1、- 1 -电磁波的发现 电磁振荡一、单项选择题1建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )A法拉第 B奥斯特C赫兹 D麦克斯韦解析：选 D 麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在，选项 D 正确。2下列说法错误的是( )A变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场C稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场D均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场解析：选 C 变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A 对；电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场
2、)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故 C 错，D 对；恒定电流周围存在稳定磁场，B 对。3关于 LC 振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是( )A振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能D振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能解析：选 D 振荡电流最大时处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零，A 错误；振荡电流为零时，振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B 错误；振荡电流增大时，电场能转化为磁场能，C 错误；振荡电流减小时
3、，线圈中的磁场能转化为电场能，D 正确。4在 LC 振荡电路中，电容器上带的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是( )A. B. 4 LC 2 LCC D2LC LC解析：选 B LC 振荡电路的周期 T2 ，其中电容器上的电荷量从最大值变到零所LC需的最短时间为 t ，只有选项 B 正确。T45如图所示的电路中， L 是电阻不计的电感器， C 是电容器， 闭合开关 S，待电路达到稳定状态后，再断开开关 S， LC 电路中将产生 电- 2 -磁振荡，如果规定电感器 L 中的电流方向从 a 到 b 为正，断开开关的时刻为 t0，那么选项图中能正确表示电感器中的电流 i 随时间 t 变化规律的是
4、( )解析：选 C S 断开前， ab 段短路，电流从 b a，电容器不带电； S 断开时， ab 中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量达到最大时， ab 中电流减为零；此后， LC 回路发生电磁振荡形成交变电流。综上所述，选项 C 正确。6有一 LC 振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短一些的电磁波，可用的措施为( )A增加线圈匝数B在线圈中插入铁芯C减小电容器极板正对面积D减小电容器极板间距离解析：选 C 由于电磁波传播过程中波速 v f 恒定，因此欲使波长 变短，必须使频率 f 升高，由于频率 f ，所以，增加线
5、圈匝数和在线圈中插入铁芯，将使线圈自12 LC感系数 L 增大而降低频率 f；减小电容器极板间距将使电容 C 增大而降低频率 f；减小电容器极板正对面积将使电容 C 减小而升高频率 f。可见，选项 C 正确。二、多项选择题7某 LC 回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在时刻 t1，电路中的电流最大B在时刻 t2，电路中的磁场能最大C从时刻 t2至 t3，电路的电场能不断增大D从时刻 t3至 t4，电容器的电荷量不断增大解析：选 BC 由 LC 回路中各物理量的变化规律可知，时刻 t1电容两端电压最高时，电路中振荡电流为零，时刻 t2电容两端电压为零，电路中振荡
6、电流最强、磁场能最大，选项 A错误，B 正确；在 t2至 t3的过程中，从题图可知，电容器两板电压增大，故电场能增加，选项 C 正确；而在 t3至 t4的过程中，电容器两板电压减小，电荷量同时减少，选项 D 错误。- 3 -8一个 LC 振荡电路中，线圈的自感系数为 L，电容器电容为 C，从电容器上电压达到最大值 U 开始计时，则有( )A至少经过 ，磁场能达到最大LCB至少经过 ，磁场能达到最大 2 LCC在 时间内，电路中的平均电流是 2 LC 2U CLD在 时间内，电容器放电量为 CU 2 LC解析：选 BCD LC 振荡电路周期 T2 ，电容器电压最大时，开始放电，至少经时LC间 ，
7、放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大。 2 LC因为 Q CU，所以电容器放电量 Q CU，由 I ，所以 I 。Qt 2U CL三、非选择题9实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容 C1 F。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。还有一个自感系数 L0.1 mH 的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：(1)从 S 闭合时开始计时，经过 10 5 s 时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？解析：(1)S 断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且 F 电 mg，闭合 S 后，
8、L、 C 构成 LC 振荡电路，T2 210 5 s，LC经过 10 5 s 时，电容器间的电场强度反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得a 2 g。F电 mgm(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的电场强度为零，由牛顿第二定律可得 a g，方向竖直向下。mgm答案：(1)2 g (2) g，方向竖直向下10如图所示，线圈的自感系数 L0.5 mH，电容器的电容 C0.2 F，电源电动势E4 V，电阻的阻值 R10 ，不计线圈和电源的内阻，闭合开关 S，待电路中电流稳定后- 4 -断开 S，求：(1)LC 回路的振荡频率；(2)LC 回路振荡电流的有效值；(3)从断开 S 到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间。解析：(1)根据 f 得12 LCf Hz1.610 4 Hz。12 10 5(2)开关 S 闭合，电路稳定时，流过线圈的电流I 0.4 AER故 LC 回路振荡电流的峰值为 0.4 A，则有效值I 有 0.28 A。I2(3)由 T2 ，得 T6.2810 5 s。LCS 断开时，电容器上的电荷量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，因此最短经 电容器上极板带正电荷最多，3T4则最短时间为 t 6.28105 s4.710 5 s。34答案：(1)1.610 4 Hz (2)0.28 A(3)4.7105 s- 5 -
