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2019年高中物理 第十四章 電磁波 電磁振蕩 電磁波的發(fā)射和接收雙基限時(shí)練 新人教版選修3-4 1．(多選題)在LC振蕩電路中，電容器充電完畢的瞬間，下列判斷中正確的是(　　) A．電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化剛好完畢 B．磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化剛好完畢 C．電路中的電流達(dá)到最大值 D．電路中電流為零 解析　在LC振蕩電路中，電容器充電完畢的瞬間，電路中振蕩電流為零，電容器兩板電勢(shì)差最大，磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化剛好完畢，磁場(chǎng)能為零，電場(chǎng)能最大． 答案　BD 2．關(guān)于LC回路，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．一個(gè)周期內(nèi)，電容器充、放電各一次 B．電容器極板上電壓最大時(shí)，線圈中的電流最強(qiáng) C．電容器開(kāi)始充電時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能最強(qiáng) D．電容器開(kāi)始充電時(shí)，電場(chǎng)能最大 解析　電容器從開(kāi)始充電到放電完畢才經(jīng)歷半個(gè)周期，一個(gè)周期內(nèi)，電容器應(yīng)充、放電各兩次，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器上的電壓最大時(shí)，電場(chǎng)能最大，此時(shí)磁場(chǎng)能為零，線圈中電流為零，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器開(kāi)始充電時(shí)，電場(chǎng)能為零，線圈中磁場(chǎng)能最大，所以C選項(xiàng)正確，D錯(cuò)誤． 答案　C 3. (多選題)LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器上極板帶正電 B．若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電 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(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大 解析　題中圖示只告訴了電流的磁場(chǎng)方向，由安培定則可判斷電流方向，但未標(biāo)明電容器極板帶電情況，只能假設(shè)出電容器帶電如下：若該時(shí)刻電容器上極板帶正電，則可知電容器正處于放電階段，電流正在增大，可知C選項(xiàng)正確，而A錯(cuò)誤．若此時(shí)刻電容器上極板帶負(fù)電，則可知電容器正在充電，電流正在減小，可知B選項(xiàng)正確，由楞次定律知，D選項(xiàng)正確． 答案　BCD 4．為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖像等)載在電磁波上發(fā)射到遠(yuǎn)方，就必須對(duì)振蕩電流進(jìn)行(　　) A．調(diào)諧　　　　　　　 B．放大 C．調(diào)制 D．檢波 解析　把需要傳遞的信息加在電磁波上的過(guò)程叫做調(diào)制，故C選項(xiàng)正確． 答案　C 5．使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫(　　) A．調(diào)幅 B．調(diào)頻 C．調(diào)諧 D．檢波 答案　C 6．(多選題)要接收到載有音頻信號(hào)的電磁波，并通過(guò)耳機(jī)發(fā)出聲音，在接收電路中必須經(jīng)過(guò)下列過(guò)程中的(　　) A．調(diào)幅 B．調(diào)頻 C．調(diào)諧 D．解調(diào) 解析　要接收電磁波，收聽(tīng)節(jié)目就必須先把電磁波有選擇性的接收下來(lái)，這一過(guò)程叫做調(diào)諧，然后把音頻信號(hào)從電磁波中“卸載”下來(lái)，這一過(guò)程叫做解調(diào)． 答案　CD 7．用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成LC振蕩電路，要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，可采用的做法是(　　) A．增大電容器兩極板的距離 B．減小電容器兩極板間的距離 C．減小電容器兩極板的正對(duì)面積 D．增大電容器兩極板的電壓 解析　根據(jù)f＝及v＝λf可知，λ＝vπ，增大電容器電容，可以增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，由C＝可知，減小電容器兩極板的距離、增大正對(duì)面積都可以增大電容器電容． 答案　B 8．如果收音機(jī)調(diào)諧電路中是采用改變電容的方式來(lái)改變回路固有頻率的，那么當(dāng)接收的電磁波的最長(zhǎng)波長(zhǎng)是最短波長(zhǎng)的3倍時(shí)，則電容器的最大電容量與最小電容量之比為(　　) A．3:1 B．9:1 C．1:3 D．1:9 解析　根據(jù)v＝λf及f＝得＝＝，則＝. 答案　B 9．一個(gè)電容為C的電容器，充電至電壓等于U以后，與電源斷開(kāi)并通過(guò)一個(gè)自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈放電．從開(kāi)始放電到第一次放電完畢的過(guò)程中，下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．振蕩電流一直在不斷增大 B．振蕩電流先增大、后減小 C．通過(guò)電路的平均電流等于 D．磁場(chǎng)能一直在不斷增大 解析　由電磁振蕩的知識(shí)可知，在放電過(guò)程中電流強(qiáng)度逐漸增大，放電完畢時(shí)電流最大，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤．電容器儲(chǔ)存電量q＝CU，第一次放電完畢的時(shí)間為，T＝2π，所以平均電流I＝＝ ，故C選項(xiàng)正確，A、D選項(xiàng)正確． 答案　B 10．已知LC振蕩電路中電容器極板1上的電荷量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，則(　　) A．a(chǎn)、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同 B．a(chǎn)、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反 C．b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同 D．b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反 解析　a、c兩時(shí)刻電路中電容器帶電量最多，電場(chǎng)能最多，電流為零，所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；b時(shí)刻電容器為上極板帶正電，順時(shí)針?lè)烹娡戤吽查g，電流為順時(shí)針最大；而d時(shí)刻為電容器下極板帶正電，逆時(shí)針?lè)烹娡戤吽查g，電流為逆時(shí)針最大，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確． 答案　D 11．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(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開(kāi)S，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，能正確反映電容器a極板上電量q隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(圖中q為正值表示a極板帶正電)(　　) 解析　當(dāng)S處于閉合狀態(tài)，燈泡正常發(fā)光，線圈L中有電流．當(dāng)S斷開(kāi)瞬間，LC回路中電流最大，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能為零，電容器極板上所帶電量為零．然后給電容器充電，b極板開(kāi)始帶正電，故B選項(xiàng)正確． 答案　B 12．如圖所示，LC振蕩電路中，電容器的電容為C，線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)，電容器在圖示時(shí)刻的電荷量為q，若圖示時(shí)刻電容器正在放電，至放電完畢所需時(shí)間為π；若圖示時(shí)刻電容器正在充電，則充電至最大電量時(shí)間為(　　) A.π B.π C.π D.π 解析　電容器每個(gè)周期會(huì)有兩次充電、兩次放電．每次充電或放電時(shí)間均為T＝.根據(jù)題意，電容器由q減小到零，需要π＝T，說(shuō)明電容器由最大電量放到q所用時(shí)間為－＝T＝π.則由q充電至最大的電荷量所用時(shí)間同樣為π，故C選項(xiàng)正確． 答案　C 13．如圖所示，是通過(guò)電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)容器內(nèi)液面高低的儀器原理圖，容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個(gè)電極，中間的導(dǎo)電芯柱是電容器的另一個(gè)電極，芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì)，電容器的這 兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線與一個(gè)線圈的兩端相連，組成LC振蕩電路，根據(jù)其振蕩頻率的高低(用與該電路相連的頻率計(jì)顯示)就可知道容器內(nèi)液面位置的高低，如果頻率計(jì)顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了，則液面________(填“升高”或“降低”)了；容器內(nèi)的導(dǎo)電液體與大地相連，若某一時(shí)刻線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向右，且正在增強(qiáng)，則此時(shí)導(dǎo)電芯柱的電勢(shì)正在________(填“升高”或“降低”)． 解析　根據(jù)頻率公式f＝可知，若使振蕩頻率變大，則電容C減??；由C＝可知，若使電容減小，則正對(duì)面積S減小，即液面降低．線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向右且增強(qiáng)，則電流沿順時(shí)針?lè)较蛟龃?，是放電過(guò)程．導(dǎo)電芯帶負(fù)電正逐漸減少．導(dǎo)電芯的電勢(shì)是負(fù)值，兩極板的電勢(shì)差逐漸減小，所以導(dǎo)電芯的電勢(shì)正在升高． 答案　降低　升高 14．某收音機(jī)接收電磁波的波長(zhǎng)范圍在577 m和182 m之間，該收音機(jī)LC回路的可變電容的動(dòng)片全部旋出時(shí)，回路總電容為39 pF，試分析： (1)動(dòng)片全部旋出時(shí)，對(duì)應(yīng)收音機(jī)接收電磁波的波長(zhǎng)為多大？此LC回路的線圈的自感系數(shù)為多少？ (2)該收音機(jī)LC回路的可變電容器的動(dòng)片完全旋入時(shí)，電容器的電容為多大？ 解析　(1)由λ＝cT，T＝2π可得λ＝2πc，動(dòng)片完全旋出時(shí)，電容器正對(duì)面積最小，對(duì)應(yīng)電容器的電容最?。虼?，對(duì)應(yīng)接收電磁波的波長(zhǎng)最小為182 m．此時(shí)電容器的電容為C＝39 pF 由上面關(guān)系式可導(dǎo)出L＝， 代入數(shù)據(jù)可求出：L＝0.24 mH. (2)由λ＝2πc可得＝ 所以Cmax＝Cmin＝39 pF＝392 pF. 答案　(1)182 m　0.24 mH (2)392 pF