4.1 電磁振蕩（原卷版）

4.1電磁振蕩模塊一學(xué)問(wèn)把握學(xué)問(wèn)點(diǎn)一電磁振蕩的產(chǎn)生及能量變化【情境導(dǎo)入】如圖所示，將開(kāi)關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開(kāi)關(guān)擲向2.(1)電容器通過(guò)線圈放電過(guò)程中，線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？(2)在電容器反向充電過(guò)程中，線圈中的電流如何變化？電容器和線圈中的能量是如何轉(zhuǎn)化的？(3)線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的作用是什么？【學(xué)問(wèn)梳理】1．振蕩電流：大小和方向都做快速變化的電流．2．振蕩電路：能產(chǎn)生的電路．最簡(jiǎn)潔的振蕩電路為L(zhǎng)C振蕩電路．3．LC振蕩電路電容器的放電、充電過(guò)程(1)電容器放電：由于線圈的作用，放電電流不會(huì)馬上達(dá)到最大值，而是由零漸漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷漸漸．放電完畢時(shí)，極板上沒(méi)有電荷，放電電流達(dá)到．該過(guò)程電容器的電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能．(2)電容器充電：電容器放電完畢時(shí)，由于線圈的作用，電流并不會(huì)馬上減小為零，而要保持原來(lái)的方向連續(xù)流淌，并漸漸減小，電容器開(kāi)頭，極板上的電荷漸漸，電流減小到零時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷最多．該過(guò)程中線圈的磁場(chǎng)能又全部轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能．4．電磁振蕩的實(shí)質(zhì)在電磁振蕩過(guò)程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能也隨著發(fā)生周期性的．【重難詮釋】1．各物理量隨時(shí)間的變化圖像：振蕩過(guò)程中電流i、極板上的電荷量q之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系．(如圖)2．相關(guān)量與電路狀態(tài)的對(duì)應(yīng)狀況電路狀態(tài)abcde時(shí)刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T電荷量q最多0最多0最多電場(chǎng)能EE最大0最大0最大電流i0正向最大0反向最大0磁場(chǎng)能EB0最大0最大03.(1)在LC振蕩電路發(fā)生電磁振蕩的過(guò)程中，與電容器有關(guān)的物理量：電荷量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．與線圈有關(guān)的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)在LC振蕩過(guò)程中，電容器上的三個(gè)物理量q、E、EE增大時(shí)，線圈中的三個(gè)物理量i、B、EB減小，即q、E、EE↑eq\o(→,\s\up7(異向變化))i、B、EB↓.（2023春?潮州期末）某時(shí)刻LC振蕩電路自感線圈L中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．若磁場(chǎng)正在增加，則電容器正在放電 B．若電路中電流正在減弱，則電場(chǎng)能在增大 C．若電容器正在放電，則電容器上極板應(yīng)帶正電 D．若電容器正在充電，則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也在增大（2023春?昆山市期末）如圖所示是某時(shí)刻LC振蕩電路中振蕩電流i的方向，下列對(duì)回路狀況的推斷正確的是（）A．若電路中電容的上板帶正電，則該電路中電流在增大 B．若電路中電容的下板帶正電，則電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)在增加 C．若電路中電流i正在增大，則該電路中電容上的電荷量也在增大 D．若電路中電流i正在減小，則該電路中電容器里的電場(chǎng)必定向下（2023春?天寧區(qū)校級(jí)月考）如圖（a）所示，在LC振蕩電路中，通過(guò)P點(diǎn)的電流變化規(guī)律如圖（b）所示，且把通過(guò)P點(diǎn)向右的方向規(guī)定為電流i的正方向，則（）A．0.5～1s時(shí)間內(nèi)，電容器C在放電 B．0.5～1s時(shí)間內(nèi)，電容器C的上極板帶正電 C．1～1.5s時(shí)間內(nèi)，Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低 D．1～1.5s時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)變成磁場(chǎng)能（2023春?番禺區(qū)期末）無(wú)線話筒是LC振蕩電路的一個(gè)典型應(yīng)用，在LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示，且電容器的上極板帶正電，下列說(shuō)法正確的是（）A．電流沿a流向b B．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 C．振蕩電流正在增大 D．電容器正在充電學(xué)問(wèn)點(diǎn)二電磁振蕩的周期和頻率【情境導(dǎo)入】如圖所示的電路．(1)假如僅更換電感L更大的線圈，將開(kāi)關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開(kāi)關(guān)擲向2，電容器通過(guò)線圈放電，線圈因自感現(xiàn)象產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)是否更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會(huì)怎樣變化？(2)假如僅更換電容C更大的電容器，將開(kāi)關(guān)S擲向1，先給電容器充電，電容器的帶電荷量是否增大？再將開(kāi)關(guān)擲向2，電容器通過(guò)線圈放電，放電時(shí)間是否相應(yīng)地變長(zhǎng)？振蕩周期T是否變長(zhǎng)？【學(xué)問(wèn)梳理】1．電磁振蕩的周期T：電磁振蕩完成一次需要的時(shí)間．2．電磁振蕩的頻率f：完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比，數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)完成的的次數(shù)．假如振蕩電路沒(méi)有能量損耗，也不受其他外界條件影響，這時(shí)的周期和頻率叫作振蕩電路的周期和頻率．3．LC電路的周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).其中：周期T、頻率f、電感L、電容C的單位分別是秒(s)、赫茲(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．【重難詮釋】1．LC電路的周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).2．說(shuō)明：(1)LC電路的周期、頻率都由電路本身的特性(L和C的值)打算，與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的凹凸、是否接入電路中等因素?zé)o關(guān)，所以稱為L(zhǎng)C電路的固有周期和固有頻率．(2)電路中的電流i、線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的變化周期就是LC電路的振蕩周期T＝2πeq\r(LC)，在一個(gè)周期內(nèi)上述各量方向轉(zhuǎn)變兩次；電容器極板上所帶的電荷量，其變化周期也是振蕩周期T＝2πeq\r(LC)；而電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能變化周期是振蕩周期的一半，即T′＝eq\f(T,2)＝πeq\r(LC).（2023春?南山區(qū)期末）圖一為某超聲波發(fā)生器中的核心元件—壓電陶瓷片。為使得壓電陶瓷片發(fā)生超聲振動(dòng)，需要給它通入同頻率的高頻電信號(hào)。圖二為高頻電信號(hào)發(fā)生原理圖，已知某時(shí)刻電流i的方向指向A極板，且正在增大，下列說(shuō)法正確的是（）?A．A極板帶負(fù)電 B．線圈L兩端的電壓在增大 C．磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 D．減小自感系數(shù)L，超聲振動(dòng)的頻率不變（2023春?南通期末）為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲(chǔ)罐中，電容C可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電感L或電源相連，如圖所示當(dāng)S從a撥到b時(shí)，LC電路中產(chǎn)生振蕩電流．則（）A．當(dāng)儲(chǔ)罐中的液面上升時(shí)，電容器的電容減小 B．當(dāng)儲(chǔ)罐中的液面上升時(shí)，振蕩電流的頻率減小 C．當(dāng)S從a撥到b的瞬間，線圈中的電流最大 D．當(dāng)S從a撥到b的瞬間，電容器中的電場(chǎng)能最?。?023春?楊浦區(qū)校級(jí)期末）把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開(kāi)關(guān)依據(jù)圖示連成電路。把示波器的兩端連在電容器的兩個(gè)極板上。先把開(kāi)關(guān)置于電源一側(cè)為電容器充電；稍后再把開(kāi)關(guān)置于線圈一側(cè)，從今刻開(kāi)頭計(jì)時(shí)，電容器通過(guò)線圈放電。電路工作過(guò)程中，向外輻射電磁波，則電壓Uab隨時(shí)間t變化的波形是（）A． B． C． D．（2023春?道里區(qū)校級(jí)期中）某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖所示，則此時(shí)刻（）A．電感L和電容C都增大一倍，以使振蕩頻率增大一倍 B．振蕩電流i在增大 C．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 D．磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化模塊二鞏固提高（2023春?無(wú)錫期末）如圖所示是電磁波放射的LC電磁振蕩電路，某時(shí)刻電路中正形成如圖所示方向的電流，此時(shí)電容器的上極板帶負(fù)電．則以下說(shuō)法正確的是（）A．線圈中的磁場(chǎng)向上且正在減弱 B．電容器中的電場(chǎng)向上且正在增加 C．該時(shí)刻電路中的電流減小 D．若在線圈中插入鐵芯，則放射電磁波的頻率變?。?023春?如皋市校級(jí)月考）LC振蕩電路中的電流圖像如圖所示，規(guī)定回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎Ｏ聢D中正確反映出1～2ms內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的是（）A． B． C． D．（2023春?昌平區(qū)期末）圖甲為L(zhǎng)C振蕩電路，取回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎?，回路中電流i隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是?（）A．在t1～t2內(nèi)，電容器C在放電 B．在t1～t2內(nèi)，電容器C的上極板帶正電 C．在t2～t3內(nèi)，磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 D．在t2～t3內(nèi)，電容器C兩極板間電壓在不斷減小（2023?南通模擬）規(guī)定圖甲LC振蕩電路中逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?，M是電容器的上極板。從某時(shí)刻起記錄圖甲中的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。則圖像乙中的a～b段對(duì)應(yīng)電路甲中的（）A．M板帶正電 B．M板的帶電量在變大 C．線圈L中的磁場(chǎng)能在變大 D．線圈L的自感電動(dòng)勢(shì)在變大（2023春?重慶期末）如圖所示的LC振蕩電路中，已知某時(shí)刻電流i的方向如圖所示，且正在減小，則此時(shí)（）A．電容器C正在放電 B．A板帶負(fù)電 C．電感線圈L兩端電壓在增加 D．電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能（2023?黃埔區(qū)三模）圖甲為車輛智能道閘系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖：預(yù)埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)車輛靠近地感線圈時(shí)，線圈自感系數(shù)變大，使得振蕩電流頻率發(fā)生變化，檢測(cè)器將該信號(hào)發(fā)送至車牌識(shí)別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時(shí)間振蕩電路中的電流如圖乙，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．t1時(shí)刻電容器間的電場(chǎng)強(qiáng)度為最大值 B．t1～t2時(shí)間內(nèi)，電容器處于放電過(guò)程 C．汽車靠近線圈時(shí)，振蕩電流頻率變大 D．從圖乙波形可推斷汽車正遠(yuǎn)離地感線圈（2023?重慶模擬）某收音機(jī)中的LC振蕩電路，由固定線圈和可調(diào)電容器組成，能夠產(chǎn)生頻率范圍為f到kf（k＞1）的電磁振蕩?？烧{(diào)電容器的最大電容和最小電容之比為（）A．k4 B．k3 C．k2 D．k（2023春?楊浦區(qū)校級(jí)月考）LC振蕩電路在某一時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A．電路中的電流在削減 B．電路中電流沿順時(shí)針?lè)较?C．電容器上的自由電荷在削減 D．電路中磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化（2023春?佛山期末）某人設(shè)計(jì)了如圖所示的LC振蕩電路來(lái)測(cè)量微小物體所受的重力，電容器的上極板是一片彈性金屬薄膜，微小物體放置在金屬膜中心會(huì)使其下凹，測(cè)量時(shí)先把開(kāi)關(guān)撥到a，電路穩(wěn)定后再把開(kāi)關(guān)撥到b。通過(guò)電流傳感器測(cè)出電流的頻率就能測(cè)量出微小物體所受的重力。已知該電路振蕩電流的頻率滿足以下關(guān)系式f=1A．物體質(zhì)量越大，開(kāi)關(guān)撥向a時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電量越小 B．開(kāi)關(guān)由a撥向b瞬間，流經(jīng)電流傳感器的電流最大 C．開(kāi)關(guān)由a撥向b后，該LC電路發(fā)生阻尼振蕩，但周期不變 D．測(cè)量時(shí)，傳感器檢測(cè)到的電流頻率越大，表示物體質(zhì)量越大（2023?桃城區(qū)校級(jí)模擬）被譽(yù)為“救命神器”的自動(dòng)體外除顫儀（AED），是一種用于搶救心臟驟?；颊叩谋銛y式的醫(yī)療設(shè)備。其結(jié)構(gòu)如圖所示，低壓直流電經(jīng)高壓直流發(fā)生器后向儲(chǔ)能電容器C充電。除顫治療時(shí)，開(kāi)關(guān)撥到2，利用電極將脈沖電流作用于心臟，使患者心臟恢復(fù)正常跳動(dòng)，若無(wú)其他條件變化時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．脈沖電流作用于不同人體時(shí)，電流大小相同 B．放電過(guò)程