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2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理人教版高二同步經(jīng)典題精練之電
磁震蕩
一.選擇題(共5小題)
1.(2025?重慶模擬)如圖是由線圈L和電容器C組成的LC振蕩電路。電容器充滿電后,t=0時(shí)刻,閉
合開(kāi)關(guān)S,t=0.02s時(shí)刻,電容器的電荷量第一次為零。貝Ut=0.04s時(shí)刻,該LC回路中的()
A.電壓最小B.電流最大
C.磁場(chǎng)能最大D.電場(chǎng)能最大
2.(2024秋?哈爾濱校級(jí)期末)如圖所示,i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像。下列說(shuō)法
正確的是()
bc==
A.a時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)能最小
B.b時(shí)刻電容器中的電場(chǎng)能最小
C.b?c時(shí)間線圈中的磁場(chǎng)能增大
D.c?d時(shí)間電容器中的電場(chǎng)能減小
3.(2025?浙江)有關(guān)下列四幅圖的描述,正確的是()
原線圈副線圈GJ
\______/______XI
0t:三;:_1f030/
ACUt:=:n,%:「U2ACB
O~!一;?--------^—O,
II
______,_____鎮(zhèn)不
B=
-----------------GJ5
鐵芯-------------1
圖1圖2圖3圖4
A.圖1中,Ui:U2=n2:m
B.圖2中,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈電動(dòng)勢(shì)正在增大
C.圖3中,電容器中電場(chǎng)的能量正在增大
D.圖4中,增大電容C,調(diào)諧頻率增大
4.(2025?寧波校級(jí)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(shí)刻電路中正形成圖示方向
的電流,此時(shí)電容器的下極板帶正電,上極板帶負(fù)電,下列說(shuō)法正確的是()
A.線圈中的磁場(chǎng)方向向上且電流正在減小
B.極板間的電勢(shì)差正在變大、電場(chǎng)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(duì)面積,則發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)變短
5.(2024?沈陽(yáng)三模)如圖甲為超聲波懸浮儀,上方圓柱體中高頻電信號(hào)(由圖乙電路產(chǎn)生)通過(guò)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(huì)出現(xiàn)振幅幾
乎為零的點(diǎn)一一節(jié)點(diǎn),小水珠能在節(jié)點(diǎn)附近保持懸浮狀態(tài),該情境可等效簡(jiǎn)化為圖丙,圖丙為某時(shí)刻兩
列超聲波的波動(dòng)圖像,某時(shí)刻兩波源產(chǎn)生的波分別傳到了點(diǎn)P(-2cm,0)和點(diǎn)Q(2cm,0),已知超
聲波的傳播速度為340m/s,則下列說(shuō)法正確的是()
甲乙丙
A.該超聲波懸浮儀發(fā)出的超聲波頻率為340Hz
B.經(jīng)過(guò)1=1義10飛,質(zhì)點(diǎn)P沿x軸正方向移動(dòng)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(gè)節(jié)點(diǎn)
D.拔出圖乙線圈中的鐵芯,可以減少懸浮儀中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)
二.多選題(共4小題)
(多選)6.(2025?重慶一模)電磁波的發(fā)射和接收涉及電磁振蕩。圖是某LC振蕩電路,當(dāng)電容器的電容
為Co,線圈的電感為L(zhǎng)()時(shí),電磁振蕩的頻率為fo。要使電磁振蕩的頻率變?yōu)?fo,可行的措施是()
B.僅使L=4Lo
.僅使=與
C.僅使DL
4,
(多選)7.(2024秋?鄭州期末)如圖為L(zhǎng)C振蕩電路,P為電路上一點(diǎn)。某時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)及電容器兩
極板所帶的電荷如圖所示,則()
A.此時(shí)刻電容器內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小
B.此時(shí)刻通過(guò)P點(diǎn)的電流方向由左向右
C.若只在線圈中插入鐵芯,LC振蕩電路的頻率將增大
D.若只增大電容器極板間距離,LC振蕩電路的頻率將增大
(多選)8.(2025?長(zhǎng)沙一模)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)和車位空余信息的提示和統(tǒng)計(jì)功能等,某智能停車位通過(guò)
預(yù)埋在車位地面下方的LC振蕩電路獲取車輛駛?cè)腭偝鲂畔?。如圖甲所示,當(dāng)車輛駛?cè)胲囄粫r(shí),相當(dāng)于
在線圈中插入鐵芯,使其自感系數(shù)變大,引起LC電路中的振蕩電流頻率發(fā)生變化,計(jì)時(shí)器根據(jù)振蕩電
流的變化進(jìn)行計(jì)時(shí)。某次振蕩電路中的電流隨時(shí)間變化如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是()
甲乙
A.ti亥U,線圈L的磁場(chǎng)能為零
B.t2時(shí)刻,電容器C帶電量最大
C.t2-t3過(guò)程,電容器C帶電量逐漸增大
D.由圖乙可判斷汽車正駛離智能停車位
(多選)9.(2023秋?博愛(ài)縣校級(jí)期末)如圖所示的電路,電阻R=20Q,電容C=2.0|iF,電感L=2.0pH,
電感線圈的電阻可以忽略。單刀雙擲開(kāi)關(guān)S置于“1”,電路穩(wěn)定后,再將開(kāi)關(guān)S從“1”撥到“2”,圖
中LC回路開(kāi)始電磁振蕩,下列說(shuō)法正確的是()
1,2
--CL
R
~II----------------
A.LC振蕩電路的周期是4nX106s
B.當(dāng)t=7.57rXl(T6s時(shí),電容器電荷量在減少
C.當(dāng)1=7.511)<10一6$時(shí),電容器上極板帶正電
D.當(dāng)t=5nXl(T6s時(shí),電感線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大
三.填空題(共3小題)
10.(2024?三明模擬)1988年,德國(guó)物理學(xué)家赫茲對(duì)火花放電現(xiàn)象進(jìn)行深入研究,第一次驗(yàn)證了電磁波的
存在。一小組研究電磁振蕩實(shí)驗(yàn),圖甲為ti時(shí)刻的電路狀態(tài),此時(shí)電容器正在(選填“充
電”或“放電”);圖乙為通過(guò)線圈的電流隨時(shí)間變化的圖像,t2時(shí)刻電場(chǎng)能正在(選填“增
大”、“減小”或“不變”);要增大振蕩頻率,可(選填“增大”、“減小”或“不變”)電容
H.(2023秋?福建月考)如圖所示的LC振蕩電路中,①為靈敏電流計(jì),電流向右流過(guò)時(shí)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(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S扳到a,某時(shí)刻將開(kāi)關(guān)S
扳到b,且將該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)0點(diǎn)。則該電路的周期為;t=呼時(shí),電容器
正在(填''充電”或“放電");”紅白時(shí),電流表的指針(填“向右”“向左”
或“不”)偏轉(zhuǎn)。
12.(2023春?嘉定區(qū)校級(jí)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(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),回路中的振蕩電
(1)經(jīng)2s時(shí),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(shí),灰塵的加速度大小為m/s2;
(3)回路的磁場(chǎng)能在減小,且電容器上極板帶負(fù)電,則回路應(yīng)在時(shí)間段(Oa,ab,be,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?。?。
四.解答題(共3小題)
13.(2024春?西安期末)實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器,其電容C=1RF。在兩極板帶有一定電
荷時(shí),發(fā)現(xiàn)一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個(gè)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(jié)果可以含有TT)。
(2)從S閉合瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí),在irXlO^s時(shí),電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少?
(3)當(dāng)線圈中電流最大時(shí),粉塵的加速度為多大?
14.(2024春?海淀區(qū)期末)電磁波在科學(xué)探索和現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的應(yīng)用。取電磁波在真空中的速度c
=3.0X108m/so
(1)世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST坐落在我國(guó)貴州,被譽(yù)為“中國(guó)天眼”。當(dāng)火星與地球
之間的距離為2.25X101、時(shí),若從火星向地球發(fā)射一電磁波信號(hào),求FAST接收到信號(hào)所用時(shí)間。
(2)己知手機(jī)單端天線的長(zhǎng)度為接收的電磁波波長(zhǎng)的四分之一時(shí),電磁波在天線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
將達(dá)到最大值。如果某手機(jī)接收的電磁波頻率為7.50X1()8HZ,為使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值,求該手機(jī)
單端天線應(yīng)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度。
(3)某收音機(jī)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(guān)系為T(mén)=2ir/,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(jí)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(zhǎng)。電容器兩極板
電壓與時(shí)間的關(guān)系為余弦函數(shù)如圖乙,圖像中Uo為已知量,T未知。求:
(1)振蕩電路中電場(chǎng)能變化的周期T1;
(2)t=125T時(shí)刻的振蕩電流;
5T
(3)一到T時(shí)間內(nèi)振蕩電流的平均值。
6
甲乙
2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理人教版(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(hào)12345
答案DCCCC
選擇題(共5小題)
1.(2025?重慶模擬)如圖是由線圈L和電容器C組成的LC振蕩電路。電容器充滿電后,t=0時(shí)刻,閉
合開(kāi)關(guān)S,t=0.02s時(shí)刻,電容器的電荷量第一次為零。則t=0.04s時(shí)刻,該LC回路中的()
A.電壓最小B.電流最大
C.磁場(chǎng)能最大D.電場(chǎng)能最大
【考點(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定量思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理論證能力.
【答案】D
【分析】充電過(guò)程電流減小,電磁能增大,磁場(chǎng)能減小,放電過(guò)程電流增大電磁能減小,磁場(chǎng)能增大。
【解答】解:A.由題意可知,LC振蕩電路的周期
T=4X0.02s=0.08s
當(dāng)t=0.04s時(shí),剛好是半個(gè)周期,此時(shí)電容器再次充滿電,電荷量最大,根據(jù)
u-0.
u~c
可知,此時(shí)電壓最大,故A錯(cuò)誤;
B.半個(gè)周期電容器再次充滿電,電流與電荷量的變化率有關(guān),電荷量的變化率為零,此時(shí)電流最小,
故B錯(cuò)誤;
C.磁場(chǎng)能的大小與電流的大小有關(guān),電流最小時(shí)磁場(chǎng)能最小,故C錯(cuò)誤;
D.電場(chǎng)能與電荷量有關(guān),電荷量最大時(shí)電場(chǎng)能最大,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查L(zhǎng)C振蕩電路,同學(xué)們要理解并掌握,循環(huán)充放電過(guò)程,若第一個(gè)四分之一周期先順
時(shí)針充電,電流減小,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能;第二個(gè)四分之一周期就是逆時(shí)針?lè)烹?,電流增大,電?chǎng)能
轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能;第三個(gè)四分之一周期是逆時(shí)針?lè)聪虺潆?,電流減小,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能;第四個(gè)四分
之一周期是順時(shí)針?lè)聪蚍烹?,電流增大,電?chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。
2.(2024秋?哈爾濱校級(jí)期末)如圖所示,i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像。下列說(shuō)法
A.a時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)能最小
B.b時(shí)刻電容器中的電場(chǎng)能最小
C.b?c時(shí)間線圈中的磁場(chǎng)能增大
D.c?d時(shí)間電容器中的電場(chǎng)能減小
【考點(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定性思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理論證能力.
【答案】C
【分析】由圖可知LC振蕩電路中,oa段是放電過(guò)程,ab段是反向充電過(guò)程,以此類推,且充電過(guò)程
電流減小,電磁能增大,磁場(chǎng)能減小,放電過(guò)程電流增大電磁能減小,磁場(chǎng)能增大。
【解答】解:A.oa段是放電過(guò)程,在a時(shí)刻線圈中電流最大,電容器放電結(jié)束,磁場(chǎng)能最大,故A
錯(cuò)誤;
B.ab段是充電過(guò)程,從a至!Jb,正向電流減小,則磁場(chǎng)能減小,電容器反向充電,b時(shí)刻電容器中的
電場(chǎng)能最大,故B錯(cuò)誤;
C.從b到c,電容器反向放電,電流變大,則磁場(chǎng)能增大,故C正確;
D.從c到d,電容器充電,磁場(chǎng)能減小,電場(chǎng)能增大,故D錯(cuò)誤。
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】本題考查L(zhǎng)C振蕩電路,同學(xué)們要理解并掌握,循環(huán)充放電過(guò)程,若第一個(gè)四分之一周期先順
時(shí)針充電,電流減小,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能;第二個(gè)四分之一周期就是逆時(shí)針?lè)烹?,電流增大,電?chǎng)能
轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能;第三個(gè)四分之一周期是逆時(shí)針?lè)聪虺潆?,電流減小,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能;第四個(gè)四分
之一周期是順時(shí)針?lè)聪蚍烹?,電流增大,電?chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。
3.(2025?浙江)有關(guān)下列四幅圖的描述,正確的是()
圖1圖2圖3圖4
A.圖1中,Ui:U2=n2:ni
B.圖2中,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈電動(dòng)勢(shì)正在增大
C.圖3中,電容器中電場(chǎng)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(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析;交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;變壓器的構(gòu)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(guān)系進(jìn)行分析;
B、根據(jù)交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理可知,線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí),線圈位于中性面位置,此
時(shí)磁通量最大,磁通量的變化率最小,電動(dòng)勢(shì)最小進(jìn)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/=不%即可分析。
【解答】解:A、圖1中,根據(jù)理想變壓器的規(guī)律Ui:U2=m:皿,故A錯(cuò)誤;
B、圖2中,線圈的位置再轉(zhuǎn)過(guò)60。就是中性面,在中性面時(shí),電動(dòng)勢(shì)和電流都為0,所以此時(shí)線圈的
電動(dòng)勢(shì)正在減小,故B錯(cuò)誤;
C、圖3中,根據(jù)電容器極板間的場(chǎng)強(qiáng)方向,可知上級(jí)板帶負(fù)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(shí)針,因此可知電容器正在充電,電場(chǎng)的能量正在增大;
故C正確;
D、圖4中,根據(jù)調(diào)諧頻率/=丁%,增大電容C,調(diào)諧頻率會(huì)減小,故D錯(cuò)誤;
ZTrVLC
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】了解交變電流的產(chǎn)生、變壓器的構(gòu)造和原理、電磁振蕩產(chǎn)生的過(guò)程是解決本題的關(guān)鍵,屬于基
礎(chǔ)題。
4.(2025?寧波校級(jí)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(shí)刻電路中正形成圖示方向
的電流,此時(shí)電容器的下極板帶正電,上極板帶負(fù)電,下列說(shuō)法正確的是()
A.線圈中的磁場(chǎng)方向向上且電流正在減小
B.極板間的電勢(shì)差正在變大、電場(chǎng)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(duì)面積,則發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)變短
【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的影響因素;計(jì)算電磁振蕩發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng);電磁振蕩及過(guò)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(chǎng)的方向和電流的變化;
根據(jù)公式C=g分析出極板間的電勢(shì)差和電場(chǎng)能的變化;
根據(jù)頻率的計(jì)算公式完成分析;
根據(jù)波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系分析出波長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。
【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(chǎng)方向向上且電流正在變大,故
A錯(cuò)誤;
B.電容器中的電場(chǎng)方向向上,由于電容器正在放電,則帶電量減小,由
C-Q.
C-U
可知極板間的電勢(shì)差正在變小,所以電場(chǎng)能正在變小,故B錯(cuò)誤;
C.若在線圈中插入鐵芯,則L變大,根據(jù)
f=---
12TT/LC
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(duì)面積,則電容器電容C增大,根據(jù)
A—cT=2ircy[LC
則發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)變長(zhǎng),故D錯(cuò)誤。
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了電磁振蕩的相關(guān)概念,理解電容器的電荷量和電場(chǎng)能的變化,結(jié)合頻率的計(jì)算
公式即可完成分析。
5.(2024?沈陽(yáng)三模)如圖甲為超聲波懸浮儀,上方圓柱體中高頻電信號(hào)(由圖乙電路產(chǎn)生)通過(guò)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(huì)出現(xiàn)振幅幾
乎為零的點(diǎn)一一節(jié)點(diǎn),小水珠能在節(jié)點(diǎn)附近保持懸浮狀態(tài),該情境可等效簡(jiǎn)化為圖丙,圖丙為某時(shí)刻兩
列超聲波的波動(dòng)圖像,某時(shí)刻兩波源產(chǎn)生的波分別傳到了點(diǎn)P(-2cm,0)和點(diǎn)Q(2cm,0),已知超
聲波的傳播速度為340m/s,則下列說(shuō)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(guò)t=1X10%,質(zhì)點(diǎn)P沿x軸正方向移動(dòng)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(gè)節(jié)點(diǎn)
D.拔出圖乙線圈中的鐵芯,可以減少懸浮儀中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)
【考點(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;波的疊加.
【專題】定量思想;推理法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】根據(jù)頻率、波速、波長(zhǎng)的關(guān)系求超聲波的頻率;質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移,只在平衡位置附近振動(dòng);根
據(jù)波的疊加原理分析穩(wěn)定后節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù);根據(jù)電磁振動(dòng)的頻率公式判斷波長(zhǎng)的變化,從而決定節(jié)點(diǎn)的增
減。
【解答】解:A.由丙圖可知超聲波的波長(zhǎng)入=lcm=0.01m超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號(hào)頻率為:
代入數(shù)據(jù)得:f=3.4X104Hz
故A錯(cuò)誤;
B.質(zhì)點(diǎn)只能沿y軸方向振動(dòng),不能沿x軸正方向移動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.由丙圖可知,波源P、Q振動(dòng)步調(diào)相反,當(dāng)波程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn),設(shè)波源
P、Q之間某一點(diǎn)坐標(biāo)為x,懸浮點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn),滿足
I(2-x)-[x-(-2)]|=n入(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(gè)節(jié)點(diǎn),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(zhǎng)變短,相同空間距
離內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)變多,故D錯(cuò)誤。
故選:C?
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了簡(jiǎn)諧橫波的相關(guān)應(yīng)用,理解簡(jiǎn)諧橫波在不同方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),結(jié)合波的疊加
原理即可完成分析。
多選題(共4小題)
(多選)6.(2025?重慶一模)電磁波的發(fā)射和接收涉及電磁振蕩。圖是某LC振蕩電路,當(dāng)電容器的電容
為Co,線圈的電感為L(zhǎng)o時(shí),電磁振蕩的頻率為fo。要使電磁振蕩的頻率變?yōu)?fo,可行的措施是()
C
A.僅使C=4CoB.僅使L=4Lo
C.僅使C=?D.僅使L=系
【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的計(jì)算.
【專題】定量思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理論證能力.
【答案】CD
【分析】根據(jù)LC振蕩電路的振蕩頻率公式進(jìn)行分析解答。
【解答】解:根據(jù)LC振蕩電路的振蕩頻率公式f=丁焉可知,要使振蕩頻率增加一倍,根據(jù)表達(dá)式可
2gLe
知,可以讓線圈的電感或者電容器的電容減小為原來(lái)的士故CD正確,AB錯(cuò)誤。
4
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】考查L(zhǎng)C振蕩電路的振蕩頻率公式,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。
(多選)7.(2024秋?鄭州期末)如圖為L(zhǎng)C振蕩電路,P為電路上一點(diǎn)。某時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)及電容器兩
極板所帶的電荷如圖所示,則()
A.此時(shí)刻電容器內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小
B.此時(shí)刻通過(guò)P點(diǎn)的電流方向由左向右
C.若只在線圈中插入鐵芯,LC振蕩電路的頻率將增大
D.若只增大電容器極板間距離,LC振蕩電路的頻率將增大
【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的影響因素;電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定量思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理論證能力.
【答案】AD
【分析】由圖示磁場(chǎng)方向,根據(jù)安培定則判斷出電路電流方向,結(jié)合電容器兩極板間的電場(chǎng)方向,判斷
振蕩過(guò)程處于什么階段;然后根據(jù)電磁振蕩特點(diǎn)分析答題。
【解答】解:AB.由安培定則可知,線中的電流方向從上往下看為逆時(shí)針,通過(guò)P點(diǎn)的電流方向由右向
向左,而電容器上極板帶正電,此時(shí)電容器正在放電,電容器兩端的電壓正在減小,E=多,電容器內(nèi)
電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.在線圈中插入鐵芯,線圈的自感系數(shù)增大,根據(jù)/="方可知,電路的振蕩頻率減小,故C錯(cuò)誤;
ZTrvLC
D.增大平行板電容器極板間的距離,根據(jù)。=熹可知,電容器的電容C減小,由/=五%可知,LC
振蕩電路的頻率增大,故D正確。
故選:ADo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁振蕩的基本過(guò)程,根據(jù)磁場(chǎng)方向應(yīng)用安培定則判斷出電路電流方向、根據(jù)電場(chǎng)方
向判斷出電容器帶電情況是正確解題的關(guān)鍵。
(多選)8.(2025?長(zhǎng)沙一模)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)和車位空余信息的提示和統(tǒng)計(jì)功能等,某智能停車位通過(guò)
預(yù)埋在車位地面下方的LC振蕩電路獲取車輛駛?cè)腭偝鲂畔?。如圖甲所示,當(dāng)車輛駛?cè)胲囄粫r(shí),相當(dāng)于
在線圈中插入鐵芯,使其自感系數(shù)變大,引起LC電路中的振蕩電流頻率發(fā)生變化,計(jì)時(shí)器根據(jù)振蕩電
流的變化進(jìn)行計(jì)時(shí)。某次振蕩電路中的電流隨時(shí)間變化如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是()
A.ti亥U,線圈L的磁場(chǎng)能為零
B.t2時(shí)刻,電容器C帶電量最大
C.t2-t3過(guò)程,電容器C帶電量逐漸增大
D.由圖乙可判斷汽車正駛離智能停車位
【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的影響因素;電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定性思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理論證能力.
【答案】BD
【分析】根據(jù)電流的變化分析磁場(chǎng)能的變化以及確定其他物理量;根據(jù)LC振蕩電路的頻率公式結(jié)合圖
像分析判斷。
【解答】解:A.ti時(shí)刻電流最大,磁場(chǎng)能最大,故A錯(cuò)誤;
B.t2時(shí)刻,電流為零,電容器C帶電量最大,故B正確;
C.t2-t3過(guò)程,電流逐漸達(dá)到最大,電容器放電,電容器C帶電量逐漸減小,故C錯(cuò)誤;
方可知,線圈自感系數(shù)變小,
D.從圖乙中可知,振蕩電流周期變小,振蕩電流頻率變大,根據(jù)f=0
27TVLC
因?yàn)檐囕v靠近線圈時(shí),線圈自感系數(shù)變大,所以汽車正在遠(yuǎn)離地感線圈,故D正確。
故選:BDo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查L(zhǎng)C振蕩電路的基本規(guī)律,屬于基礎(chǔ)題目,對(duì)學(xué)生要求較低,解題關(guān)鍵是理解電路中
充放電過(guò)程,靈活應(yīng)用周期公式解題。
(多選)9.(2023秋?博愛(ài)縣校級(jí)期末)如圖所示的電路,電阻R=20Q,電容C=2.0|iF,電感L=2.0pH,
電感線圈的電阻可以忽略。單刀雙擲開(kāi)關(guān)S置于“1”,電路穩(wěn)定后,再將開(kāi)關(guān)S從“1”撥到“2”,圖
中LC回路開(kāi)始電磁振蕩,下列說(shuō)法正確的是()
12
T^fc1
A.LC振蕩電路的周期是4TtXl(T6s
B.當(dāng)t=7.5irX:106s時(shí),電容器電荷量在減少
C.當(dāng)t=7.5TTXl(T6s時(shí),電容器上極板帶正電
D.當(dāng)t=5nX106s時(shí),電感線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大
【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的計(jì)算;電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)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=2兀/求出LC振蕩電路的固有周期;根據(jù)周期判斷選項(xiàng)當(dāng)
中所給的時(shí)間電容器所處的狀態(tài),以及電路中的電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況。
【解答】解:A、對(duì)LC振蕩電路的周期為T(mén)=27r/=27n泛6天訪石及25伺產(chǎn)s=4兀x10-6s,
故A正確;
77*37
BC、當(dāng)t=7.5TTX10-6sV《_,由于-7<7,5兀*10-6s=-7<7,則此時(shí)電容器正在充電,電容器電荷
o48
量在增加,電流方向與初始時(shí)相反,故電容器下極板帶正電,上極板帶負(fù)電,故BC錯(cuò)誤;
D、當(dāng)t=5n><10-6§=搭丁,此時(shí)電流最大,故電感線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,故D正確。
故選:ADo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查L(zhǎng)C振蕩電路,解題關(guān)鍵是LC振蕩電路的周期公式T=2ng
三.填空題(共3小題)
10.(2024?三明模擬)1988年,德國(guó)物理學(xué)家赫茲對(duì)火花放電現(xiàn)象進(jìn)行深入研究,第一次驗(yàn)證了電磁波的
存在。一小組研究電磁振蕩實(shí)驗(yàn),圖甲為ti時(shí)刻的電路狀態(tài),此時(shí)電容器正在充電(選填“充電”
或“放電”);圖乙為通過(guò)線圈的電流隨時(shí)間變化的圖像,t2時(shí)刻電場(chǎng)能正在增大(選填“增大”、
“減小”或“不變”);要增大振蕩頻率,可減?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”)電容器的電
容C。
【考點(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.
【答案】充電;增大;減小。
【分析】電容器充電過(guò)程電路電流減小,電容器所帶電荷量增加,電場(chǎng)能增加,根據(jù)圖乙所示圖像分析
清楚電磁振蕩過(guò)程,根據(jù)振蕩頻率的公式/=分析解答。
【解答】解:圖甲中tl時(shí)刻,電流沿逆時(shí)針?lè)较?,電容器的上極板帶正電,電荷流向極板,所以此時(shí)
電容器正在充電;圖乙中根據(jù)電流隨時(shí)間變化的圖像可知,t2時(shí)刻通過(guò)線圈的電流正在減小,磁場(chǎng)能在
減小,根據(jù)能量守恒定律可知,電場(chǎng)能在增大;根據(jù)振蕩頻率的公式/=?。劭芍?,減小電容器的電
容C,可以使振蕩頻率增大。
故答案為:充電;增大;減小。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道在LC振蕩電路中,當(dāng)電容器充電時(shí),電流在減小,電容器上的電荷量增
大,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能;當(dāng)電容器放電時(shí),電流在增大,電容器上的電荷量減小,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)
能,理會(huì)根據(jù)振蕩頻率的公式/=丁%分析問(wèn)題。
11.(2023秋?福建月考)如圖所示的LC振蕩電路中,①為靈敏電流計(jì),電流向右流過(guò)時(shí)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(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S扳到a,某時(shí)刻將開(kāi)關(guān)S
扳到b,且將該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)。點(diǎn)。則該電路的周期為27rVLC;t=呼時(shí),電容器正在放電
4-
(填“充電”或“放電””號(hào)w時(shí),電流表的指針向右(填''向右”“向左”或“不”)偏轉(zhuǎn)。
【考點(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.
【答案】271國(guó);放電;向右。
【分析】振蕩電流的變化周期為7=根據(jù)電路的周期T=2兀VZ?確定在某時(shí)刻線圈L與電容器
C的電流、電壓、充放電的情況及電流方向。
【解答】解:線圈的自感系數(shù)L、電容器的電容C均為已知量,則該電路的周期為
T=2;rVLC
某時(shí)刻將開(kāi)關(guān)S扳到b,且將該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)。點(diǎn),開(kāi)始時(shí)電容器放電,計(jì)時(shí)。點(diǎn)之后一個(gè)周期內(nèi)電流
隨時(shí)間變化如圖
此時(shí)電路中電流正在增大,磁場(chǎng)能增加,由能量守恒定律可知,電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化,電容器兩極
板的間的電場(chǎng)在減弱,電容器兩極板間的電壓在減小,根據(jù)Q=CU可知,電容器的電量在減小,此時(shí)
電容器正在放電;
"駕皿,即t=|r
4o
此時(shí)電路中電流正在減小,但電流方向不變,即電流向右流過(guò)靈敏電流計(jì),電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。
故答案為:27TVLC;放電;向右。
【點(diǎn)評(píng)】考查L(zhǎng)C振動(dòng)電路中,線圈與電容器之間的充放電過(guò)程中,電量、電壓、電流、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁
感應(yīng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能等各量如何變化,注意電路中電流方向的分析。
12.(2023春?嘉定區(qū)校級(jí)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(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),回路中的振蕩電
流i-t圖像如圖乙所示,不計(jì)電路產(chǎn)生的內(nèi)能及電磁輻射,gIX10m/s2o
(1)經(jīng)2s時(shí),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(shí),灰塵的加速度大小為10m/s2;
(3)回路的磁場(chǎng)能在減小,且電容器上極板帶負(fù)電,則回路應(yīng)在cd時(shí)間段(Oa,ab,be,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、減小)。
【考點(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析.
【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)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(diǎn),對(duì)不同時(shí)刻時(shí)的灰塵進(jìn)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(chǎng)能在減小,又上極板帶負(fù)電,由此結(jié)合電容器的充電、放電判斷;
(4)根據(jù)受力的變化,結(jié)合牛頓第二定律分析加速度的變化,然后結(jié)合初速度為零的情況分析速度的
變化即可。
【解答】解:(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),可知此時(shí)電場(chǎng)力與重力平衡,
由共點(diǎn)力平衡條件得:
mg=qE
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),由于周期為T(mén)=4s,可知經(jīng)2s時(shí),電容器極板電性發(fā)生變化,但電荷量大小等于0
時(shí)刻電荷量,可知帶電灰塵受到的電場(chǎng)力方向豎直向下,大小等于重力,設(shè)灰塵的加速度大小為a,由
牛頓第二定律得:
a=惟g+qE
一m
解得:a=20m/s2
(2)線圈中電流最大時(shí),線圈的磁場(chǎng)能最大,根據(jù)能量守恒定律可知,電容器的電場(chǎng)能最小,可知電
容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零,設(shè)灰塵的加速度大小為a',由牛頓第二定律得:
a'=蹩
m
解得:a'=10m/s2
(3)回路的磁場(chǎng)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(chǎng)能增大,電容器
正在充電,且電容器上極板帶負(fù)電,則回路應(yīng)在cd時(shí)間段。
(4)S接通后電容器先放電,該過(guò)程中灰塵向下做加速運(yùn)動(dòng),由于灰塵受到向上的電場(chǎng)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。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁振蕩電路與牛頓第二定律的結(jié)合,屬中等難度的題目,對(duì)學(xué)生的綜合分析能力要
求較高,是一道好題。
四.解答題(共3小題)
13.(2024春?西安期末)實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器,其電容C=1RF。在兩極板帶有一定電
荷時(shí),發(fā)現(xiàn)一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個(gè)自感系數(shù)L=O.lmH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(jié)果可以含有TT)。
(2)從S閉合瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí),在TTXHT5s時(shí),電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少?
(3)當(dāng)線圈中電流最大時(shí),粉塵的加速度為多大?
S
【考點(diǎn)】電磁振蕩及過(guò)程分析;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)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(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.
【答案】(1)該振蕩電路的周期T為2nxi0一5$;
(2)從S閉合瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí),在irXlO-s時(shí),電容器內(nèi)粉塵的加速度大小為2g;
(3)當(dāng)線圈中電流最大時(shí),粉塵的加速度大小為g。
【分析】(1)根據(jù)周期公式7=2兀,無(wú)求解該振蕩電路的周期;
(2)斷開(kāi)時(shí),灰塵恰好靜止,則重力等于電場(chǎng)力,根據(jù)電磁振蕩的過(guò)程,結(jié)合周期公式T=2兀限,
確定從S閉合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)到電容器電場(chǎng)最強(qiáng)且方向向上時(shí)的時(shí)間與周期的關(guān)系,再結(jié)合牛頓第二定律求
解;
(3)當(dāng)電容器放電時(shí),電量減小,電流增大,當(dāng)電流最大時(shí),電容器極板的電量為零,再根據(jù)牛頓第
二定律求解。
【解答】解:(1)振蕩電路的周期為:
T=2TCVLC
其中C=1HF=1X1(/6F,L=0.1mH=lX10-4H
代入數(shù)據(jù)得:T=2TtX10「5s
(2)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)帶電粉塵靜止,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得:
F電=mg
可知帶電粉塵所受電場(chǎng)力豎直向上,閉合開(kāi)關(guān)后,自感線圈和電容器構(gòu)成LC振蕩回路,由于該振蕩回
路的周期T=2TTX10「5S,因此經(jīng)過(guò)兀xl0-5s=4寸,電容器間的場(chǎng)強(qiáng)反向,電場(chǎng)力的大小不變,方向
豎直向下,由牛頓第二定律得:
mg+F電=1112
聯(lián)立解得:a=2g
(3)當(dāng)線圈中電流最大時(shí),電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)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211義10.5$;
(2)從S閉合瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí),在irXlO^s時(shí),電容器內(nèi)粉塵的加速度大小為2g;
(3)當(dāng)線圈中電流最大時(shí),粉塵的加速度大小為g。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁振蕩與牛頓第二定律的結(jié)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(guò)程中,電量,電流的變化情況,注意何時(shí)有電場(chǎng)力,及確定電場(chǎng)力方向是解題的關(guān)鍵。
14.(2024春?海淀區(qū)期末)電磁波在科學(xué)探索和現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的應(yīng)用。取電磁波在真空中的速度c
=3.0X108m/So
(1)世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST坐落在我國(guó)貴州,被譽(yù)為“中國(guó)天眼”。當(dāng)火星與地球
之間的距離為2.25X10'^時(shí),若從火星向地球發(fā)射一電磁波信號(hào),求FAST接收到信號(hào)所用時(shí)間。
(2)已知手機(jī)單端天線的長(zhǎng)度為接收的電磁波波長(zhǎng)的四分之一時(shí),電磁波在天線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
將達(dá)到最大值。如果某手機(jī)接收的電磁波頻率為7.50X108HZ,為使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值,求該手機(jī)
單端天線應(yīng)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度。
(3)某收音機(jī)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(guān)系為T(mén)=2itVZ?,求可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之
比。
【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的計(jì)算;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系.
【專題】定量思想;推理法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;理解能力.
【答案】(1)FAST接收到信號(hào)所用時(shí)間為750s;
(2)該手機(jī)單端天線應(yīng)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)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(jì)算;
(2)先計(jì)算出電磁波的波長(zhǎng),進(jìn)而計(jì)算出天線的長(zhǎng)度;
(3)根據(jù)公式/=方品計(jì)算。
【解答】解:(1)設(shè)火星與地球之間距離為x,所用時(shí)間為t
根據(jù)X=ct
2.25x1()11
得t=*=s=750s
3.0X108
(2)設(shè)天線長(zhǎng)度為L(zhǎng),接受的電磁波頻率為f、波長(zhǎng)為人
根據(jù)c=Af
得人=0.4m
由題意入=4L
得L=0.1m
(3)根據(jù)7=:和T=2TTVZC
可得片小
當(dāng)f=500Hz時(shí),C最大,設(shè)為Cmax;f=1500Hz時(shí),C最小,設(shè)為Cmin
得Gna久_2
^■min1
答:(1)FAST接收到信號(hào)所用時(shí)間為750s;
(2)該手機(jī)單端天線應(yīng)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度為0.1m;
(3)電容器的最大電容和最小電容之比為9:1。
【點(diǎn)評(píng)】掌握電磁振蕩電路的周期和頻率公式是解題的基礎(chǔ),難度不大。
15.(2024春?新鄭市校級(jí)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(zhǎng)。電容器兩極板
電壓與時(shí)間的關(guān)系為余弦函數(shù)如圖乙,圖像中Uo為已知量,T未知。求:
(1)振蕩電路中電場(chǎng)能變化的周期Ti;
(2)t=125T時(shí)刻的振蕩電流;
5T
(3)二到1時(shí)間內(nèi)振蕩電流的平均值。
6
【考點(diǎn)】電磁振蕩的周期和頻率的計(jì)算;電磁振蕩的圖像問(wèn)題.
【專題】計(jì)算題;學(xué)科綜合題;定量思想;方程法;電磁場(chǎng)理論和電磁波;推理論證能力.
【答案】(1)振蕩電路中電場(chǎng)能變化的周期為兀VIZ;
(2)t=125T時(shí)刻的振蕩電流為0;
5T3CU
(3)一到T時(shí)間內(nèi)振蕩電流的平均值為---
627TVLC
【分析】(1)先寫(xiě)出電磁振蕩的周期,然后結(jié)合一個(gè)振蕩周期內(nèi)電場(chǎng)能變化2次,求出電場(chǎng)能變化的周
期;
(2)結(jié)合電壓的變化圖得出電流的變化與大??;
(3)結(jié)合平均電流的定義求出。
【解答】解:(1)振蕩電路的周期7=2兀/
振蕩電路中電場(chǎng)能變化的周期Ti=*7=TTVZC
(2)根據(jù)題圖可得&=&cos爺t
時(shí)間t=125T時(shí),電場(chǎng)能最大,此時(shí)振蕩電流i=0
q1
(3)"尹時(shí)內(nèi)=2^0
t=T時(shí)u2=Uo
rjj
則dq=CAu=-2^
則,到T時(shí)間內(nèi)振蕩電流的平均值7=柴=平=等黑
6612HLe
答:(1)振蕩電路中電場(chǎng)能變化的周期為71限;
(2)t=125T時(shí)刻的振蕩電流為0;
(3):■到T時(shí)間內(nèi)振蕩電流的平均值為:;一7=o
62TTVLC
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了LC電磁振蕩電路的電磁振蕩過(guò)程,根據(jù)圖乙所示圖象分析清楚振蕩過(guò)程是解題的
前提,掌握基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用LC電磁振蕩電路的周期公式即可解題。
考點(diǎn)卡片
1.牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma,已知物體的受力和質(zhì)量,可以計(jì)算物體的加速度;已知物體的質(zhì)量和加
速度,可以計(jì)算物體的合外力;已知物體的合外力和加速度,可以計(jì)算物體的質(zhì)量。
【命題方向】
1
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Ig,g為重力加速度。人對(duì)電梯底部的壓力為
()
41
A、~mgB、2mgC、mgD、~mg
分析:對(duì)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(duì)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
4
故N=mg+ma=^mg
4
根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)電梯的壓力等于電梯對(duì)人的支持力,故人對(duì)電梯的壓力等于§mg;
故選:Ao
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵對(duì)人受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解。
【解題方法點(diǎn)撥】
在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單問(wèn)題時(shí),要先明確物體的受力情況,然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式,再根
據(jù)需要求出相關(guān)物理量。
2.波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
描述機(jī)械波的物理量
(1)波長(zhǎng)尢兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)平衡位置的位移總是相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng).
在橫波中,兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長(zhǎng).在縱波中,兩個(gè)相鄰密部(或疏部)間的距離等
于波長(zhǎng).
(2)頻率f:波的頻率由波源決定,無(wú)論在什么介質(zhì)中傳播,波的頻率都不變.
(3)波速v:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)振動(dòng)向外傳播的距離.波速的大小由介質(zhì)決定.
(4)波速與波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系:v=Xf.
【命題方向】
??碱}型:
如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)的波形圖象,波速為v=10m/s,此時(shí)波恰好傳到I點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的
是()
y/tro
B
A.此列波的周期為T(mén)=0.4s
B.質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相等
C.質(zhì)點(diǎn)I的起振方向沿y軸負(fù)方向
D.當(dāng)t=5.1s時(shí),x=10m的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置處
E.質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同
【分析】由波形圖可以直接得出波的波長(zhǎng),根據(jù)v=亭求解周期,根據(jù)波形圖來(lái)確定I處的起振方向,當(dāng)質(zhì)
點(diǎn)間的距離為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),振動(dòng)情況完全相同,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)間的距離為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),振動(dòng)情況相反.
24
解:A、由波形圖可知,波長(zhǎng)入=4m,則T=彳=而=0.4s,故A正確;
B、質(zhì)點(diǎn)B、F之間的距離正好是一個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況完全相同,所以質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相
等,故B正確;
C、由圖可知,I剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸負(fù)方向,故C正確;
y[D1
D、波傳到x=10m的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間t'=石=而=Is,t=5.1s時(shí),x=10m的質(zhì)點(diǎn)己經(jīng)振動(dòng)4.1s=10jT,所
以此時(shí)處于波谷處,故D錯(cuò)誤;
E、質(zhì)點(diǎn)A、C間的距離為半個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況相反,所以位移的方向不同,故D錯(cuò)誤;
故選:ABC
【點(diǎn)評(píng)】本題考察了根據(jù)波動(dòng)圖象得出振動(dòng)圖象是一重點(diǎn)知識(shí),其關(guān)鍵是理解振動(dòng)和波動(dòng)的區(qū)別.
【解題方法點(diǎn)撥】
牢記機(jī)械振動(dòng)的有關(guān)公式,熟練的進(jìn)行公式之間的轉(zhuǎn)化與計(jì)算。
3.波的疊加
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.波的疊加原理:幾列波相遇時(shí),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(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量
和.
2.波在疊加時(shí)的特點(diǎn):
①位移是幾列波分別產(chǎn)生位移的矢量和。
②各列波獨(dú)立傳播。
③兩列同相波疊加,振動(dòng)加強(qiáng),振幅增大。(如圖1所示)
④兩列反相波疊加,振動(dòng)減弱,振幅減小。(如圖2所示)
【命題方向】
??碱}型:
如圖所示,實(shí)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(diǎn),
下列說(shuō)法中正確的是()
A.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)。正處于平衡位置
B.P、N兩質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置
C.隨著時(shí)間的推移,質(zhì)點(diǎn)M將向。點(diǎn)處移動(dòng)
D.從該時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)二分之一周期,質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置
【分析】由圖知M、O都處于振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),在波的傳播過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)不會(huì)向前移動(dòng).
解:由圖知。點(diǎn)是波谷和波谷疊加,是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),A錯(cuò)誤;
P、N兩點(diǎn)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(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng),不會(huì)“隨波逐流”,C錯(cuò)誤;
從該時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)M
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