高二物理專題特訓(人教版2019選擇性必修第二冊)專題4.1電磁振蕩(原卷版+解析)

專題4.1電磁振蕩【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1各物理量的變化規(guī)律】 【題型2周期和頻率】 【題型3q-t圖像】 【題型4i-t圖像】 【題型5u-t圖像】 【題型1各物理量的變化規(guī)律】【例1】如圖所示，表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在減小C．電感線圈中的電流正在減小D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增加【變式1-1】如圖所示是LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在放電B．電容器正在充電C．電感線圈中的電流正在增大D．電容器兩極板間的電場能正在減小【變式1-2】（多選）如圖所示為LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法中正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大【變式1-3】(多選)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則()A.若磁感應強度正在減弱，則電容器正在充電，電流方向由b向aB.若磁感應強度正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電C.若磁感應強度正在增強，則電場能正在減小，電容器上極板帶正電D.若磁感應強度正在增強，則電容器正在充電，電流方向由a向b【題型2周期和頻率】【例2】在LC振蕩電路中，電容器上的帶電荷量從最大值變化到零所需的最短時間是()A.eq\f(π,4)eq\r(LC) B．eq\f(π,2)eq\r(LC)C．πeq\r(LC) D．2πeq\r(LC)【變式2-1】(多選)無線話筒就是LC振蕩電路在實際中應用的典型實例，某LC振蕩電路某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是()A.若增加電容C的帶電荷量，振蕩電路的周期會變大B.若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電C.若電容器正在放電，則電容器上極板帶正電D.若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大【變式2-2】一個電容為C的電容器，充電至電壓等于U以后，與電源斷開并通過一個自感系數(shù)為L的線圈放電。從開始放電到第一次放電完畢的過程中，下列判斷錯誤的是()A．振蕩電流一直在增大B．振蕩電流先增大、后減小C．通過電路的平均電流等于eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))D．磁場能一直在增大【變式2-3】如圖所示,線圈的自感系數(shù)為3μH,在線圈的中間有抽頭2,電容器的電容可在150~300pF之間變化,S為轉(zhuǎn)換開關。求此回路的最大周期和最大頻率。【題型3q-t圖像】【例3】(多選)如圖所示為LC振蕩電路中電容器極板上的電荷量q隨時間t變化的曲線，由圖可知()A.在t1時刻，電路中的磁場能最小B.在t1～t2時間內(nèi)，電路中的電流值不斷變小C.在t2～t3時間內(nèi)，電容器正在充電D.在t4時刻，電容器中的電場能最小【變式3-1】已知LC振蕩電路(如圖甲所示)中電容器極板1上的電荷量隨時間變化的曲線如圖乙所示，則()A．a(chǎn)、c兩時刻電路中電流最大，方向相同B．a(chǎn)、c兩時刻電容器的電場能最大C．b、d兩時刻電路中電流最小，方向相反D．b、d兩時刻線圈的磁場能最小【變式3-2】如圖所示，為LC振蕩電路中電容器極板上所帶電荷量隨時間變化的q－t圖像，下面判斷正確的是()A.t1時刻，振蕩電路中的電流最大B.t2時刻，電容器C兩極板間電勢差最大C.t3時刻電感線圈中磁場的磁感應強度正在減小D.從t4到t5過程中，磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能【變式3-3】如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關S處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開S并開始計時，能正確反映電容器a極板上電量q隨時間變化的圖象是圖中的(圖中q為正值表示a極板帶正電)()【題型4i-t圖像】【例4】(多選)如圖甲所示的LC振蕩電路中，把通過P點向右的電流方向規(guī)定為電流的正方向，通過P點的電流變化規(guī)律如圖乙所示，則()A.0.5s至1.0s時間內(nèi)，電容器在充電B.0.5s至1.0s時間內(nèi)，電容器的上極板帶正電C.1.0s至1.5s時間內(nèi)，Q點比P點電勢高D.1.0s至1.5s時間內(nèi)，磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能【變式4-1】(多選)如圖所示為LC電路中電流i隨時間t變化的圖像，可知()A．在t1時刻，電路中的電場能最大B．從t1到t2，電容器極板上的電荷逐漸減少C．從t2到t3，電容器放電D．在t2時刻，線圈中的磁場能最小【變式4-2】在如圖所示的電路中，L是電阻不計的電感器，C是電容器，閉合開關S，待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開開關S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩，如果規(guī)定電感器L中的電流方向從a到b為正，斷開開關的時刻為t＝0，那么下列選項圖中能正確表示電感器中的電流i隨時間t變化規(guī)律的是()【變式4-3】(多選)如圖(a)所示，在LC振蕩電路中，通過P點的電流變化規(guī)律如圖(b)所示，且把通過P點向右的方向規(guī)定為電流i的正方向，則()A．0.5～1s時間內(nèi)，電容器C在放電B．0.5～1s時間內(nèi)，電容器C的上極板帶正電C．1～1.5s時間內(nèi)，Q點的電勢比P點的電勢高D．1～1.5s時間內(nèi)，電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能【題型5u-t圖像】【例5】LC振蕩電路中，電容器兩端的電壓u隨時間t變化的關系圖像如圖所示，由圖線可知()A．在t1時刻，電路中的電流最大B．在t2時刻，電路中磁場能最小C．在t2～t3時間內(nèi)，電容器的電場能不斷增大D．在t3～t4時間內(nèi)，電容器的電荷量不斷增大【變式5-1】如圖甲所示為LC振蕩電路，不計回路電阻及電磁輻射，從0時刻開始，電容器極板間電壓Uab與時間t的圖像如圖乙所示，已知線圈的自感系數(shù)L＝10－5H，取π2＝10，下列說法正確的是()A．1×10－8～2×10－8s，電路中的電場能轉(zhuǎn)化為磁場能B．電容器的電容為4×10－12FC．2×10－8s時刻穿過線圈的磁通量最大D．3×10－8s時刻穿過線圈的磁通量變化率最大【變式5-2】如圖甲所示的振蕩電路中,電容器極板間電壓隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定回路中振蕩電流的方向逆時針時為正方向,則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是()甲乙【變式5-3】在回路中電容器兩端的電壓隨時刻變化的關系如圖所示，則（

）A．在時刻，電路中的電流最大B．在時刻，電路中的磁場能最大C．從時刻至，電路中的電場能不斷減小D．從時刻至，電容器的帶電荷量不斷增大

參考答案【題型1各物理量的變化規(guī)律】【例1】如圖所示，表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在減小C．電感線圈中的電流正在減小D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增加解析：選D根據(jù)磁感線的方向可以判斷電流方向是逆時針，再根據(jù)電容器極板上帶電的性質(zhì)可以判斷電容器在放電，A錯誤；電容器在放電，所以電流在增加，磁場能在增加，自感電動勢正在阻礙電流的增加，B、C錯誤，D正確。【變式1-1】如圖所示是LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在放電B．電容器正在充電C．電感線圈中的電流正在增大D．電容器兩極板間的電場能正在減小答案B解析由題圖電感線圈中的磁感線方向可以判定此時LC電路正在沿逆時針方向充電，A錯誤，B正確；充電時電流正在減小，電感線圈中的磁場能正在減小，電容器兩極板間的電場能正在增大，C、D錯誤．【變式1-2】（多選）如圖所示為LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法中正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大答案BCD解析由題圖中的磁感線的方向，運用右手螺旋定則可以判斷出電路中的電流從上向下看為逆時針方向．再結(jié)合電容器極板的電性，可以得到電容器正在放電，故A錯；放電過程中，電容器極板上的電荷減少，電場能減小，線圈中的電流增大，磁場能變大，故B、C對；由于線圈中的電流增大，產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增大，D對．【變式1-3】(多選)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則()A.若磁感應強度正在減弱，則電容器正在充電，電流方向由b向aB.若磁感應強度正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電C.若磁感應強度正在增強，則電場能正在減小，電容器上極板帶正電D.若磁感應強度正在增強，則電容器正在充電，電流方向由a向b答案ABC解析若磁場正在減弱，則電流在減小，是電容器的充電過程，根據(jù)安培定則可確定電流由b向a，電場能增大，上極板帶負電，故選項A、B正確；若磁場正在增強，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流由b向a，上極板帶正電，故選項C正確，D錯誤?！绢}型2周期和頻率】【例2】在LC振蕩電路中，電容器上的帶電荷量從最大值變化到零所需的最短時間是()A.eq\f(π,4)eq\r(LC) B．eq\f(π,2)eq\r(LC)C．πeq\r(LC) D．2πeq\r(LC)解析：選BLC振蕩電路的周期T＝2πeq\r(LC)，其電容器上的帶電荷量從最大值變化到零的最短時間t＝eq\f(T,4)，故t＝eq\f(π,2)eq\r(LC)?！咀兪?-1】(多選)無線話筒就是LC振蕩電路在實際中應用的典型實例，某LC振蕩電路某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是()A.若增加電容C的帶電荷量，振蕩電路的周期會變大B.若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電C.若電容器正在放電，則電容器上極板帶正電D.若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大答案BD解析振蕩電路的周期公式為T＝2πeq\r(LC)，與電容器帶電荷量無關，故選項A錯誤；若磁場正在減弱，則說明電容器在充電，由右手定則可知，電容器上極板帶正電，所以選項B正確；若電容器正在放電，則線圈中磁場向下，則電容器下極板帶正電，故選項C錯誤；若電容器正在放電，則電流在增大，由楞次定律可知，自感電動勢在阻礙電流的增大，所以選項D正確。【變式2-2】一個電容為C的電容器，充電至電壓等于U以后，與電源斷開并通過一個自感系數(shù)為L的線圈放電。從開始放電到第一次放電完畢的過程中，下列判斷錯誤的是()A．振蕩電流一直在增大B．振蕩電流先增大、后減小C．通過電路的平均電流等于eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))D．磁場能一直在增大解析：選B由電磁振蕩的知識可知，在放電過程中振蕩電流逐漸增大，放電完畢時達到最大，故B錯誤，A正確；電容器儲存電荷量q＝CU，第一次放電完畢的時間為eq\f(T,4)，T＝2πeq\r(LC)，所以平均電流I＝eq\f(q,Δt)＝eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))，故C正確；放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為線圈的磁場能，故D正確?！咀兪?-3】如圖所示,線圈的自感系數(shù)為3μH,在線圈的中間有抽頭2,電容器的電容可在150~300pF之間變化,S為轉(zhuǎn)換開關。求此回路的最大周期和最大頻率。答案:1.88×10-7s1.06×107Hz解析:根據(jù)T=2πLC得Tmax=2πLmaxCmax=2π3×10-6×300根據(jù)f=1T=12πLC得f【題型3q-t圖像】【例3】(多選)如圖所示為LC振蕩電路中電容器極板上的電荷量q隨時間t變化的曲線，由圖可知()A.在t1時刻，電路中的磁場能最小B.在t1～t2時間內(nèi)，電路中的電流值不斷變小C.在t2～t3時間內(nèi)，電容器正在充電D.在t4時刻，電容器中的電場能最小答案ACD解析在t1時刻，電容器極板上電荷量q為最大值，兩板間電場能最大，線圈中磁場能最小，選項A正確；在t1～t2時間內(nèi)，電容器極板上電荷量q從正的峰值降為零，電場能正在不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿埽娐分械碾娏髡诓粩嘣龃?，選項B錯誤；在t2～t3時間內(nèi)，電容器極板上電荷量q又不斷增大，表明電容器正在反向充電，選項C正確；在t4時刻，電容器放電結(jié)束，極板上電荷量為零，電場能也為零，已全部轉(zhuǎn)化為磁場能，選項D正確?！咀兪?-1】已知LC振蕩電路(如圖甲所示)中電容器極板1上的電荷量隨時間變化的曲線如圖乙所示，則()A．a(chǎn)、c兩時刻電路中電流最大，方向相同B．a(chǎn)、c兩時刻電容器的電場能最大C．b、d兩時刻電路中電流最小，方向相反D．b、d兩時刻線圈的磁場能最小答案B解析由LC振蕩電路中電磁振蕩規(guī)律可知，電容器充、放電過程中，當電容器極板上的電荷量最大時，電路中電流為零，電容器的電場能最大，故A錯誤，B正確；b、d兩時刻，電容器極板上的電荷量為零，此時電路中電流最大，線圈的磁場能最大，故C、D錯誤．【變式3-2】如圖所示，為LC振蕩電路中電容器極板上所帶電荷量隨時間變化的q－t圖像，下面判斷正確的是()A.t1時刻，振蕩電路中的電流最大B.t2時刻，電容器C兩極板間電勢差最大C.t3時刻電感線圈中磁場的磁感應強度正在減小D.從t4到t5過程中，磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能答案C解析在t1時刻，電路中的q最大，說明還沒放電，所以電路中無電流，則磁場能最小，故A錯誤；在t1到t2時刻電路中的q不斷減小，說明電容器在不斷放電，在t2時刻，電容器C電荷量剛好為零，則兩極板間電勢差最小，故B錯誤；在t2到t3時刻電路中的q不斷增加，說明電容器在不斷充電，磁場能減小，電場能增加，則t3時刻電感線圈中磁場的磁感應強度正在減小，故C正確；從t4到t5過程中，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場能，故D錯誤?！咀兪?-3】如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關S處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開S并開始計時，能正確反映電容器a極板上電量q隨時間變化的圖象是圖中的(圖中q為正值表示a極板帶正電)()答案B解析開關S處于閉合狀態(tài)時，電流穩(wěn)定，又因L的電阻可忽略，因此電容器C兩極板間電壓為0，所帶電荷量為0.S斷開的瞬間，燈D立即熄滅，LC組成的振蕩電路開始振蕩，由于線圈的自感作用，此后的eq\f(T,4)時間內(nèi)，線圈給電容器充電，電流方向與線圈中原電流方向相同，電流從最大逐漸減為0，而電容器極板上電量則由0增為最大，根據(jù)電流流向，在eq\f(T,4)時間里，電容器下極板b帶正電，與規(guī)定圖示正方向相反，所以此eq\f(T,4)時間內(nèi)，a極板帶負電，由0增為最大，故B正確，A、C、D錯誤．【題型4i-t圖像】【例4】(多選)如圖甲所示的LC振蕩電路中，把通過P點向右的電流方向規(guī)定為電流的正方向，通過P點的電流變化規(guī)律如圖乙所示，則()A.0.5s至1.0s時間內(nèi)，電容器在充電B.0.5s至1.0s時間內(nèi)，電容器的上極板帶正電C.1.0s至1.5s時間內(nèi)，Q點比P點電勢高D.1.0s至1.5s時間內(nèi)，磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能答案AC解析由圖乙可知，在0.5s至1s內(nèi)，電路電流在減小，電容器C正在充電，故A正確；由圖乙可知，在0.5s至1s內(nèi)，電流是正的，即經(jīng)過P點的電流向右，由于電路中做定向移動的帶電粒子是帶負電的電子，因此在該時間段內(nèi)，電子經(jīng)過P點向左移動，因此電容器上極板帶負電，故B錯誤；由圖乙可知，在1s至1.5s內(nèi)，通過電感線圈的電流向上，且增大，電感線圈產(chǎn)生自感電動勢，由楞次定律可知，電感線圈下端電勢高，上端電勢低，即Q點比P點電勢高，故C正確；由圖乙可知，在1s至1.5s內(nèi)，電路電流增大，磁場增大，磁感應強度變大，電路處于放電過程，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，故D錯誤。【變式4-1】(多選)如圖所示為LC電路中電流i隨時間t變化的圖像，可知()A．在t1時刻，電路中的電場能最大B．從t1到t2，電容器極板上的電荷逐漸減少C．從t2到t3，電容器放電D．在t2時刻，線圈中的磁場能最小答案CD解析在t1時刻，電路中的電流最大，說明放電結(jié)束，此時電路中的電場能為0，磁場能最大，故A錯誤；從t1到t2，電路中的電流逐漸減小，說明電容器正在充電，極板上的帶電荷量逐漸增加，故B錯誤；從t2到t3，電路中的電流增大，說明電容器正在放電，故C正確；在t2時刻電路中電流為0，說明充電結(jié)束，則磁場能最小，故D正確．【變式4-2】在如圖所示的電路中，L是電阻不計的電感器，C是電容器，閉合開關S，待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開開關S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩，如果規(guī)定電感器L中的電流方向從a到b為正，斷開開關的時刻為t＝0，那么下列選項圖中能正確表示電感器中的電流i隨時間t變化規(guī)律的是()答案C解析S斷開前，電流從b→a，電容器不帶電；S斷開時，L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流減小，給電容器C充電，此時電流負向最大；給電容器充電過程，電容器電荷量最大時，電流減為零；此后，LC回路發(fā)生電磁振蕩形成振蕩電流．綜上所述，選項C正確．【變式4-3】(多選)如圖(a)所示，在LC振蕩電路中，通過P點的電流變化規(guī)律如圖(b)所示，且把通過P點向右的方向規(guī)定為電流i的正方向，則()A．0.5～1s時間內(nèi)，電容器C在放電B．0.5～1s時間內(nèi)，電容器C的上極板帶正電C．1～1.5s時間內(nèi)，Q點的電勢比P點的電勢高D．1～1.5s時間內(nèi)，電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能解析：選CD0.5～1s時間內(nèi)，振蕩電流是充電電流，充電電流是由負極板流向正極板，故A、B錯誤；1～1.5s時間內(nèi)，振蕩電流是放電電流，放電電流是由正極板流向負極板，由于電流為負值，所以由Q流向P，Q點的電勢比P點的電勢高，電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能，故C、D正確?！绢}型5u-t圖像】【例5】LC振蕩電路中，電容器兩端的電壓u隨時間t變化的關系圖像如圖所示，由圖線可知()A．在t1時刻，電路中的電流最大B．在t2時刻，電路中磁場能最小C．在t2～t3時間內(nèi)，電容器的電場能不斷增大D．在t3～t4時間內(nèi)，電容器的電荷量不斷增大答案C解析在t1時刻，LC電路中電容器兩極板間的電壓最大，電場能最大，磁場能為零，對應電流為零，A錯誤；在t2時刻，電容器兩極板間電壓為零，電場能最小，磁場能最大，B錯誤；在t2～t3時間內(nèi)，電容器兩極板間電壓增大，電場能不斷增大，C正確；在t3～t4時間內(nèi)，電容器兩極板間電壓減小，電容器的電荷量不斷減小，D錯誤．【變式5-1】如圖甲所示為LC振蕩電路，不計回路電阻及電磁輻射，從0時刻開始，電容器極板間電壓Uab與時間t的圖像如圖乙所示，已知線圈的自感系數(shù)L＝10－5H，取π2＝10，下列說法正確的是()A．1×10－8～2×10－8s，電路中的電場能轉(zhuǎn)化為磁場能B．電容器的電容為4×10－12FC．2×10－8s時刻穿過線圈的磁通量最大D．3×10－8s時刻穿過線圈的磁通量變化率最大答案B解析由題圖乙知1×10－8～2×10－8s，電容器兩極板間的電壓增大，是充電過程，電路中的磁場能轉(zhuǎn)化成電場能，故A錯誤；由T＝2πeq\r(LC)可得，電容C＝eq\f(T2,4π2L)＝eq\f(4×10－82,4×π2×10－5)F＝4×10－12F，故B正確；2×10－8s時，電容器兩極板間的電壓最大，是充電剛結(jié)束的時刻，此時電流為零，穿過線圈的磁通量為零，故C錯誤；3×10－8s時，電容器兩極板間的電壓為零，是放電剛結(jié)束的時刻，此時電流最大，此時磁通量最大，穿過線圈的磁通量的變化率最小，故D錯誤．【變式5-2】如圖甲所示的振蕩電路中,電容器極板間電壓隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定回路中振蕩電流的方向逆時針時為正方向,則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是()甲乙答案:D解析:電容器極板間電壓U=QC,隨電容器極板上電荷量的增大而增大,隨電荷量的減小而減小。從題圖乙可以看出,在0~T4這段時間內(nèi)是充電過程,且UAB>0,即φA>φB,A板應帶正電,只有順時針方向的電流才能使A板被充電后帶正電,同時考慮到t=0時刻電壓為零,電容器極板上的電荷量為零,電流最大,即【變式5-3】在回路中電容器兩端的電壓隨時刻變化的關系如圖所示，則（

）A．在時刻，電路中的電流最大B．在時刻，電路中的磁場能最大C．從時刻至，電路中的電場能不斷減小D．從時刻至，電容器的帶電荷量不斷增大答案：B專題4.1電磁振蕩【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1各物理量的變化規(guī)律】 【題型2周期和頻率】 【題型3q-t圖像】 【題型4i-t圖像】 【題型5u-t圖像】 【題型1各物理量的變化規(guī)律】【例1】如圖所示，表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在減小C．電感線圈中的電流正在減小D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增加解析：選D根據(jù)磁感線的方向可以判斷電流方向是逆時針，再根據(jù)電容器極板上帶電的性質(zhì)可以判斷電容器在放電，A錯誤；電容器在放電，所以電流在增加，磁場能在增加，自感電動勢正在阻礙電流的增加，B、C錯誤，D正確?！咀兪?-1】如圖所示是LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在放電B．電容器正在充電C．電感線圈中的電流正在增大D．電容器兩極板間的電場能正在減小答案B解析由題圖電感線圈中的磁感線方向可以判定此時LC電路正在沿逆時針方向充電，A錯誤，B正確；充電時電流正在減小，電感線圈中的磁場能正在減小，電容器兩極板間的電場能正在增大，C、D錯誤．【變式1-2】（多選）如圖所示為LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法中正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大答案BCD解析由題圖中的磁感線的方向，運用右手螺旋定則可以判斷出電路中的電流從上向下看為逆時針方向．再結(jié)合電容器極板的電性，可以得到電容器正在放電，故A錯；放電過程中，電容器極板上的電荷減少，電場能減小，線圈中的電流增大，磁場能變大，故B、C對；由于線圈中的電流增大，產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增大，D對．【變式1-3】(多選)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則()A.若磁感應強度正在減弱，則電容器正在充電，電流方向由b向aB.若磁感應強度正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電C.若磁感應強度正在增強，則電場能正在減小，電容器上極板帶正電D.若磁感應強度正在增強，則電容器正在充電，電流方向由a向b答案ABC解析若磁場正在減弱，則電流在減小，是電容器的充電過程，根據(jù)安培定則可確定電流由b向a，電場能增大，上極板帶負電，故選項A、B正確；若磁場正在增強，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流由b向a，上極板帶正電，故選項C正確，D錯誤?！绢}型2周期和頻率】【例2】在LC振蕩電路中，電容器上的帶電荷量從最大值變化到零所需的最短時間是()A.eq\f(π,4)eq\r(LC) B．eq\f(π,2)eq\r(LC)C．πeq\r(LC) D．2πeq\r(LC)解析：選BLC振蕩電路的周期T＝2πeq\r(LC)，其電容器上的帶電荷量從最大值變化到零的最短時間t＝eq\f(T,4)，故t＝eq\f(π,2)eq\r(LC)?！咀兪?-1】(多選)無線話筒就是LC振蕩電路在實際中應用的典型實例，某LC振蕩電路某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是()A.若增加電容C的帶電荷量，振蕩電路的周期會變大B.若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電C.若電容器正在放電，則電容器上極板帶正電D.若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大答案BD解析振蕩電路的周期公式為T＝2πeq\r(LC)，與電容器帶電荷量無關，故選項A錯誤；若磁場正在減弱，則說明電容器在充電，由右手定則可知，電容器上極板帶正電，所以選項B正確；若電容器正在放電，則線圈中磁場向下，則電容器下極板帶正電，故選項C錯誤；若電容器正在放電，則電流在增大，由楞次定律可知，自感電動勢在阻礙電流的增大，所以選項D正確?！咀兪?-2】一個電容為C的電容器，充電至電壓等于U以后，與電源斷開并通過一個自感系數(shù)為L的線圈放電。從開始放電到第一次放電完畢的過程中，下列判斷錯誤的是()A．振蕩電流一直在增大B．振蕩電流先增大、后減小C．通過電路的平均電流等于eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))D．磁場能一直在增大解析：選B由電磁振蕩的知識可知，在放電過程中振蕩電流逐漸增大，放電完畢時達到最大，故B錯誤，A正確；電容器儲存電荷量q＝CU，第一次放電完畢的時間為eq\f(T,4)，T＝2πeq\r(LC)，所以平均電流I＝eq\f(q,Δt)＝eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))，故C正確；放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為線圈的磁場能，故D正確。【變式2-3】如圖所示,線圈的自感系數(shù)為3μH,在線圈的中間有抽頭2,電容器的電容可在150~300pF之間變化,S為轉(zhuǎn)換開關。求此回路的最大周期和最大頻率。答案:1.88×10-7s1.06×107Hz解析:根據(jù)T=2πLC得Tmax=2πLmaxCmax=2π3×10-6×300根據(jù)f=1T=12πLC得f【題型3q-t圖像】【例3】(多選)如圖所示為LC振蕩電路中電容器極板上的電荷量q隨時間t變化的曲線，由圖可知()A.在t1時刻，電路中的磁場能最小B.在t1～t2時間內(nèi)，電路中的電流值不斷變小C.在t2～t3時間內(nèi)，電容器正在充電D.在t4時刻，電容器中的電場能最小答案ACD解析在t1時刻，電容器極板上電荷量q為最大值，兩板間電場能最大，線圈中磁場能最小，選項A正確；在t1～t2時間內(nèi)，電容器極板上電荷量q從正的峰值降為零，電場能正在不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿?，電路中的電流正在不斷增大，選項B錯誤；在t2～t3時間內(nèi)，電容器極板上電荷量q又不斷增大，表明電容器正在反向充電，選項C正確；在t4時刻，電容器放電結(jié)束，極板上電荷量為零，電場能也為零，已全部轉(zhuǎn)化為磁場能，選項D正確?！咀兪?-1】已知LC振蕩電路(如圖甲所示)中電容器極板1上的電荷量隨時間變化的曲線如圖乙所示，則()A．a(chǎn)、c兩時刻電路中電流最大，方向相同B．a(chǎn)、c兩時刻電容器的電場能最大C．b、d兩時刻電路中電流最小，方向相反D．b、d兩時刻線圈的磁場能最小答案B解析由LC振蕩電路中電磁振蕩規(guī)律可知，電容器充、放電過程中，當電容器極板上的電荷量最大時，電路中電流為零，電容器的電場能最大，故A錯誤，B正確；b、d兩時刻，電容器極板上的電荷量為零，此時電路中電流最大，線圈的磁場能最大，故C、D錯誤．【變式3-2】如圖所示，為LC振蕩電路中電容器極板上所帶電荷量隨時間變化的q－t圖像，下面判斷正確的是()A.t1時刻，振蕩電路中的電流最大B.t2時刻，電容器C兩極板間電勢差最大C.t3時刻電感線圈中磁場的磁感應強度正在減小D.從t4到t5過程中，磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能答案C解析在t1時刻，電路中的q最大，說明還沒放電，所以電路中無電流，則磁場能最小，故A錯誤；在t1到t2時刻電路中的q不斷減小，說明電容器在不斷放電，在t2時刻，電容器C電荷量剛好為零，則兩極板間電勢差最小，故B錯誤；在t2到t3時刻電路中的q不斷增加，說明電容器在不斷充電，磁場能減小，電場能增加，則t3時刻電感線圈中磁場的磁感應強度正在減小，故C正確；從t4到t5過程中，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場能，故D錯誤?！咀兪?-3】如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關S處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開S并開始計時，能正確反映電容器a極板上電量q隨時間變化的圖象是圖中的(圖中q為正值表示a極板帶正電)()答案B解析開關S處于閉合狀態(tài)時，電流穩(wěn)定，又因L的電阻可忽略，因此電容器C兩極板間電壓為0，所帶電荷量為0.S斷開的瞬間，燈D立即熄滅，LC組成的振蕩電路開始振蕩，由于線圈的自感作用，此后的eq\f(T,4)時間內(nèi)，線圈給電容器充電，電流方向與線圈中原電流方向相同，電流從最大逐漸減為0，而電容器極板上電量則由0增為最大，根據(jù)電流流向，在eq\f(T,4)時間里，電容器下極板b帶正電，與規(guī)定圖示正方向相反，所以此eq\f(T,4)時間內(nèi)，a極板帶負電，由0增為最大，故B正確，A、C、D錯誤．【題型4i-t圖像】【例4】(多選)如圖甲所示的LC振蕩電路中，把通過P點向右的電流方向規(guī)定為電流的正方向，通過P點的電流變化規(guī)律如圖乙所示，則()A.0.5s至1.0s時間內(nèi)，電容器在充電B.0.5s至1.0s時間內(nèi)，電容器的上極板帶正電C.1.0s至1.5s時間內(nèi)，Q點比P點電勢高D.1.0s至1.5s時間內(nèi)，磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能答案AC解析由圖乙可知，在0.5s至1s內(nèi)，電路電流在減小，電容器C正在充電，故A正確；由圖乙可知，在0.5s至1s內(nèi)，電流是正的，即經(jīng)過P點的電流向右，由于電路中做定向移動的帶電粒子是帶負電的電子，因此在該時間段內(nèi)，電子經(jīng)過P點向左移動，因此電容器上極板帶負電，故B錯誤；由圖乙可知，在1s至1.5s內(nèi)，通過電感線圈的電流向上，且增大，電感線圈產(chǎn)生自感電動勢，由楞次定律可知，電感線圈下端電勢高，上端電勢低，即Q點比P點電勢高，故C正確；由圖乙可知，在1s至1.5s內(nèi)，電路電流增大，磁場增大，磁感應強度變大，電路處于放電過程，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，故D錯誤?！咀兪?-1】(多選)如圖所示為LC電路中電流i隨時間t變化的圖像，可知()A．在t1時刻，電路中的電場能最大B．從t1到t2，電容器極板上的電荷逐漸減少C．從t2到t3，電容器放電D．在t2時刻，線圈中的磁場能最小答案CD解析在t1時刻，電路中的電流最大，說明放電結(jié)束，此時電路中的電場能為0，磁場能最大，故A錯誤；從t1到t2，電路中的電流逐漸減小，說明電容器正在充電，極板上的帶電荷量逐漸增加，故B錯誤；從t2到t3，電路中的電流增大，說明電容器正在放電，故C正確；在t2時刻電路中電流為0，說明充電結(jié)束，則磁場能最小，故D正確．【變式4-2】在如圖所示的電路中，L是電阻不計的電感器，C是電容器，閉合開關S，待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開開關S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩，如果規(guī)定電感器L中的電流方向從a到b為正，斷開開關的時刻為t＝0，那么下列選項圖中能正確表示電感器中的電流i隨時間t變化規(guī)律的是()答案C解析S斷開前，電流從b→a，電容器不帶電；S斷開時，L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流減小，給電容器C充電，此時電流負向最大；給電容器充電過程，電容器電荷量最大時，電流減為零；此后，LC回路發(fā)生電磁振蕩形成振蕩