線圈中電流最大時，灰塵的加速度大小為m/s2；（3）回路的磁場能在減小，且電容器上極板帶負電，則回路應在時間段（Oa，ab，bc，或cd）；（4）灰塵在遇到極板之前，它的速度（不斷增大、不斷減小、或周期性增大、減?。?。11．（2023春?浦東新區(qū)校級期末）如圖所示的電路中，先閉合開關S，穩(wěn)定后再斷開，圖中LC回路開始電磁振蕩，則振蕩開始后56T，電容器C的上極板（選填“帶正電”、“帶負電”或“不帶電”）；56T時刻電路中的能量轉(zhuǎn)化情況為12．（2023春?太原期中）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值并測得相應的T值?，F(xiàn)將測得的6組數(shù)據(jù)標示在以C為橫坐標、T2為縱坐標的坐標紙上，即圖中“×”表示的點。（1）T、L、C的關系為。（2）根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點作出T2與C的關系圖線。（3）求得的L值是。四．解答題（共3小題）13．（2024春?西安期末）實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C＝1μF。在兩極板帶有一定電荷時，發(fā)現(xiàn)一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數(shù)L＝0.1mH的電感器，現(xiàn)連成如圖所示電路，重力加速度大小為g。（1）求該振蕩電路的周期T（結果可以含有π）。（2）從S閉合瞬間開始計時，在π×10﹣5s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？（3）當線圈中電流最大時，粉塵的加速度為多大？14．（2024春?海淀區(qū)期末）電磁波在科學探索和現(xiàn)實生活中有著廣泛的應用。取電磁波在真空中的速度c＝3.0×108m/s。（1）世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST坐落在我國貴州，被譽為“中國天眼”。當火星與地球之間的距離為2.25×1011m時，若從火星向地球發(fā)射一電磁波信號，求FAST接收到信號所用時間。（2）已知手機單端天線的長度為接收的電磁波波長的四分之一時，電磁波在天線中產(chǎn)生的感應電動勢將達到最大值。如果某手機接收的電磁波頻率為7.50×108Hz，為使感應電動勢達到最大值，求該手機單端天線應設計的長度。（3）某收音機中的LC電路由固定線圈和可調(diào)電容器組成，能夠產(chǎn)生500kHz到1500kHz的電磁振蕩。已知LC電路的周期T與電容C、電感L的關系為T＝2πLC，求可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比。15．（2024春?新鄭市校級期中）如圖甲，振蕩電路電容器的電容為C，線圈自感系數(shù)為L。電容器兩極板電壓與時間的關系為余弦函數(shù)如圖乙，圖像中U0為已知量，T未知。求：（1）振蕩電路中電場能變化的周期T1；（2）t＝125T時刻的振蕩電流；（3）5T6到

2024-2025學年下學期高中物理教科版（2019）高二同步經(jīng)典題精練之電磁震蕩參考答案與試題解析題號12345答案CADCC一．選擇題（共5小題）1．（2025?浙江）有關下列四幅圖的描述，正確的是（）A．圖1中，U1：U2＝n2：n1 B．圖2中，勻速轉(zhuǎn)動的線圈電動勢正在增大 C．圖3中，電容器中電場的能量正在增大 D．圖4中，增大電容C，調(diào)諧頻率增大【考點】電磁振蕩及過程分析；交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理；變壓器的構造與原理．【專題】定性思想；歸納法；交流電專題；理解能力．【答案】C【分析】A、根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關系進行分析；B、根據(jù)交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理可知，線圈平面與磁場垂直時，線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電動勢最小進行分析；C、根據(jù)電磁振蕩產(chǎn)生的原理，判斷電容器上下極板帶電性及根據(jù)電感判斷電流方向，從而判斷出能量的轉(zhuǎn)化；D、根據(jù)調(diào)諧頻率f=【解答】解：A、圖1中，根據(jù)理想變壓器的規(guī)律U1：U2＝n1：n2，故A錯誤；B、圖2中，線圈的位置再轉(zhuǎn)過60°就是中性面，在中性面時，電動勢和電流都為0，所以此時線圈的電動勢正在減小，故B錯誤；C、圖3中，根據(jù)電容器極板間的場強方向，可知上級板帶負電，下極板帶正電；再根據(jù)電感中磁感線的方向，可知俯視視角下線圈中的電流方向是逆時針，因此可知電容器正在充電，電場的能量正在增大；故C正確；D、圖4中，根據(jù)調(diào)諧頻率f=12πLC故選：C。【點評】了解交變電流的產(chǎn)生、變壓器的構造和原理、電磁振蕩產(chǎn)生的過程是解決本題的關鍵，屬于基礎題。2．（2024秋?四平期末）如圖所示的LC振蕩電路中，為靈敏電流計，電流向右流過時指針向右偏，反之向左偏，線圈的自感系數(shù)L、電容器的電容C均為已知量。開始時開關S扳到a，某時刻將開關S扳到b，且將該時刻作為計時0點。則下列說法正確的是（）A．t=πB．t=3C．t=πD．t=【考點】電磁振蕩及過程分析．【專題】定量思想；推理法；電磁感應與電路結合；推理論證能力．【答案】A【分析】振蕩電流的變化周期為T=2πLC；根據(jù)電路的周期T=2π【解答】解：t＝0時刻電容器的下極板帶正電，此時刻將開關S報到b，0～T4的時間內(nèi)電容器放電，回路中的電流沿順時針方向，流過靈敏電流計的電流向右，指針向右偏轉(zhuǎn)，T4時電容器所帶的電荷量為零，回路中的電流最大，線圈產(chǎn)生的磁場能最大，電場能為零；T4A.由題意，該LC振蕩電路的周期為T=2πLC，πLC4B.3πLC4為3C.πLC2為T4D.πLC為T2時刻，此時電容器所帶的電荷量最多，故故選：A?！军c評】考查LC振動電路中，線圈與電容器之間的充放電過程中，電量、電壓、電流、電場強度、磁感應強度、電場能、磁場能等各量如何變化，注意電路中電流方向的分析。3．（2024秋?海淀區(qū)校級期末）如圖甲所示電路中，電流i（以圖甲中電流方向為正）隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示的正弦曲線，下列說法正確的是（）A．0～t1內(nèi)，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 B．t1～t2內(nèi)，自感電動勢逐漸減小 C．t2～t3內(nèi)，電容器C正在充電 D．t3～t4內(nèi)，電容器C上極板帶正電【考點】電磁振蕩的圖像問題．【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．【答案】D【分析】LC電路中的電流、電容器所帶電荷量、電容器的電場能、線圈中的磁場能都在做周期性變化?！窘獯稹拷猓篈.由乙圖可知，0～t1時間內(nèi)，電路中的電流在增大，電容器在放電，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，故A錯誤；B.t1～t2時間內(nèi)，電路中的電流在減小，圖像斜率越來越大，所以自感電動勢逐漸增大，故B錯誤；C.t2～t3時間內(nèi)，電路中的電流在增大，電容器在反向放電，故C錯誤；D.t3～t4時間內(nèi)，電路中的電流在減小，電容器在反向充電，電容器C上極板帶正電，故D正確。故選：D?！军c評】本題主要考查了LC電路的相關知識，電容器的充、放電，電路中的能量轉(zhuǎn)化。4．（2025?寧波校級一模）電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路如圖所示，某時刻電路中正形成圖示方向的電流，此時電容器的下極板帶正電，上極板帶負電，下列說法正確的是（）A．線圈中的磁場方向向上且電流正在減小 B．極板間的電勢差正在變大、電場能正在變小 C．若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射的電磁波頻率變小 D．若增大電容器極板間的正對面積，則發(fā)射的電磁波波長變短【考點】電磁振蕩的周期和頻率的影響因素；計算電磁振蕩發(fā)射的電磁波的波長；電磁振蕩及過程分析．【專題】定性思想；推理法；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)圖片分析出電容器的狀態(tài)，從而分析出磁場的方向和電流的變化；根據(jù)公式C=根據(jù)頻率的計算公式完成分析；根據(jù)波長和頻率的關系分析出波長的變化趨勢。【解答】解：A．由圖可知，電容器正在放電，電流變大，線圈中的磁場方向向上且電流正在變大，故A錯誤；B．電容器中的電場方向向上，由于電容器正在放電，則帶電量減小，由C=可知極板間的電勢差正在變小，所以電場能正在變小，故B錯誤；C．若在線圈中插入鐵芯，則L變大，根據(jù)f=則發(fā)射的電磁波頻率變小，故C正確；D．若增大電容器極板間的正對面積，則電容器電容C增大，根據(jù)λ=則發(fā)射的電磁波波長變長，故D錯誤。故選：C。【點評】本題主要考查了電磁振蕩的相關概念，理解電容器的電荷量和電場能的變化，結合頻率的計算公式即可完成分析。5．（2024?沈陽三模）如圖甲為超聲波懸浮儀，上方圓柱體中高頻電信號（由圖乙電路產(chǎn)生）通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的超聲波，下方圓柱體將接收到的超聲波反射回去。兩列超聲波疊加后，會出現(xiàn)振幅幾乎為零的點——節(jié)點，小水珠能在節(jié)點附近保持懸浮狀態(tài)，該情境可等效簡化為圖丙，圖丙為某時刻兩列超聲波的波動圖像，某時刻兩波源產(chǎn)生的波分別傳到了點P（﹣2cm，0）和點Q（2cm，0），已知超聲波的傳播速度為340m/s，則下列說法正確的是（）A．該超聲波懸浮儀發(fā)出的超聲波頻率為340Hz B．經(jīng)過t＝1×10﹣4s，質(zhì)點P沿x軸正方向移動3.4cm C．兩列波疊加穩(wěn)定后，P、Q之間（不包括P、Q）共有7個節(jié)點 D．拔出圖乙線圈中的鐵芯，可以減少懸浮儀中的節(jié)點個數(shù)【考點】電磁振蕩及過程分析；波長、頻率和波速的關系；波的疊加．【專題】定量思想；推理法；振動圖象與波動圖象專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)頻率、波速、波長的關系求超聲波的頻率；質(zhì)點不隨波遷移，只在平衡位置附近振動；根據(jù)波的疊加原理分析穩(wěn)定后節(jié)點的個數(shù)；根據(jù)電磁振動的頻率公式判斷波長的變化，從而決定節(jié)點的增減?！窘獯稹拷猓篈．由丙圖可知超聲波的波長λ＝1cm＝0.01m超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號頻率為：f=代入數(shù)據(jù)得：f＝3.4×104Hz故A錯誤；B．質(zhì)點只能沿y軸方向振動，不能沿x軸正方向移動，故B錯誤；C．由丙圖可知，波源P、Q振動步調(diào)相反，當波程差為波長的整數(shù)倍時，該點是振動減弱點，設波源P、Q之間某一點坐標為x，懸浮點為振動減弱點，滿足|（2﹣x）﹣[x﹣（﹣2）]|＝nλ（n為自然數(shù)）解得：x＝0、±0.5、±1、±1.5故兩列波疊加穩(wěn)定后，P、Q之間（不包括P、Q）共有7個節(jié)點，故C正確；D．拔出圖乙線圈中的鐵芯，LC振蕩回路的振蕩周期減小，超聲波頻率變大，波長變短，相同空間距離內(nèi)節(jié)點個數(shù)變多，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題主要考查了簡諧橫波的相關應用，理解簡諧橫波在不同方向上的運動特點，結合波的疊加原理即可完成分析。二．多選題（共4小題）（多選）6．（2023秋?邢臺期末）LC振蕩電路既可產(chǎn)生特定頻率的信號，也可從復雜的信號中分離出特定頻率的信號，是許多電子設備中的關鍵部件。如圖所示，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路中的電流正在增加，下列說法正確的是（）A．電容器上極板帶負電 B．電路中的電場能正在增大 C．電路中的電流方向為由a到b D．電容器兩極板間的電場強度正在減小【考點】電磁振蕩及過程分析．【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．【答案】AD【分析】根據(jù)磁場方向由安培定則判斷電流方向，電流方向是正電荷移動方向，根據(jù)電流方向及電容器充放電情況判斷極板帶電情況；振蕩電路中有兩種能：電場能和磁場能，根據(jù)能量守恒定律分析能量的變化?！窘獯稹拷猓篈C．根據(jù)安培定則，線圈中的電流從下到上，即電流方向為由b到a；此時電流正在增加，表明電容器正在放電，所以上極板帶負電，下極板帶正電，故A正確，C錯誤；B．由于電容器正在放電，根據(jù)能量守恒定律分析，能量正在從電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電場能減小，磁場能增大，故B錯誤；D．電容器正在放電，電場能減小，兩極板間的電場強度正在減小，故D正確。故選：AD。【點評】本題考查振蕩電路的性質(zhì)，明確電容器的充放電特征是解題的關鍵，注意各物理量周期性的變化是解題的核心。（多選）7．（2023秋?博愛縣校級期末）如圖所示的電路，電阻R＝20Ω，電容C＝2.0μF，電感L＝2.0μH，電感線圈的電阻可以忽略。單刀雙擲開關S置于“1”，電路穩(wěn)定后，再將開關S從“1”撥到“2”，圖中LC回路開始電磁振蕩，下列說法正確的是（）A．LC振蕩電路的周期是4π×10﹣6s B．當t＝7.5π×10﹣6s時，電容器電荷量在減少 C．當t＝7.5π×10﹣6s時，電容器上極板帶正電 D．當t＝5π×10﹣6s時，電感線圈中的磁感應強度最大【考點】電磁振蕩的周期和頻率的計算；電磁振蕩及過程分析．【專題】定量思想；推理法；電磁感應與電路結合；推理論證能力．【答案】AD【分析】根據(jù)LC振蕩電路的周期公式T=2πLC【解答】解：A、對LC振蕩電路的周期為T=2故A正確；BC、當t＝7.5π×10﹣6s＜7T8，由于3D、當t＝5π×10﹣6s=54T故選：AD。【點評】本題考查LC振蕩電路，解題關鍵是LC振蕩電路的周期公式T=2（多選）8．（2024秋?泰山區(qū)校級期末）2023年12月6日，2023世界5G大會在河南鄭州開幕，主題為“5G變革共繪未來”。目前全球已部署超過260張5G網(wǎng)絡，覆蓋近一半的人口。產(chǎn)生5G無線信號電波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)如圖所示，則該時刻（）A．線圈中磁場的方向向下 B．電容器兩極板間電場強度正在變大 C．電容器正在放電，線圈儲存的磁場能正在增加 D．線路中的電流正在減小且與線圈中感應電流的方向相反【考點】電磁振蕩及過程分析．【專題】定性思想；推理法；電磁感應與電路結合；推理論證能力．【答案】AB【分析】根據(jù)安培定則判定線圈中電流方向；根據(jù)在LC振蕩電路中，當電容器充電時，電流在減小，電容器上的電荷量增大，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，進行分析即可?！窘獯稹拷猓篈．根據(jù)LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)，結合線圈中電流方向，應用右手螺旋定則判斷出線圈中磁場方向向下，故A正確；B．電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，板間電場強度在變大，故B正確；CD．電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，電路中電流在減小，線圈儲存的磁場能正在減小，逐漸轉(zhuǎn)化成電場能，根據(jù)“增反減同”可知，線圈中感應電流的方向與線路中原電流方向相同，故CD錯誤。故選：AB。【點評】解決本題的關鍵知道在LC振蕩電路中，當電容器充電時，電流在減小，電容器上的電荷量增大，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能；當電容器放電時，電流在增大，電容器上的電荷量減小，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能。（多選）9．（2023秋?萊西市期末）如圖所示，電池的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，電容器的電容為C，繞在鐵芯上的理想線圈電感為L，其直流電阻為零。開始電路中開關S1斷開，S2閉合。在t＝t1時刻，斷開S2，閉合S1，此后回路中出現(xiàn)了振蕩電流。若不計電磁波的輻射能量，電路中電阻的存在不會影響振蕩電路的振蕩頻率。則下列說法正確的是（）A．閉合S1的瞬間，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為E B．t1+πLC時刻，電容器帶電量為零 C．t1+πLC時刻，電感線圈中產(chǎn)生的自感電動勢為零 D．電路最后達到的狀態(tài)是R兩端的電勢差恒為零【考點】電磁振蕩及過程分析；自感現(xiàn)象與自感系數(shù)；電感、電容和電阻對電路的影響對比．【專題】定性思想；推理法；電磁感應與電路結合；推理論證能力．【答案】AD【分析】當開關接通和斷開的瞬間，流過線圈的電流發(fā)生變化，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原來電流的變化．【解答】解：A、閉合S1的瞬間，電容器開始放電，此時放電電流為零，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為E，故A正確；BC、t1+πLC時刻，即經(jīng)歷T2D、振動電路中電阻R產(chǎn)生焦耳熱，能量逐漸減少，直至不再振蕩，電路最后達到的狀態(tài)是R兩端的電勢差為零，故D正確。故選AD?！军c評】本題考查綜合運用楞次定律分析自感現(xiàn)象的能力．三．填空題（共3小題）10．（2023春?嘉定區(qū)校級期中）如圖甲所示，LC電路中，周期T＝4s。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止狀態(tài)。當開關S閉合時，回路中的振蕩電流i﹣t圖像如圖乙所示，不計電路產(chǎn)生的內(nèi)能及電磁輻射，g取10m/s2。（1）經(jīng)2s時，電容器內(nèi)灰塵的加速度大小為20m/s2；（2）線圈中電流最大時，灰塵的加速度大小為10m/s2；（3）回路的磁場能在減小，且電容器上極板帶負電，則回路應在cd時間段（Oa，ab，bc，或cd）；（4）灰塵在遇到極板之前，它的速度不斷增大（不斷增大、不斷減小、或周期性增大、減?。?。【考點】電磁振蕩及過程分析．【專題】定量思想；推理法；電磁感應與電路結合；分析綜合能力．【答案】故答案為：（1）20；（2）10；（3）cd；（4）不斷增大。【分析】（1）（2）根據(jù)振蕩電路的特點，對不同時刻時的灰塵進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度；（3）回路的磁場能在減小，又上極板帶負電，由此結合電容器的充電、放電判斷；（4）根據(jù)受力的變化，結合牛頓第二定律分析加速度的變化，然后結合初速度為零的情況分析速度的變化即可?！窘獯稹拷猓海?）開關S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止狀態(tài)，可知此時電場力與重力平衡，由共點力平衡條件得：mg＝qE當開關S閉合時，由于周期為T＝4s，可知經(jīng)2s時，電容器極板電性發(fā)生變化，但電荷量大小等于0時刻電荷量，可知帶電灰塵受到的電場力方向豎直向下，大小等于重力，設灰塵的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：a=解得：a＝20m/s2（2）線圈中電流最大時，線圈的磁場能最大，根據(jù)能量守恒定律可知，電容器的電場能最小，可知電容器內(nèi)的電場強度剛好為零，設灰塵的加速度大小為a′，由牛頓第二定律得：a'解得：a'＝10m/s2（3）回路的磁場能在減小，可知回路電流減小，根據(jù)能量守恒定律可知，電容器電場能增大，電容器正在充電，且電容器上極板帶負電，則回路應在cd時間段。（4）S接通后電容器先放電，該過程中灰塵向下做加速運動，由于灰塵受到向上的電場力最大等于重力，可知灰塵在遇到極板之前，灰塵的加速度方向一直向下，它的速度不斷增大。故答案為：（1）20；（2）10；（3）cd；（4）不斷增大?！军c評】本題考查電磁振蕩電路與牛頓第二定律的結合，屬中等難度的題目，對學生的綜合分析能力要求較高，是一道好題。11．（2023春?浦東新區(qū)校級期末）如圖所示的電路中，先閉合開關S，穩(wěn)定后再斷開，圖中LC回路開始電磁振蕩，則振蕩開始后56T，電容器C的上極板帶正電（選填“帶正電”、“帶負電”或“不帶電”）；56T【考點】電磁振蕩及過程分析．【專題】定性思想；推理法；電容器專題；推理論證能力．【答案】帶正電；電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化?！痉治觥扛鶕?jù)56T時刻處在3T【解答】解：先閉合開關S，穩(wěn)定后電容器帶電量為零，線圈中有從上到下的電流；再斷開S，則LC回路開始電磁振蕩，當56T時，即在3T4～T故答案為：帶正電；電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化?！军c評】本題考查LC振蕩電路，解決此類問題要注意分析振蕩過程中板間的電場變化情況和線圈中的電流變化情況，抓住磁場能和電場能總和不變是解答的關鍵。12．（2023春?太原期中）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值并測得相應的T值?，F(xiàn)將測得的6組數(shù)據(jù)標示在以C為橫坐標、T2為縱坐標的坐標紙上，即圖中“×”表示的點。（1）T、L、C的關系為T＝2πLC。（2）根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點作出T2與C的關系圖線。（3）求得的L值是0.0351～0.0389H?！究键c】電磁振蕩及過程分析．【專題】定量思想；推理法；電磁場理論和電磁波．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】根據(jù)固有振蕩周期公式，并結合圖象的含義，即可求解?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)LC振蕩電路中，如已知電容C，則電路的固有振蕩周期T，公式為T＝2πLC；（2）由作圖原則，數(shù)據(jù)盡可能均勻分布在直線兩側(cè)，距離太遠的點，則是錯誤的，應刪除。（3）通過圖象的斜率等于4π2L，則可求出L在0.0351H～0.0389H范疇內(nèi)。故答案為：（1）T＝2πLC；（2）圖線為一直線，數(shù)據(jù)點盡可能地均勻分布在直線兩側(cè)；（3）0.0351～0.0389H?！军c評】考查固有振蕩周期公式，掌握圖象的斜率的含義，知道數(shù)據(jù)點盡可能地均勻分布在直線兩側(cè)的作圖原則。四．解答題（共3小題）13．（2024春?西安期末）實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C＝1μF。在兩極板帶有一定電荷時，發(fā)現(xiàn)一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數(shù)L＝0.1mH的電感器，現(xiàn)連成如圖所示電路，重力加速度大小為g。（1）求該振蕩電路的周期T（結果可以含有π）。（2）從S閉合瞬間開始計時，在π×10﹣5s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？（3）當線圈中電流最大時，粉塵的加速度為多大？【考點】電磁振蕩及過程分析；牛頓第二定律的簡單應用；電容的概念、單位與物理意義．【專題】定量思想；推理法；電磁感應與電路結合；分析綜合能力．【答案】（1）該振蕩電路的周期T為2π×10﹣5s；（2）從S閉合瞬間開始計時，在π×10﹣5s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小為2g；（3）當線圈中電流最大時，粉塵的加速度大小為g?！痉治觥浚?）根據(jù)周期公式T=2（2）斷開時，灰塵恰好靜止，則重力等于電場力，根據(jù)電磁振蕩的過程，結合周期公式T=2πLC（3）當電容器放電時，電量減小，電流增大，當電流最大時，電容器極板的電量為零，再根據(jù)牛頓第二定律求解?！窘獯稹拷猓海?）振蕩電路的周期為：T=2其中C＝1μF＝1×10﹣6F，L＝0.1mH＝1×10﹣4H代入數(shù)據(jù)得：T＝2π×10﹣5s（2）開關斷開時帶電粉塵靜止，根據(jù)共點力平衡條件得：F電＝mg可知帶電粉塵所受電場力豎直向上，閉合開關后，自感線圈和電容器構成LC振蕩回路，由于該振蕩回路的周期T＝2π×10﹣5s，因此經(jīng)過π×mg+F電＝ma聯(lián)立解得：a＝2g（3）當線圈中電流最大時，電容器兩極板間的場強為0，由牛頓第二定律得：mg＝ma′解得：a′＝g答：（1）該振蕩電路的周期T為2π×10﹣5s；（2）從S閉合瞬間開始計時，在π×10﹣5s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小為2g；（3）當線圈中電流最大時，粉塵的加速度大小為g?！军c評】本題考查電磁振蕩與牛頓第二定律的結合，知道振蕩電路的周期公式內(nèi)容，掌握電容器的放充電過程中，電量，電流的變化情況，注意何時有電場力，及確定電場力方向是解題的關鍵。14．（2024春?海淀區(qū)期末）電磁波在科學探索和現(xiàn)實生活中有著廣泛的應用。取電磁波在真空中的速度c＝3.0×108m/s。（1）世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST坐落在我國貴州，被譽為“中國天眼”。當火星與地球之間的距離為2.25×1011m時，若從火星向地球發(fā)射一電磁波信號，求FAST接收到信號所用時間。（2）已知手機單端天線的長度為接收的電磁波波長的四分之一時，電磁波在天線中產(chǎn)生的感應電動勢將達到最大值。如果某手機接收的電磁波頻率為7.50×108Hz，為使感應電動勢達到最大值，求該手機單端天線應設計的長度。（3）某收音機中的LC電路由固定線圈和可調(diào)電容器組成，能夠產(chǎn)生500kHz到1500kHz的電磁振蕩。已知LC電路的周期T與電容C、電感L的關系為T＝2πLC，求可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比。【考點】電磁振蕩的周期和頻率的計算；波長、頻率和波速的關系．【專題】定量思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．【答案】（1）FAST接收到信號所用時間為750s；（2）該手機單端天線應設計的長度為0.1m；（3）電容器的最大電容和最小電容之比為9：1。【分析】（1）根據(jù)x＝ct計算；（2）先計算出電磁波的波長，進而計算出天線的長度；（3）根據(jù)公式f=【解答】解：（1）設火星與地球之間距離為x，所用時間為t根據(jù)x＝ct得t=（2）設天線長度為L，接受的電磁波頻率為f、波長為λ根據(jù)c＝λf得λ＝0.4m由題意λ＝4L得L＝0.1m（3）根據(jù)T=1可得f當f＝500Hz時，C最大，設為Cmax；f＝1500Hz時，C最小，設為Cmin得C答：（1）FAST接收到信號所用時間為750s；（2）該手機單端天線應設計的長度為0.1m；（3）電容器的最大電容和最小電容之比為9：1?！军c評】掌握電磁振蕩電路的周期和頻率公式是解題的基礎，難度不大。15．（2024春?新鄭市校級期中）如圖甲，振蕩電路電容器的電容為C，線圈自感系數(shù)為L。電容器兩極板電壓與時間的關系為余弦函數(shù)如圖乙，圖像中U0為已知量，T未知。求：（1）振蕩電路中電場能變化的周期T1；（2）t＝125T時刻的振蕩電流；（3）5T6到【考點】電磁振蕩的周期和頻率的計算；電磁振蕩的圖像問題．【專題】計算題；學科綜合題；定量思想；方程法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．【答案】（1）振蕩電路中電場能變化的周期為πLC（2）t＝125T時刻的振蕩電流為0；（3）5T6到T時間內(nèi)振蕩電流的平均值為【分析】（1）先寫出電磁振蕩的周期，然后結合一個振蕩周期內(nèi)電場能變化2次，求出電場能變化的周期；（2）結合電壓的變化圖得出電流的變化與大??；（3）結合平均電流的定義求出?！窘獯稹拷猓海?）振蕩電路的周期T振蕩電路中電場能變化的周期T（2）根據(jù)題圖可得u時間t＝125T時，電場能最大，此時振蕩電流i＝0（3）t=5t＝T時u2＝U0則Δq則5T6到T答：（1）振蕩電路中電場能變化的周期為πLC（2）t＝125T時刻的振蕩電流為0；（3）5T6到T時間內(nèi)振蕩電流的平均值為【點評】本題考查了LC電磁振蕩電路的電磁振蕩過程，根據(jù)圖乙所示圖象分析清楚振蕩過程是解題的前提，掌握基礎知識、應用LC電磁振蕩電路的周期公式即可解題。

考點卡片1．牛頓第二定律的簡單應用【知識點的認識】牛頓第二定律的表達式是F＝ma，已知物體的受力和質(zhì)量，可以計算物體的加速度；已知物體的質(zhì)量和加速度，可以計算物體的合外力；已知物體的合外力和加速度，可以計算物體的質(zhì)量?！久}方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為13g，gA、43mgB、2mgC、mgD分析：對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答：對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg＝ma故N＝mg+ma=4根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力，故人對電梯的壓力等于43mg故選：A。點評：本題關鍵對人受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解?！窘忸}方法點撥】在應用牛頓第二定律解決簡單問題時，要先明確物體的受力情況，然后列出牛頓第二定律的表達式，再根據(jù)需要求出相關物理量。2．波長、頻率和波速的關系【知識點的認識】描述機械波的物理量（1）波長λ：兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相同的質(zhì)點間的距離叫波長．在橫波中，兩個相鄰波峰（或波谷）間的距離等于波長．在縱波中，兩個相鄰密部（或疏部）間的距離等于波長．（2）頻率f：波的頻率由波源決定，無論在什么介質(zhì)中傳播，波的頻率都不變．（3）波速v：單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離．波速的大小由介質(zhì)決定．（4）波速與波長和頻率的關系：v＝λf．【命題方向】?？碱}型：如圖所示是一列簡諧波在t＝0時的波形圖象，波速為v＝10m/s，此時波恰好傳到I點，下列說法中正確的是（）A．此列波的周期為T＝0.4sB．質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等C．質(zhì)點I的起振方向沿y軸負方向D．當t＝5.1s時，x＝10m的質(zhì)點處于平衡位置處E．質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同【分析】由波形圖可以直接得出波的波長，根據(jù)v=λT求解周期，根據(jù)波形圖來確定I處的起振方向，當質(zhì)點間的距離為波長的整數(shù)倍時，振動情況完全相同，當質(zhì)點間的距離為半波長的奇數(shù)解：A、由波形圖可知，波長λ＝4m，則T=λv=B、質(zhì)點B、F之間的距離正好是一個波長，振動情況完全相同，所以質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等，故B正確；C、由圖可知，I剛開始振動時的方向沿y軸負方向，故C正確；D、波傳到x＝l0m的質(zhì)點的時間t′=xv=1010=1s，t＝5.1s時，x＝l0m的質(zhì)點已經(jīng)振動4.1sE、質(zhì)點A、C間的距離為半個波長，振動情況相反，所以位移的方向不同，故D錯誤；故選：ABC【點評】本題考察了根據(jù)波動圖象得出振動圖象是一重點知識，其關鍵是理解振動和波動的區(qū)別．【解題方法點撥】牢記機械振動的有關公式，熟練的進行公式之間的轉(zhuǎn)化與計算。3．波的疊加【知識點的認識】1.波的疊加原理：幾列波相遇時，每列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和．2.波在疊加時的特點：①位移是幾列波分別產(chǎn)生位移的矢量和。②各列波獨立傳播。③兩列同相波疊加，振動加強，振幅增大。（如圖1所示）④兩列反相波疊加，振動減弱，振幅減小。（如圖2所示）【命題方向】?？碱}型：如圖所示，實線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷．此刻M是波峰與波峰相遇點，下列說法中正確的是（）A．該時刻質(zhì)點O正處于平衡位置B．P、N兩質(zhì)點始終處在平衡位置C．隨著時間的推移，質(zhì)點M將向O點處移動D．從該時刻起，經(jīng)過二分之一周期，質(zhì)點M到達平衡位置【分析】由圖知M、O都處于振動加強點，在波的傳播過程中，質(zhì)點不會向前移動．解：由圖知O點是波谷和波谷疊加，是振動加強點，A錯誤；P、N兩點是波谷和波峰疊加，位移始終為零，即處于平衡位置，B正確；振動的質(zhì)點只是在各自的平衡位置附近振動，不會“隨波逐流”，C錯誤；從該時刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點M到達平衡位置，D錯誤；故選B【點評】介質(zhì)中同時存在幾列波時，每列波能保持各自的傳播規(guī)律而不互相干擾．在波的重疊區(qū)域里各點的振動的物理量等于各列波在該點引起的物理量的矢量和．【解題思路點撥】波的獨立性原理：兩列波相遇后，每列波仍像相遇前一樣，保持各自原來的波形，繼續(xù)向前傳播。4．電容的概念、單位與物理意義【知識點的認識】（1）定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值。（2）定義式：C=QU，Q是電容器的電荷量，U是兩極板間的電壓。電容的大小與Q和（3）物理意義：表示電容器儲存電荷的本領大小的物理量。（4）單位：法拉（F）1F＝106μF＝1012pF。（5）說明：電容是反映了電容器儲存電荷能力的物理量，其數(shù)值由電容器的構造決定，而與電容器帶不帶電或帶多少電無關。就像水容器一樣，它的容量大小與水的深度無關?！久}方向】由電容器電容的定義式C=QA、若電容器不帶電，則電容C為零B、電容C與所帶的電荷量Q成正比，與電壓U成反比C、電容C與所帶的電荷量Q多少無關D、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電壓增加1V時所需增加的電荷量分析：電容的大小由本身因素所決定，與所帶的電量及兩端間的電壓無關．解答：電容的大小由本身因素所決定，與所帶的電量及兩端間的電壓無關。電容器不帶電，電容沒變。故A、B錯誤，C正確。由C=QU=ΔQΔU，所以電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電壓增加故選：CD。點評：解決本題的關鍵理解電容的大小與所帶的電量及兩端間的電壓無關【解題思路點撥】1.電容表示電容器儲存電荷的本領大小的物理量。2.電容是電容器本身的性質(zhì)與所帶電荷量的多少以及兩極板間的電壓大小無關。3.電容的兩個計算公式：①定義式：C=②決定式：C=5．自感現(xiàn)象與自感系數(shù)【知識點的認識】一、自感1．概念：由于導體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應電動勢叫做自感電動勢．2．表達式：E＝L△I3．自感系數(shù)L（1）相關因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關．（2）單位：亨利（H，1mH＝10﹣3H，1μH＝10﹣6H）．4．自感電動勢的方向：由楞次定律可知，自感電動勢總是阻礙原來導體中電流的變化．當回路中的電流增加時，自感電動勢和原來電流的方向相反；當回路中的電流減小時，自感電動勢和原來電流的方向相同．自感對電路中的電流變化有阻礙作用，使電流不能突變．【命題方向】下列說法正確的是（）當線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢當線圈中電流反向時．線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反根據(jù)產(chǎn)生自感電動勢的條件和楞次定律分析有無自感電動勢產(chǎn)生及自感電動勢的方向．解：A、由法拉第電磁感應定律可知，當線圈中電流不變時，不產(chǎn)生自感電動勢，故A正確；B、根據(jù)楞次定律可知，當線圈中電流反向時，相當于電流減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相同，故B錯誤；C、當線圈中電流增大時，自感電動勢阻礙電流的增大，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反，故C正確；D、當線圈中電流減小時，自感電動勢阻礙電流的減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相同，故D錯誤。故選：AC。點評：自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應現(xiàn)象，遵循電磁感應現(xiàn)象的普遍規(guī)律，即楞次定律和法拉第電磁感應定律．【解題方法點撥】對自感電動勢的理解：1.產(chǎn)生原因：通過線圈的電流發(fā)生變化，導致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在線圈上產(chǎn)生感應電動勢。2.自感電動勢的方向：當原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同（即增反減同）。3.自感電動勢的作用：總是阻礙原電流的變化，但原電流仍在變化，只是原電流的變化時間變長，即總是起著推遲電流變化的作用6．交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理【知識點的認識】1.產(chǎn)生裝置將閉合線圈置于勻強磁場，并繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉(zhuǎn)動，線圈中將產(chǎn)生按正（余）弦規(guī)律變化的交流電。2.兩個特殊位置及特點①中性面上圖甲和丙所處的位置特點：穿過線圈的磁通量Φ最大，磁通量的變化率ΔΦΔt=0，所以感應電動勢E＝0，該應電流I＝②與中性面垂直的位置上圖乙和丁所處的位置特點：穿過線圈的磁通量Φ＝0，磁通量的變化率ΔΦΔt最大，所以感應電動勢E最大，該應電流I最大，交變電3.交變電流的變化規(guī)律對于如圖所示的發(fā)電機，設t＝0時線圈剛好轉(zhuǎn)到中性面，此時導線AB的速度方向剛好與磁感線平行，因此感應電動勢為0。設線圈旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，AB和CD的長度為l，AD和BC的長度為d，則經(jīng)過時間t，線框轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt。線框旋轉(zhuǎn)過程中AB和CD的速度v＝ωd2，與磁感線垂直的速度為vsinθ，即ωd2sinωe＝2Blvsinθ＝ωBldsinωt＝ωBSsinωt其中，S表示線框的面積。設Em＝ωBS，可知線框的電動勢是隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的，為e＝Emsinωt式中Em是常數(shù)，表示電動勢可能達到的最大值。對于單匝線圈，Em＝ωBS；如果線圈匝數(shù)為N，則Em＝NωBS。同理如果線圈從平行于磁場方向開始轉(zhuǎn)動：e＝Emcosωt?！久}方向】交流發(fā)電機的示意圖如圖所示，當線圈ABCD繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動時，電路中產(chǎn)生的最大電流為Im，已知線圈轉(zhuǎn)動的周期為T，下列說法正確的是（）A、圖示位置磁通量最大，磁通量的變化率最大B、圖示位置電流最大，方向為A→BC、從圖示位置開始經(jīng)過T4D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關系式為i分析：線圈平面與磁場垂直時，線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，從中性面開始計時線圈中電流i隨時間t變化的關系式為i=解答：ABC、圖示位置為中性面，磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，故ABC錯誤；D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關系式為i=Im故選：D。點評：本題主要考查了中性面，明確線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次?！窘忸}思路點撥】正弦交變電流產(chǎn)生的原理矩形線圈繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動的過程中，與軸平行的兩條邊（導線）切割磁感線，因而產(chǎn)生感應電動勢，線圈上就有了電流．交流發(fā)電機的工作過程是將機械能轉(zhuǎn)化為電能和回路中內(nèi)能的過程，符合能量守恒定律.7．電感、電容和電阻對電路的影響對比【知識點的認識】1、電感器對交變電流的阻礙作用（1）電感器對交變電流有阻礙作用，阻礙作用的大小用感抗來表示．影響電感器對交變電流阻礙作用大小的因素：線圈的自感系數(shù)和交流電的頻率．線圈的自感系數(shù)越大、交流電的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用越大．即線圈的感抗就越大．（2）電感器在電路中的作用：通直流，阻交流；通低頻，阻高頻．“通直流，阻交流”這是對兩種不同類型的電流而言的，因為（恒定）直流電的電流不變化，不能引起自感現(xiàn)象，交流電的電流時刻改變，必有自感電動勢產(chǎn)生來阻礙電流的變化．“通低頻，阻高頻”這是對不同頻率的交流而言的，因為交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越強，感抗也就越大．（3）電感器的應用扼流圈：扼流圈是利用電感阻礙交變電流的作用制成的電感線圈．分低頻扼流圈和高頻扼流圈兩類：低頻扼流圈構造：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)大，電阻較小作用：通直流，阻交流高頻扼流圈構造：線圈繞在鐵氧體上，匝數(shù)少，自感系數(shù)?。ㄨF芯易磁化使自感系數(shù)增大，鐵氧體不易磁化，自感系數(shù)很?。┳饔茫和ǖ皖l，阻高頻2、電容器對交變電流的阻礙作用（1）電容器對交變電流有阻礙作用，阻礙作用的大小用容抗來表示．影響電容器對交變電流阻礙作用大小的因素有電容器的電容與交流電的頻率，電容器的電容越大、交流電的頻率越高，電容器對交變電流的阻礙作用越小．即線圈的容抗就越大．（2）電容器在電路中的作用：通交流，隔直流；通高頻，阻低頻．信號和交流信號，如圖1所示，該電路中的電容就起到“隔直流，通交流”的作用，其電容器叫耦合（或隔直）電容器．在電子技術中，從某一裝置輸出的電流常常既有高頻成分，又有低頻成分，若在下一級電路的輸入端并聯(lián)一個電容器，就可只把低頻成分的交流信號輸送到下一級裝置，如圖2所示，具有這種“通高頻，阻低頻”用途的電容器叫高頻旁路電容器．【命題方向】如圖所示，當交流電源的電壓為220V，頻率為50Hz時，三只燈泡，L1、L2、L3亮度相同。若保持交流電源的電壓不變，只將其頻率變?yōu)?00Hz，則（）A、L1、L2、L3的亮度都比原來亮B、只有L1的亮度比原來亮C、只有L2的亮度比原來亮D、只有L3的亮度比原來亮分析：三個支路電壓相同，當交流電頻率變化時，會影響電感的感抗和電容的容抗，從而影響流過電感和電容的電流。解答：三個三個支路電壓相同，當交流電頻率變大時，電感的感抗增大，電容的容抗減小，電阻所在支路對電流的阻礙作用不變，所以流過L1的電流變大，流過L2的電流變小，流過L3的電流不變。故A、C、D錯誤，B正確。故選：B。點評：解決本題的關鍵知道電感和電容對交流電的阻礙作用的大小與什么因素有關。記住感抗和容抗的兩個公式可以幫助定性分析。XL＝2πLf，XC=1【解題思路點撥】1、為什么電感器對交變電流有阻礙作用？將交變電流通入電感線圈，由于線圈中的電流大小和方向都時刻變化，根據(jù)電磁感應原理，電感線圈中必產(chǎn)生自感電動勢，以阻礙電流的變化，因此交流電路的電感線圈對交變電流有阻礙作用．2、為什么電容器對交變電流有阻礙作用？當電源電壓推動電路中形成電流的自由電荷向某一方向做定向移動的時候，電容器兩極板上積累的電荷要反抗自由電荷向這個方向做定向移動，因此交流電路的電容對交變電流有阻礙作用．3、電阻、電感器、電容器對交變電流阻礙作用的區(qū)別與聯(lián)系電阻電感器電容器產(chǎn)生的原因定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對向這個方向定向移動的電荷的反抗作用在電路中的特點對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流如交流有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流．對直流的阻礙作用無限大，對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大決定因素由導體本身（長短、粗細、材料）決定，與溫度有關由導體本身的自感系數(shù)和交流的頻率f決定由電容的大小和交流的頻率決定電能的轉(zhuǎn)化與做功電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復轉(zhuǎn)化電流的能與電場能往復轉(zhuǎn)化8．變壓器的構造與原理【知識點的認識】1.變壓器的構造：變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的（如圖）。一個線圈與交流電源連接，叫作原線圈，也叫初級線圈；另一個線圈與負載連接，叫作副線圈，也叫次級線圈。2.各部分的功能原線圈：接在交流電源上的線圈，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變磁場。副線圈：連接負載的線圈，產(chǎn)生感應電動勢，為負載提供電能。鐵芯：硅鋼疊合成的閉合框架，能增強磁場和集中磁感線，提高變壓器效率。3.工作原理：互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎。當原線圈兩端加上交變電壓U1時，原線圈中就有交變電流I1通過，并在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁場，鐵芯中的磁通量就發(fā)生變化。由于副線圈也繞在同一鐵芯上，鐵芯中磁通量的變化便會在副線圈上產(chǎn)生感應電動勢。4.理想變壓器（1）閉合鐵芯的“漏磁”忽略不計。（2）變壓器線圈的電阻忽略不計。（3）閉合鐵芯中產(chǎn)生的渦流忽略不計。即沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器?！久}方向】關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是（）A、通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B、穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等C、穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢D、原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈分析：變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，理想變壓器是無漏磁、無銅損、無鐵損．解答：A、通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量是按照正弦規(guī)律周期性變化的，故A錯誤；B、由于是理想變壓器，穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等，故B錯誤；C、穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢，符合法拉第電磁感應定律，故C正確；D、變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，原、副線圈并沒有直接相連，故D錯誤；故選：C。點評：本題關鍵是明確變壓器的工作原理，知道理想變壓器是指無能量損失的變壓器，基礎題．【解題思路點撥】變壓器是由原線圈、副線圈和鐵芯組成的，因為器工作原理是互感現(xiàn)象，可以改變交變電流的大小，對直流電流無效。9．電磁振蕩及過程分析【知識點的認識】1.振蕩電流與振蕩電路大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫作振蕩電流，產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為LC振蕩電路。2.電路圖如下：3.電磁振蕩過程在開關擲向線圈一側(cè)的瞬間，也就是電容器剛要放電的瞬間（圖a），電路里沒有電流，電容器兩極板上的電荷最多。電容器開始放電后，由于線圈的自感作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由0逐漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸減少。到放電完畢時（圖b），放電電流達到最大值，電容器極板上沒有電荷。電容器放電完畢時，由于線圈的自感作用，電流并不會立即減小為0，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減小。由于電流繼續(xù)流動，電容器充電，電容器兩極板帶上與原來相反的電荷，并且電荷逐漸增多。充電完畢的瞬間，電流減小為0，電容器極板上的電荷最多（圖c）。此后電容器再放電（圖d）、再充電（圖e）。這樣不斷地充電和放電，電路中就出現(xiàn)了大小、方向都在變化的電流，即出現(xiàn)了振蕩電流。在整個過程中，電路中的電流i電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B，都在周期性地變化著。這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。4.電磁振動中的能量變化從能量的觀點來看，電容器剛要放電時，電容器里的電場最強，電路里的能量全部儲存在電容器的電場中；電容器開始放電后，電容器里的電場逐漸減弱，線圈的磁場逐漸增強，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場能；在放電完畢的瞬間，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能；之后，線圈的磁場逐漸減弱，電容器里的電場逐漸增強，磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能；到反方向充電完畢的瞬間，磁場能全部轉(zhuǎn)化為電場能。所以，在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能會發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化。如果沒有能量損失，振蕩可以永遠持續(xù)下去，振蕩電流的振幅保持不變。但是，任何電路都有電阻，電路中總會有一部分能量會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。另外，還會有一部分能量以電磁波的形式輻射出去。這樣，振蕩電路中的能量就會逐漸減少，振蕩電流的振幅也就逐漸減小，直到最后停止振蕩。如果能夠適時地把能量補充到振蕩電路中，以補償能量損耗，就可以得到振幅不變的等幅振蕩（下圖）。實際電路中由電源通過電子器件為LC電路補充能量。【命題方向】LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法錯誤的是（）A、若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電B、若電容器正在放電。則電容器上極板帶負電C、若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D、若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大分析：圖為LC振蕩電路，當電容器充電后與線圈相連，電容器要放電，線圈對電流有阻礙作用，使得Q漸漸減少，而B慢慢增加，所以電場能轉(zhuǎn)化為磁場能。解答：A、若磁場正在減弱，由楞次定律可得線圈上端為正極，則電容器上極帶正電。故A正確，但不選；B、若電容器正在放電。由安培定則可得電容器上極帶負電。故B正確，但不選；C、若電容器上極板帶正電，則線圈中電流應該減小，才能有如圖所示的磁感線，故C錯誤；D、若電容器正在放電，則線圈自感作用，阻礙電流的增大，故D正確，但不選；故選：C。點評：穿過線圈磁通量變化，從中產(chǎn)生感應電動勢，相當于電源接著電容器。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩電流頻率平方與線圈L及電容器C成反比?！窘忸}思路點撥】電磁振蕩過程中，電荷量q、電場強度E、電流i、磁感應強度B及能量的對應關系為過程/項目電荷量q電場強度E電勢差U電場能電流i磁感應強度B磁場能0～T4減小減小減小減小增大增大增加t=T0000最大最大最大T4～T增加增大增大增加減小減小減少t=T最大最大最大最大000T2～3減少減小減小減少增大增大增加t=30000最大最大最大3T4～增加增大增大增加減小減小減少10．電磁振蕩的圖像問題【知識點的認識】用圖像對應分析電路中的電流與電荷量的變化如下圖：【命題方向】如圖所示為LC振蕩電路中電容器極板上的電量q隨時間t變化的圖象，由圖可知（