2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科高二同步經(jīng)典題精練之電

磁震蕩

一.選擇題（共5小題）

1.（2025?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)動的線圈電動勢正在增大

C.圖3中，電容器中電場的能量正在增大

D.圖4中，增大電容C,調(diào)諧頻率增大

2.（2024秋?四平期末）如圖所示的LC振蕩電路中，①為靈敏電流計，電流向右流過時指針向右偏，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。開始時開關(guān)S扳到a,某時刻將開關(guān)S扳

到b,且將該時刻作為計時0點。則下列說法正確的是（）

A.t=呼時，電容器正在放電

B.1=雪區(qū)時，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)

C.力=嗜時，線圈的磁場能為零

D.1=兀/時，電容器所帶的電荷量為零

3.（2024秋?海淀區(qū)校級期末）如圖甲所示電路中，電流i（以圖甲中電流方向為正）隨時間t的變化規(guī)律

如圖乙所示的正弦曲線，下列說法正確的是（）

A.0?ti內(nèi)，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能

B.ti?t2內(nèi)，自感電動勢逐漸減小

C.t2?t3內(nèi)，電容器C正在充電

D.t3?t4內(nèi)，電容器C上極板帶正電

4.（2025?寧波校級一模）電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路如圖所示，某時刻電路中正形成圖示方向

的電流，此時電容器的下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，下列說法正確的是（）

A.線圈中的磁場方向向上且電流正在減小

B.極板間的電勢差正在變大、電場能正在變小

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面積，則發(fā)射的電磁波波長變短

5.（2024?沈陽三模）如圖甲為超聲波懸浮儀，上方圓柱體中高頻電信號（由圖乙電路產(chǎn)生）通過壓電陶

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，會出現(xiàn)振幅幾

乎為零的點一一節(jié)點，小水珠能在節(jié)點附近保持懸浮狀態(tài)，該情境可等效簡化為圖丙，圖丙為某時刻兩

列超聲波的波動圖像，某時刻兩波源產(chǎn)生的波分別傳到了點P（-2cm,0）和點Q（2cm,0）,已知超

聲波的傳播速度為340m/s,則下列說法正確的是（）

A.該超聲波懸浮儀發(fā)出的超聲波頻率為340Hz

B.經(jīng)過t=lXl（T4s,質(zhì)點p沿x軸正方向移動3.4cm

C.兩列波疊加穩(wěn)定后，P、Q之間（不包括P、Q）共有7個節(jié)點

D.拔出圖乙線圈中的鐵芯，可以減少懸浮儀中的節(jié)點個數(shù)

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2023秋?邢臺期末）LC振蕩電路既可產(chǎn)生特定頻率的信號，也可從復(fù)雜的信號中分離出特定

頻率的信號，是許多電子設(shè)備中的關(guān)鍵部件。如圖所示，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路中的電流

正在增加，下列說法正確的是（）

4本/

tII

A.電容器上極板帶負(fù)電

B.電路中的電場能正在增大

C.電路中的電流方向為由a到b

D.電容器兩極板間的電場強度正在減小

（多選）7.（2023秋?博愛縣校級期末）如圖所示的電路，電阻R=20Q,電容C=2.0|iF,電感L=2.0uH,

電感線圈的電阻可以忽略。單刀雙擲開關(guān)S置于“1”，電路穩(wěn)定后，再將開關(guān)S從“1”撥到“2”，圖

中LC回路開始電磁振蕩，下列說法正確的是（）

1,2

UiLJ

—II---）

A.LC振蕩電路的周期是4nxiOQ

B.當(dāng)t=7.5irX106s時，電容器電荷量在減少

C.當(dāng)t=7.5TT義10-6$時，電容器上極板帶正電

D.當(dāng)t=5irX10一6$時，電感線圈中的磁感應(yīng)強度最大

（多選）8.（2024秋?泰山區(qū)校級期末）2023年12月6日，2023世界5G大會在河南鄭州開幕，主題為

“5G變革共繪未來”。目前全球已部署超過260張5G網(wǎng)絡(luò)，覆蓋近一半的人口。產(chǎn)生5G無線信號電

波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)如圖所示，則該時刻（）

B.電容器兩極板間電場強度正在變大

C.電容器正在放電，線圈儲存的磁場能正在增加

D.線路中的電流正在減小且與線圈中感應(yīng)電流的方向相反

（多選）9.（2023秋?萊西市期末）如圖所示，電池的電動勢為E,內(nèi)電阻為r,電容器的電容為C,繞在

鐵芯上的理想線圈電感為L,其直流電阻為零。開始電路中開關(guān)Si斷開，S2閉合。在1="時刻，斷開

S2,閉合Si,此后回路中出現(xiàn)了振蕩電流。若不計電磁波的輻射能量，電路中電阻的存在不會影響振

蕩電路的振蕩頻率。則下列說法正確的是（）

A.閉合Si的瞬間，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E

B.tl+TT，？時刻，電容器帶電量為零

C.ti+nVlZ時刻，電感線圈中產(chǎn)生的自感電動勢為零

D.電路最后達(dá)到的狀態(tài)是R兩端的電勢差恒為零

三.填空題（共3小題）

10.（2023春?嘉定區(qū)校級期中）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。開關(guān)S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開關(guān)S閉合時，回路中的振蕩電

流i-t圖像如圖乙所示，不計電路產(chǎn)生的內(nèi)能及電磁輻射，gIX10m/s2?

(1)經(jīng)2s時，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，灰塵的加速度大小為m/s2；

(3)回路的磁場能在減小，且電容器上極板帶負(fù)電，則回路應(yīng)在時間段(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、減小)。

11.(2023春?浦東新區(qū)校級期末)如圖所示的電路中，先閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后再斷開，圖中LC回路開始

電磁振蕩，則振蕩開始后9T,電容器C的上極板__________(選填“帶正電”、“帶負(fù)電”或“不帶電”)；

6

9T時刻電路中的能量轉(zhuǎn)化情況為_________________。

6

12.(2023春?太原期中)在LC振蕩電路中，如已知電容C,并測得電路的固有振蕩周期T,即可求得電

感L.為了提高測量精度，需多次改變C值并測得相應(yīng)的T值?，F(xiàn)將測得的6組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫

坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即圖中“X”表示的點。

(1)T、L、C的關(guān)系為o

(2)根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點作出T2與C的關(guān)系圖線。

(3)求得的L值是。

T2/(X10-2s2)

50-x

x

40-x

30-x

20-x

wl___i_____i_

23C/(X10-7F)

四.解答題(共3小題)

13.(2024春?西安期末)實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C=lpF。在兩極板帶有一定電

荷時，發(fā)現(xiàn)一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數(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it)。

(2)從S閉合瞬間開始計時，在TTXICT5s時，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，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坐落在我國貴州，被譽為“中國天眼”。當(dāng)火星與地球

之間的距離為2.25X10Um時，若從火星向地球發(fā)射一電磁波信號，求FAST接收到信號所用時間。

(2)已知手機單端天線的長度為接收的電磁波波長的四分之一時，電磁波在天線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

將達(dá)到最大值。如果某手機接收的電磁波頻率為7.50X1()8HZ,為使感應(yīng)電動勢達(dá)到最大值，求該手機

單端天線應(yīng)設(shè)計的長度。

(3)某收音機中的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=2m/IZ,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。電容器兩極板

電壓與時間的關(guān)系為余弦函數(shù)如圖乙，圖像中Uo為已知量，T未知。求:

(1)振蕩電路中電場能變化的周期Ti；

(2)t=125T時刻的振蕩電流；

5T

(3)一到T時間內(nèi)振蕩電流的平均值。

6

AU/V

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版(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12345

答案CADCC

選擇題(共5小題)

圖4

A.圖1中，Ui：U2=n2：ni

B.圖2中，勻速轉(zhuǎn)動的線圈電動勢正在增大

C.圖3中，電容器中電場的能量正在增大

D.圖4中，增大電容C,調(diào)諧頻率增大

【考點】電磁振蕩及過程分析；交流發(fā)電機及其產(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)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理可知，線圈平面與磁場垂直時，線圈位于中性面位置，此

時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電動勢最小進(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/=二方即可分析。

Z7ly/LC

【解答】解：A、圖1中，根據(jù)理想變壓器的規(guī)律Ui：U2=ni：n2,故A錯誤;

B、圖2中，線圈的位置再轉(zhuǎn)過60°就是中性面，在中性面時，電動勢和電流都為0,所以此時線圈的

電動勢正在減小，故B錯誤；

C、圖3中，根據(jù)電容器極板間的場強方向，可知上級板帶負(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針，因此可知電容器正在充電，電場的能量正在增大；

故C正確；

D、圖4中，根據(jù)調(diào)諧頻率/=丁%，增大電容C,調(diào)諧頻率會減小，故D錯誤；

LTlyJLC

故選：Co

【點評】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)生的過程是解決本題的關(guān)鍵，屬于基

礎(chǔ)題。

2.（2024秋?四平期末）如圖所示的LC振蕩電路中，①為靈敏電流計，電流向右流過時指針向右偏，反

之向左偏，線圈的自感系數(shù)L、電容器的電容C均為己知量。開始時開關(guān)S扳到a,某時刻將開關(guān)S扳

到b,且將該時刻作為計時0點。則下列說法正確的是（）

L

A.t=呼時，電容器正在放電

B.[=雪區(qū)時，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)

C.力=嗜時，線圈的磁場能為零

D.t=7T屆時，電容器所帶的電荷量為零

【考點】電磁振蕩及過程分析.

【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】A

【分析】振蕩電流的變化周期為T=2兀VZ?；根據(jù)電路的周期T=27r后確定在某時刻線圈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：t=0時刻電容器的下極板帶正電，此時刻將開關(guān)S報到b,0?1的時間內(nèi)電容器放電，

T

回路中的電流沿順時針方向，流過靈敏電流計的電流向右，指針向右偏轉(zhuǎn)，：時電容器所帶的電荷量為

4

TT

零，回路中的電流最大，線圈產(chǎn)生的磁場能最大，電場能為零；二?三的時間內(nèi)電容器正在充電，回路

42

中的電流沿順時針方向，流過靈敏電流計的電流向右，指針向右偏轉(zhuǎn)，（時電容器所帶的電荷量最多,

回路中的電流為零，線圈產(chǎn)生的磁場能為零，電場能最大。

__nyj~LCT

A.由題意，該LC振蕩電路的周期為T=2兀//，-------為一時刻，此時電容器正在放電，故A正確；

48

37tVZc3T

B.---------為一時刻，電流向右流過時指針向右偏，是指電流從左向右流過電流表電流表右偏，此時電流

48

表的指針向右偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；

c.」TTVZ一C為一T時刻，此時線圈產(chǎn)生的磁場能最大，故c錯誤；

24

T

DnVIZ為萬時刻，此時電容器所帶的電荷量最多，故D錯誤。

故選：Ao

【點評】考查LC振動電路中，線圈與電容器之間的充放電過程中，電量、電壓、電流、電場強度、磁

感應(yīng)強度、電場能、磁場能等各量如何變化，注意電路中電流方向的分析。

3.（2024秋?海淀區(qū)校級期末）如圖甲所示電路中，電流i（以圖甲中電流方向為正）隨時間t的變化規(guī)律

如圖乙所示的正弦曲線，下列說法正確的是（）

A.0?ti內(nèi)，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能

B.ti?t2內(nèi)，自感電動勢逐漸減小

C.t2?t3內(nèi)，電容器C正在充電

D.t3?t4內(nèi)，電容器C上極板帶正電

【考點】電磁振蕩的圖像問題.

【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力.

【答案】D

【分析】LC電路中的電流、電容器所帶電荷量、電容器的電場能、線圈中的磁場能都在做周期性變化。

【解答】解：A.由乙圖可知，0?ti時間內(nèi)，電路中的電流在增大，電容器在放電，電場能轉(zhuǎn)化為磁場

能，故A錯誤；

B.ti?t2時間內(nèi)，電路中的電流在減小，圖像斜率越來越大，所以自感電動勢逐漸增大，故B錯誤；

C.t2?t3時間內(nèi)，電路中的電流在增大，電容器在反向放電，故C錯誤；

D.t3?t4時間內(nèi)，電路中的電流在減小，電容器在反向充電，電容器C上極板帶正電，故D正確。

故選：Do

【點評】本題主要考查了LC電路的相關(guān)知識，電容器的充、放電，電路中的能量轉(zhuǎn)化。

4.（2025?寧波校級一模）電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路如圖所示，某時刻電路中正形成圖示方向

的電流，此時電容器的下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，下列說法正確的是（）

A.線圈中的磁場方向向上且電流正在減小

B.極板間的電勢差正在變大、電場能正在變小

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面積，則發(fā)射的電磁波波長變短

【考點】電磁振蕩的周期和頻率的影響因素；計算電磁振蕩發(fā)射的電磁波的波長；電磁振蕩及過程分析.

【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差和電場能的變化；

根據(jù)頻率的計算公式完成分析；

根據(jù)波長和頻率的關(guān)系分析出波長的變化趨勢。

【解答】解：A.由圖可知，電容器正在放電，電流變大，線圈中的磁場方向向上且電流正在變大，故

A錯誤；

B.電容器中的電場方向向上，由于電容器正在放電，則帶電量減小，由

c-Q

可知極板間的電勢差正在變小，所以電場能正在變小，故B錯誤；

C.若在線圈中插入鐵芯，則L變大，根據(jù)

f——1_

'2兀辰

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面積，則電容器電容C增大，根據(jù)

A=cT=2ncy[LC

則發(fā)射的電磁波波長變長，故D錯誤。

故選：Co

【點評】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能的變化，結(jié)合頻率的計算

公式即可完成分析。

5.（2024?沈陽三模）如圖甲為超聲波懸浮儀，上方圓柱體中高頻電信號（由圖乙電路產(chǎn)生）通過壓電陶

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，會出現(xiàn)振幅幾

乎為零的點一一節(jié)點，小水珠能在節(jié)點附近保持懸浮狀態(tài)，該情境可等效簡化為圖丙，圖丙為某時刻兩

列超聲波的波動圖像，某時刻兩波源產(chǎn)生的波分別傳到了點P（-2cm,0）和點Q（2cm,0）,已知超

聲波的傳播速度為340m/s,則下列說法正確的是（）

A.該超聲波懸浮儀發(fā)出的超聲波頻率為340Hz

B.經(jīng)過t=1X1（/4s,質(zhì)點P沿x軸正方向移動3.4cm

C.兩列波疊加穩(wěn)定后，P、Q之間（不包括P、Q）共有7個節(jié)點

D.拔出圖乙線圈中的鐵芯，可以減少懸浮儀中的節(jié)點個數(shù)

【考點】電磁振蕩及過程分析；波長、頻率和波速的關(guān)系；波的疊加.

【專題】定量思想；推理法；振動圖象與波動圖象專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)頻率、波速、波長的關(guān)系求超聲波的頻率；質(zhì)點不隨波遷移，只在平衡位置附近振動；根

據(jù)波的疊加原理分析穩(wěn)定后節(jié)點的個數(shù)；根據(jù)電磁振動的頻率公式判斷波長的變化，從而決定節(jié)點的增

減。

【解答】解：A.由丙圖可知超聲波的波長人=lcm=0.01m超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號頻率為:

代入數(shù)據(jù)得：f=3.4X104Hz

故A錯誤；

B.質(zhì)點只能沿y軸方向振動，不能沿x軸正方向移動，故B錯誤；

C.由丙圖可知，波源P、Q振動步調(diào)相反，當(dāng)波程差為波長的整數(shù)倍時，該點是振動減弱點，設(shè)波源

P、Q之間某一點坐標(biāo)為x,懸浮點為振動減弱點，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個節(jié)點，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，波長變短，相同空間距

離內(nèi)節(jié)點個數(shù)變多，故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題主要考查了簡諧橫波的相關(guān)應(yīng)用，理解簡諧橫波在不同方向上的運動特點，結(jié)合波的疊加

原理即可完成分析。

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2023秋?邢臺期末）LC振蕩電路既可產(chǎn)生特定頻率的信號，也可從復(fù)雜的信號中分離出特定

頻率的信號，是許多電子設(shè)備中的關(guān)鍵部件。如圖所示，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路中的電流

C.電路中的電流方向為由a到b

D.電容器兩極板間的電場強度正在減小

【考點】電磁振蕩及過程分析.

【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力.

【答案】AD

【分析】根據(jù)磁場方向由安培定則判斷電流方向，電流方向是正電荷移動方向，根據(jù)電流方向及電容器

充放電情況判斷極板帶電情況；振蕩電路中有兩種能：電場能和磁場能，根據(jù)能量守恒定律分析能量的

變化。

【解答】解：AC.根據(jù)安培定則，線圈中的電流從下到上，即電流方向為由b到a；此時電流正在增加，

表明電容器正在放電，所以上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，故A正確，C錯誤；

B.由于電容器正在放電，根據(jù)能量守恒定律分析，能量正在從電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電場能減小，磁

場能增大，故B錯誤；

D.電容器正在放電，電場能減小，兩極板間的電場強度正在減小，故D正確。

故選：ADo

【點評】本題考查振蕩電路的性質(zhì)，明確電容器的充放電特征是解題的關(guān)鍵，注意各物理量周期性的變

化是解題的核心。

（多選）7.（2023秋?博愛縣校級期末）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。單刀雙擲開關(guān)S置于“1”，電路穩(wěn)定后，再將開關(guān)S從“1”撥到“2”，圖

中LC回路開始電磁振蕩，下列說法正確的是（）

1,2

A.LC振蕩電路的周期是41TxiOQ

B.當(dāng)t=7.5TiX106s時，電容器電荷量在減少

C.當(dāng)t=7.5ir><ICT's時，電容器上極板帶正電

D.當(dāng)t=5irX10一6$時，電感線圈中的磁感應(yīng)強度最大

【考點】電磁振蕩的周期和頻率的計算；電磁振蕩及過程分析.

【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7=2兀限求出LC振蕩電路的固有周期；根據(jù)周期判斷選項當(dāng)

中所給的時間電容器所處的狀態(tài)，以及電路中的電流和磁感應(yīng)強度變化情況。

【解答】解：A、對LC振蕩電路的周期為T=27r/=2?rV2.0x10-6x2,0x10-65=4;rx10-6s,

故A正確；

77*37

BC、當(dāng)t=7.5itXl（T6svq_,由于-T<7.5兀x10-6$=一7寸，則此時電容器正在充電，電容器電荷

848

量在增加，電流方向與初始時相反，故電容器下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，故BC錯誤；

D、當(dāng)t=5irX10_6s=?「，此時電流最大，故電感線圈中的磁感應(yīng)強度最大，故D正確。

故選：ADo

【點評】本題考查LC振蕩電路，解題關(guān)鍵是LC振蕩電路的周期公式T=2兀后。

（多選）8.（2024秋?泰山區(qū)校級期末）2023年12月6日，2023世界5G大會在河南鄭州開幕，主題為

“5G變革共繪未來”。目前全球已部署超過260張5G網(wǎng)絡(luò)，覆蓋近一半的人口。產(chǎn)生5G無線信號電

波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)如圖所示，則該時刻（）

B.電容器兩極板間電場強度正在變大

C.電容器正在放電，線圈儲存的磁場能正在增加

D,線路中的電流正在減小且與線圈中感應(yīng)電流的方向相反

【考點】電磁振蕩及過程分析.

【專題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理論證能力.

【答案】AB

【分析】根據(jù)安培定則判定線圈中電流方向；根據(jù)在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器充電時，電流在減小,

電容器上的電荷量增大，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，進(jìn)行分析即可。

【解答】解：A.根據(jù)LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)，結(jié)合線圈中電流方向，應(yīng)用右手螺旋定則判斷

出線圈中磁場方向向下，故A正確；

B.電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，板間電場強度在變大，故B正確；

CD.電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，電路中電流在減小，線圈儲存的

磁場能正在減小，逐漸轉(zhuǎn)化成電場能，根據(jù)“增反減同”可知，線圈中感應(yīng)電流的方向與線路中原電流

方向相同，故CD錯誤。

故選：ABo

【點評】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，電流在減小，電容器上的電荷量增

大，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能；當(dāng)電容器放電時，電流在增大，電容器上的電荷量減小，電場能轉(zhuǎn)化為磁場

能。

（多選）9.（2023秋?萊西市期末）如圖所示，電池的電動勢為E,內(nèi)電阻為r,電容器的電容為C,繞在

鐵芯上的理想線圈電感為L,其直流電阻為零。開始電路中開關(guān)Si斷開，S2閉合。在1=酊時刻，斷開

S2,閉合Si,此后回路中出現(xiàn)了振蕩電流。若不計電磁波的輻射能量，電路中電阻的存在不會影響振

蕩電路的振蕩頻率。則下列說法正確的是（）

ba

A.閉合Si的瞬間，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E

B.tl+TT/時刻，電容器帶電量為零

C.tl+TlVlZ時刻，電感線圈中產(chǎn)生的自感電動勢為零

D.電路最后達(dá)到的狀態(tài)是R兩端的電勢差恒為零

【考點】電磁振蕩及過程分析；自感現(xiàn)象與自感系數(shù)；電感、電容和電阻對電路的影響對比.

【專題】定性思想；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】當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間，流過線圈的電流發(fā)生變化，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原來電流的變化.

【解答】解：A、閉合Si的瞬間，電容器開始放電，此時放電電流為零，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,

故A正確；

T

BC、兀/時刻，即經(jīng)歷5,電容器剛好反向充電結(jié)束，電容器帶電量不為零，此時充電電流為零，

線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,故BC錯誤；

D、振動電路中電阻R產(chǎn)生焦耳熱，能量逐漸減少，直至不再振蕩，電路最后達(dá)到的狀態(tài)是R兩端的電

勢差為零，故D正確。

故選ADo

【點評】本題考查綜合運用楞次定律分析自感現(xiàn)象的能力.

—.填空題（共3小題）

10.(2023春?嘉定區(qū)校級期中)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。開關(guān)S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開關(guān)S閉合時，回路中的振蕩電

流i-t圖像如圖乙所示，不計電路產(chǎn)生的內(nèi)能及電磁輻射，g取10m/s2。

(1)經(jīng)2s時，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，灰塵的加速度大小為10m/s2；

(3)回路的磁場能在減小，且電容器上極板帶負(fù)電，則回路應(yīng)在cd時間段(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】電磁振蕩及過程分析.

【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，對不同時刻時的灰塵進(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)開關(guān)S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，可知此時電場力與重力平衡，

由共點力平衡條件得：

mg=qE

當(dāng)開關(guān)S閉合時，由于周期為T=4s,可知經(jīng)2s時，電容器極板電性發(fā)生變化，但電荷量大小等于0

時刻電荷量，可知帶電灰塵受到的電場力方向豎直向下，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=ag+qE

-m

解得：a=20m/s2

(2)線圈中電流最大時，線圈的磁場能最大，根據(jù)能量守恒定律可知，電容器的電場能最小，可知電

容器內(nèi)的電場強度剛好為零，設(shè)灰塵的加速度大小為a',由牛頓第二定律得：

解得:a'=10m/s2

(3)回路的磁場能在減小，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時間段。

(4)S接通后電容器先放電，該過程中灰塵向下做加速運動，由于灰塵受到向上的電場力最大等于重

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。

【點評】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，對學(xué)生的綜合分析能力要

求較高，是一道好題。

11.(2023春?浦東新區(qū)校級期末)如圖所示的電路中，先閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后再斷開，圖中LC回路開始

電磁振蕩，則振蕩開始后§7,電容器C的上極板帶正電(選填“帶正電”、“帶負(fù)電”或“不帶電”)；

97時刻電路中的能量轉(zhuǎn)化情況為電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化。

6

【考點】電磁振蕩及過程分析.

【專題】定性思想；推理法；電容器專題；推理論證能力.

【答案】帶正電；電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化。

53T

【分析】根據(jù)-7時刻處在一?T時間內(nèi)，確定電容器上極板的電性，再分析能量的轉(zhuǎn)化情況。

64

【解答】解：先閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后電容器帶電量為零，線圈中有從上到下的電流；再斷開S,則LC

53T

回路開始電磁振蕩，當(dāng)二T時，即在丁?T時間內(nèi)電容器處于反向放電過程，所以上極板帶正電，電容

64

器帶電量減小，電場能在減小，根據(jù)能量守恒定律知磁場能在增加，所以97時刻電路中的能量轉(zhuǎn)化情

況為：電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化。

故答案為：帶正電；電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化。

【點評】本題考查LC振蕩電路，解決此類問題要注意分析振蕩過程中板間的電場變化情況和線圈中的

電流變化情況，抓住磁場能和電場能總和不變是解答的關(guān)鍵。

12.(2023春?太原期中)在LC振蕩電路中，如已知電容C,并測得電路的固有振蕩周期T,即可求得電

感L.為了提高測量精度，需多次改變C值并測得相應(yīng)的T值。現(xiàn)將測得的6組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫

坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即圖中“X”表示的點。

(1)T、L、C的關(guān)系為T=2TTVLCo

(2)根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點作出T2與C的關(guān)系圖線。

(3)求得的L值是0.0351?0.0389H

，,72/(義10Ts2)

50-x

X

40-x

30-x

20-x

iol____?_____?_____?___>

23C/(X10-7F)

【考點】電磁振蕩及過程分析.

【專題】定量思想；推理法；電磁場理論和電磁波.

【答案】見試題解答內(nèi)容

【分析】根據(jù)固有振蕩周期公式，并結(jié)合圖象的含義，即可求解。

【解答】解：(1)根據(jù)LC振蕩電路中，如已知電容C,則電路的固有振蕩周期T,公式為T=2TTV1Z；

(2)由作圖原則，數(shù)據(jù)盡可能均勻分布在直線兩側(cè)，距離太遠(yuǎn)的點，則是錯誤的，應(yīng)刪除。

(3)通過圖象的斜率等于4層1,則可求出L在0.0351H?0.0389H范疇內(nèi)。

故答案為：

(1)T=2itVLC；

(2)圖線為一直線，數(shù)據(jù)點盡可能地均勻分布在直線兩側(cè)；

(3)0.0351~0.0389Ho

T2/(X10-2s2)

50-x

x

40-x

30-x

20-x

10I______?______?______?____>

23C/(X10-7F)

【點評】考查固有振蕩周期公式，掌握圖象的斜率的含義，知道數(shù)據(jù)點盡可能地均勻分布在直線兩側(cè)的

作圖原則。

四.解答題(共3小題)

13.(2024春?西安期末)實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C=lpF。在兩極板帶有一定電

荷時，發(fā)現(xiàn)一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感系數(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閉合瞬間開始計時，在TTXUT5s時，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，粉塵的加速度為多大？

S

【考點】電磁振蕩及過程分析；牛頓第二定律的簡單應(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為如Xl()5s；

(2)從S閉合瞬間開始計時，在irXlO-s時，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，粉塵的加速度大小為g。

【分析】(1)根據(jù)周期公式7=2兀，無求解該振蕩電路的周期；

(2)斷開時，灰塵恰好靜止，則重力等于電場力，根據(jù)電磁振蕩的過程，結(jié)合周期公式T=2兀限，

確定從S閉合時開始計時到電容器電場最強且方向向上時的時間與周期的關(guān)系，再結(jié)合牛頓第二定律求

解;

(3)當(dāng)電容器放電時，電量減小，電流增大，當(dāng)電流最大時，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=2TTVIC

其中C=1UF=1X10,6F,L=0.1mH=lX104H

代入數(shù)據(jù)得：T=2RX1(T5s

(2)開關(guān)斷開時帶電粉塵靜止，根據(jù)共點力平衡條件得：

F電=mg

可知帶電粉塵所受電場力豎直向上，閉合開關(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=2TTX105S,因此經(jīng)過兀x=彳時，電容器間的場強反向，電場力的大小不變，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，電容器兩極板間的場強為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2TTX10-5S；

(2)從S閉合瞬間開始計時，在itXIO5s時，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，粉塵的加速度大小為g。

【點評】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

電過程中，電量，電流的變化情況，注意何時有電場力，及確定電場力方向是解題的關(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坐落在我國貴州，被譽為“中國天眼”。當(dāng)火星與地球

之間的距離為2.25X101^時，若從火星向地球發(fā)射一電磁波信號，求FAST接收到信號所用時間。

(2)已知手機單端天線的長度為接收的電磁波波長的四分之一時，電磁波在天線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

將達(dá)到最大值。如果某手機接收的電磁波頻率為7.50X1()8HZ,為使感應(yīng)電動勢達(dá)到最大值，求該手機

單端天線應(yīng)設(shè)計的長度。

(3)某收音機中的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=2ir/，求可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之

比。

【考點】電磁振蕩的周期和頻率的計算；波長、頻率和波速的關(guān)系.

【專題】定量思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力.

【答案】⑴FAST接收到信號所用時間為750s；

(2)該手機單端天線應(yīng)設(shè)計的長度為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計算;

(2)先計算出電磁波的波長，進(jìn)而計算出天線的長度;

(3)根據(jù)公式f=萬片計算。

【解答】解：(1)設(shè)火星與地球之間距離為x,所用時間為t

根據(jù)x=ct

得"臺賓臀s=750s

(2)設(shè)天線長度為L,接受的電磁波頻率為f、波長為人

根據(jù)c=Af

得入=0.4m

由題意入=4L

得L=0.1m

(3)根據(jù)T=:和T=2TTVLC

可得f=

當(dāng)f=500Hz時，C最大，設(shè)為Cmax；f=1500Hz時，C最小，設(shè)為Cmin

得*T

答：(1)FAST接收到信號所用時間為750s；

(2)該手機單端天線應(yīng)設(shè)計的長度為0.1m；

(3)電容器的最大電容和最小電容之比為9：1。

【點評】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。電容器兩極板

電壓與時間的關(guān)系為余弦函數(shù)如圖乙，圖像中Uo為已知量，T未知。求:

(1)振蕩電路中電場能變化的周期T1；

(2)t=125T時刻的振蕩電流；

5T

(3)二到T時間內(nèi)振蕩電流的平均值。

6

【考點】電磁振蕩的周期和頻率的計算；電磁振蕩的圖像問題.

【專題】計算題；學(xué)科綜合題；定量思想；方程法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力.

【答案】(1)振蕩電路中電場能變化的周期為兀限；

(2)t=125T時刻的振蕩電流為0；

5T3CU

(3)一到T時間內(nèi)振蕩電流的平均值為一處。

627TVLC

【分析】(1)先寫出電磁振蕩的周期，然后結(jié)合一個振蕩周期內(nèi)電場能變化2次，求出電場能變化的周

期；

(2)結(jié)合電壓的變化圖得出電流的變化與大小；

(3)結(jié)合平均電流的定義求出。

【解答】解:(1)振蕩電路的周期r=2兀/

振蕩電路中電場能變化的周期=兀717

(2)根據(jù)題圖可得a=Uocos爺t

時間t=125T時，電場能最大，此時振蕩電流i=0

(3)t=尹時〃i=?Uo

t=T時u2=Uo

rjj

則=CAu=-2^

則§到T時間內(nèi)振蕩電流的平均值7=倒=半=

661271dLe

答：(1)振蕩電路中電場能變化的周期為兀居；

(2)t=125T時刻的振蕩電流為0；

(3)：■到T時間內(nèi)振蕩電流的平均值為—7==o

62TTVLC

【點評】本題考查了LC電磁振蕩電路的電磁振蕩過程，根據(jù)圖乙所示圖象分析清楚振蕩過程是解題的

前提，掌握基礎(chǔ)知識、應(yīng)用LC電磁振蕩電路的周期公式即可解題。

考點卡片

1.牛頓第二定律的簡單應(yīng)用

【知識點的認(rèn)識】

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，可以計算物體的加速度；已知物體的質(zhì)量和加

速度，可以計算物體的合外力；已知物體的合外力和加速度，可以計算物體的質(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。人對電梯底部的壓力為

()

41

A、~mgB、2mgC、mgD、~mg

分析：對人受力分析，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，人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力，故人對電梯的壓力等于§mg；

故選：Ao

點評：本題關(guān)鍵對人受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解。

【解題方法點撥】

在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單問題時，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、頻率和波速的關(guān)系

【知識點的認(rèn)識】

描述機械波的物理量

(1)波長尢兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相同的質(zhì)點間的距離叫波長.

在橫波中，兩個相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長.在縱波中，兩個相鄰密部(或疏部)間的距離等

于波長.

(2)頻率f：波的頻率由波源決定，無論在什么介質(zhì)中傳播，波的頻率都不變.

(3)波速v：單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離.波速的大小由介質(zhì)決定.

(4)波速與波長和頻率的關(guān)系：v=Xf.

【命題方向】

?？碱}型：

如圖所示是一列簡諧波在t=0時的波形圖象，波速為v=10m/s,此時波恰好傳到I點，下列說法中正確的

是()

y/tn)

B

A.此列波的周期為T=0.4s

B.質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等

C.質(zhì)點I的起振方向沿y軸負(fù)方向

D.當(dāng)t=5.1s時，x=10m的質(zhì)點處于平衡位置處

E.質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同

【分析】由波形圖可以直接得出波的波長，根據(jù)v=亭求解周期，根據(jù)波形圖來確定I處的起振方向，當(dāng)質(zhì)

點間的距離為波長的整數(shù)倍時，振動情況完全相同，當(dāng)質(zhì)點間的距離為半波長的奇數(shù)倍時，振動情況相反.

24

解：A、由波形圖可知，波長入=4m,則T=彳=而=0.4s,故A正確；

B、質(zhì)點B、F之間的距離正好是一個波長，振動情況完全相同，所以質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相

等，故B正確；

C、由圖可知，I剛開始振動時的方向沿y軸負(fù)方向，故C正確；

y[D1

D、波傳到x=10m的質(zhì)點的時間t'=石=而=Is,t=5.1s時，x=10m的質(zhì)點己經(jīng)振動4.1s=10jT,所

以此時處于波谷處，故D錯誤；

E、質(zhì)點A、C間的距離為半個波長，振動情況相反，所以位移的方向不同，故D錯誤；

故選：ABC

【點評】本題考察了根據(jù)波動圖象得出振動圖象是一重點知識，其關(guān)鍵是理解振動和波動的區(qū)別.

【解題方法點撥】

牢記機械振動的有關(guān)公式，熟練的進(jìn)行公式之間的轉(zhuǎn)化與計算。

3.波的疊加

【知識點的認(rèn)識】

1.波的疊加原理：幾列波相遇時，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)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量

和.

2.波在疊加時的特點：

①位移是幾列波分別產(chǎn)生位移的矢量和。

②各列波獨立傳播。

③兩列同相波疊加，振動加強，振幅增大。（如圖1所示）

④兩列反相波疊加，振動減弱，振幅減小。（如圖2所示）

【命題方向】

?？碱}型：

如圖所示，實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,

下列說法中正確的是（）

A.該時刻質(zhì)點。正處于平衡位置

B.P、N兩質(zhì)點始終處在平衡位置

C.隨著時間的推移，質(zhì)點M將向。點處移動

D.從該時刻起，經(jīng)過二分之一周期，質(zhì)點M到達(dá)平衡位置

【分析】由圖知M、O都處于振動加強點，在波的傳播過程中，質(zhì)點不會向前移動.

解：由圖知。點是波谷和波谷疊加，是振動加強點，A錯誤；

P、N兩點是波谷和波峰疊加，位移始終為零，即處于平衡位置，B正確；

振動的質(zhì)點只是在各自的平衡位置附近振動，不會“隨波逐流”，C錯誤；

從該時刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點M到達(dá)平衡位置，D錯誤；

故選B

【點評】介質(zhì)中同時存在幾列波時，每列波能保持各自的傳播規(guī)律而不互相干擾.在波的重疊區(qū)域里各點

的振動的物理量等于各列波在該點引起的物理量的矢量和.

【解題思路點撥】

波的獨立性原理：兩列波相遇后，每列波仍像相遇前一樣，保持