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學(xué)業(yè)分層測評(十一)(建議用時:45分鐘)[學(xué)業(yè)達標(biāo)]1.如圖3-1-7所示為LC振蕩電路中電容器極板上的電量q隨時間t變化的圖像,由圖可知()3-1-7A.t1時刻,電路中的磁場能最小B.從t1到t2電路中的電流值不斷減小C.從t2到t3電容器不斷充電D.在t4時刻,電容器的電場能最小E.從t3到t4電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能【解析】由圖可知,t1時刻電容器極板上的電量q最大,此時剛剛充電完畢,故電路中的磁場能最小,選項A正確;從t1到t2,電容器放電,電路中的電流從0增加到最大值,故選項B錯誤;從t2到t3,電容器的電荷量不斷增加,故電容器在不斷充電,選項C正確;t4時刻放電剛剛結(jié)束,電容器的電場能最小,故選項D正確.從t3到t4電路中電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,E錯誤.【答案】ACD2.在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中,下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號:18640023】A.電容器放電完畢時刻,回路中磁場能最小B.電容器充電完畢時刻,回路中磁場能最小C.回路中電流值最大時刻,回路中磁場能最大D.電容器極板上電荷量最多時,電場能最大E.回路中電流值最小時刻,電場能最小【解析】電荷量、電場強度、電場能、電壓是同步量;而電流、磁場、磁場能是同步量.【答案】BCD3.某時刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖3-1-8所示,則此時刻()圖3-1-8A.振蕩電流i在減小B.振蕩電流i在增大C.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D.磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化E.電容器極板上的電荷在增加【解析】解決問題的關(guān)鍵是根據(jù)電容器的兩極板的帶電情況和電流方向,判定出電容器正處于充電過程.由電磁振蕩的規(guī)律可知:電容器充電過程中,電流逐漸減小,電場能逐漸增大,磁場能逐漸減小,即磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化,故應(yīng)選擇A、D、E.【答案】ADE4.在LC振蕩電路中,當(dāng)電容器充電完畢尚未開始放電時,下列說法正確的是()A.電容器中的電場最強B.電路里的磁場最強C.電場能已有一部分轉(zhuǎn)化成磁場能D.磁場能已全部轉(zhuǎn)化成電場能E.此時電路中電流為零【解析】LC振蕩電路電容器充電完畢,電容器中電場最強,磁場最弱,電場能和磁場能之間還沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化,故A、D、E正確.【答案】ADE5.在LC振蕩電路中,在電容器放電完畢瞬間,以下說法正確的是()A.電容器極板間的電壓等于零,磁場能開始向電場能轉(zhuǎn)化B.電流達到最大值,線圈產(chǎn)生的磁場達到最大值C.如果沒有能量輻射損耗,這時線圈的磁場能等于電容器開始放電時的電場能D.線圈中產(chǎn)生的自感電動勢最大E.電容器極板間電場最強【解析】電容器放電完畢的瞬間,還有以下幾種說法:電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢;磁場能開始向電場能轉(zhuǎn)化;電容器開始反方向充電.電容器放電完畢的瞬間有如下特點:電容器電量Q=0,板間電壓U=0,板間場強E=0,線圈電流I最大,磁感應(yīng)強度B最大,磁場能最大,電場能為零.線圈自感電動勢E自=LΔI/Δt,電容器放電完畢瞬間,雖然I最大,但ΔΦ/Δt為零,所以E自等于零.由于沒有考慮能量的輻射,故能量守恒,在這一瞬間電場能E電=0,磁場能E磁最大,而電容器開始放電時,電場能E電最大,磁場能E磁=0,則E磁=E電.【答案】ABC6.在LC振蕩電路中,某時刻電路中的電流方向如圖3-1-9所示,且電流正在增大,則該時刻()圖3-1-9A.電容器上極板帶正電,下極板帶負電B.電容器上極板帶負電,下極板帶正電C.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D.電容器正在放電E.磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化【解析】電流正在增大,說明是放電過程,是電場能向磁場能的轉(zhuǎn)化,C、D項正確,E項錯誤;放電過程電容器上極板帶正電,下極板帶負電,A項正確,B項錯誤.【答案】ACD7.如圖3-1-10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(guān)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,畫出反映電容器a極板上電荷量q隨時間變化的圖像(q為正值表示a極板帶正電).圖3-1-10【解析】開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時,電流穩(wěn)定,又因L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,D燈立即熄滅,L、C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,而電容器極板上電荷量則由0增為最大,根據(jù)電流流向,此eq\f(T,4)時間里,電容器下極板b帶正電,所以此eq\f(T,4)時間內(nèi),a極板帶負電,由0增為最大.【答案】[能力提升]8.如圖3-1-11甲所示,在LC振蕩電路中,通過P點的電流變化規(guī)律如圖3-1-10乙所示,且把通過P點向右的方向規(guī)定為電流i的正方向,則()甲乙圖3-1-11A.s到1s時間內(nèi),電容器C在放電B.s至1s時間內(nèi),電容器C的上極板帶正電C.1s至s時間內(nèi),Q點的電勢比P的電勢高D.1s至s時間內(nèi),電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能E.t=1s時電路中電場能最大而磁場能最小【解析】s至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;1s至s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,t=1s時電流為零,電路中電場能最大,磁場能最小,C、D、E正確.【答案】CDE9.如圖3-1-12所示為理想LC振蕩回路,此時刻電容器極板間的場強方向和線圈中的磁場方向如圖.下列說法正確的是()圖3-1-12A.如圖所示的時刻電容器正在放電B.如圖所示的時刻電流正在減小C.電路中的磁場能在減少D.電容器兩端的電壓在增加E.電容器兩端的電壓在減少【解析】由電場方向可知電容器上極板帶正電,由線圈中的電流方向可知電路中電流方向為逆時針.結(jié)合以上兩點可知電容器在充電,電路中的電流正在減小磁場能在減少,電容器兩端的電壓在增加,故B、C、D正確,A、E錯誤.【答案】BCD10.如圖3-1-13所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為2×10-2s,自振蕩電流沿逆時針方向達最大值開始計時,當(dāng)t=×10-2s時,電容器正處于________(選填“充電”“放電”或“充電完畢”)狀態(tài),這時電容器的上極板________(選填“帶正電”“帶負電”或“不帶電”).圖3-1-13【解析】根據(jù)題意可畫出LC回路振蕩電流的變化圖像如圖,t=×10-2s時刻即為圖像中的P點,正處于順時針電流減小的過程中,所以,電容器正處于反向充電狀態(tài),上板帶正電.【答案】充電帶正電11.如圖3-1-14所示的電路中,電容器的電容C=1μF,線圈的自感系數(shù)L=mH,先將開關(guān)S撥至a,這時電容器內(nèi)有一帶電油滴恰能保持靜止.然后將開關(guān)S撥至b,經(jīng)過t=×10-5s,油滴的加速度是多少?當(dāng)油滴的加速度為何值時,LC回路中的振蕩電流有最大值?(g取10m/s2,π取,研究過程中油滴不與極板接觸)圖3-1-14【解析】當(dāng)S撥至a時,油滴受力平衡,顯然油滴帶負電,有mg=eq\f(U,d)q……①,當(dāng)S撥至b后,LC回路中有振蕩電流,振蕩周期為T=2πeq\r(LC)=2××eq\r×10-3×10-6)s=×10-5s,當(dāng)t=×10-5s時,電容器恰好反向充電結(jié)束,兩極板間場強與t=0時等大反向.由牛頓第二定律得eq\f(U,d)
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