《电感和电容中储存的能量》电感和电容中储存的能量 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《电感和电容中储存的能量》电感和电容中储存的能量

1单选题

如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示，且把通过P点向右的电流方向规定为正方向，则(　　)

A
0.5s至1s时间内的电容器在放电
B
0.5s至1s时间内的电容器的上极板带正电
C
1s至1.5s时间内Q点比P电势高
D
1s至1.5s时间内磁场能正在转变为电场能

题目答案

C

答案解析

分析：

LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小；

根据图象，分析清楚电磁振荡过程，然后答题．

解答：

解：A、由图(乙)可知，在0.5s至1s内，电路电流在减小，电容器C正在充电，故A错误；

B、由图(乙)可知，在0.5ms至1s内，电流是正的，即经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B错误；

C、由图(乙)可知，在1s至1.5s内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定律可知，Q电感线圈下端电势高，上端电势低，即Q点比P点电势高，故C正确；

D、由图(乙)可知，在1s至1.5s内，电路电流增大，磁场增加，磁感应强度变大，电路处于放电过程，电场能转化为磁场能，故D错误．

故选：C．

点评：

本题考查电磁振荡的过程，有一定难度，应熟练掌握电磁振荡过程、分析清楚图象是正确解题的关键．

纠错重做

2单选题

下列说法中正确的是（　　）

A
电感线圈对交流具有阻碍作用的主要原因是线圈具有电阻
B
电容器对交流具有阻碍作用的原因是两板间的绝缘体电阻很大
C
在交流电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在
D
感抗、容抗和电阻一样，交流电通过它们做功时都是电能转化为内能

题目答案

C

答案解析

分析：

根据电容器和电感线圈的特性分析选择．电容器内部是真空或电介质，隔断直流．能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性．电感线圈可以通直流，通过交流电时产生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性．

解答：

解：A、电感线圈对交流具有阻碍作用的主要原因是线圈具有感抗，故A错误；

B、电容器对交流电的阻碍作用与容抗有关，与绝缘体的电阻无关，故B错误；

C、交流电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在，故C正确；

D、电流通过电阻时，电能转化为内能；电流通过电感时，当电流增大，电能转变成磁场能，电流减小时，磁场能又转变成电能；

电流通过电容时，当电容两端电压增大，电能转变成电场能，当电容两端电压减小时，电容中的电场能又转变成电能．故D错误；

故选：C．

点评：

考查阻抗、感抗、容抗的概念的理解，注意电感、电容器对交流的阻碍作用，区别高频与低频率的阻碍不同．

纠错重做

3多选题

(多选)如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示．图中坐标i为正方向时，P点的振荡电流水平向右，则下述说法中正确的是(　　)

A
0.5～1s内，电容器正在充电
B
0.5～1s内，电容器的上极板带正电
C
1～1.5s内，Q点比P点电势高
D
1～1.5s内，磁场能正在转变为电场能

题目答案

CD

答案解析

分析：

LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小；

根据图象，分析清楚电磁振荡过程，然后答题．

解答：

解：A、由图(b)可知，在0至0.5s内，电路电流在增大，电容器C正在放电，故A错误；

B、由图(b)可知，在0.5s至1s内，电流是正方向的，即经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B错误；

C、由图(b)可知，在1s至1.5s内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定律可知，Q电感线圈下端电势高，上端电势低，即Q点比P点电势高，故C正确；

D、由图(b)可知，在1.5s至2s内，电路电流减小，磁场减弱，磁感应强度变小，电路处于充电过程，磁场能转化为电场能，磁场能减小，故D正确．

故选：CD．

点评：

本题考查电磁振荡过程，在理解上有一定难度，应熟练掌握电磁振荡过程、分析清楚图象是正确解题的关键．

纠错重做

4多选题

(多选)如右图所示的电路中，线圈L用铜导线绕制而成，其自感系数很大，电阻忽略不计，开关S原来闭合，当开关S断开瞬间，则(　　)

A
电容器A板带负电
B
L中的电流方向不变
C
灯泡D要过一会儿才熄灭
D
刚断开瞬间，电容器中的电场为零

题目答案

BD

答案解析

分析：

根据线圈对电流的突变有阻碍作用，结合LC回路中电容器的充放电过程中能量转换来判断．

解答：

解：A、S闭合时L的电阻为零，所以C两端无电压；断开时线圈左端电势高，对C充电，所以电容器A板带正电，故A错误；

B、S断开瞬间，由于L的自感作用，阻碍电流减小，所以电流方向不变，故B正确；

C、S断开瞬间，灯泡D立即熄灭，故C错误；

D、充电完毕，C放电，放电完毕L又给C充电，LC电路将产生电磁振荡，刚断开瞬间，电容器中无电荷所以电场能为零，故D正确；

故选：BD．

点评：

本题考查了LC振荡电路中电流的变化和能量的转化，结合线圈对电流变化的特点分析判断．

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5多选题

(多选)LC振荡电路发生电磁振荡，当线圈中的磁通量变化最快时（　　）

A
电容器放电完毕
B
电容器中的电场强度达最大
C
线圈中的电动势达到最小
D
电场能开始向磁场能转化

题目答案

BD

答案解析

分析：

当穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就会产生感应电流．线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比．同时根据电容器的充放电过程中，电量，电场强度，电流，磁场强度间的变化关系．

解答：

解：当线圈中的磁通量发生变化时，则有感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，E=N$\frac {△∅}{△t}$，知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比．

当线圈中的磁通量变化最快时，线圈中的电动势达到最大，而由电容器的充放电，可知，当电容器充电完毕时，电容器的电量最大，两端的电压也最大，电场强度也最强，电场能将开始向磁场能转化，即准备放电，故BD正确，AC错误；

故选：BD．

点评：

解决本题的关键知道感应电流产生的条件，以及掌握法拉第电磁感应定律E=N$\frac {△∅}{△t}$．掌握电容器的充放电中，各量如何变化．

纠错重做

6单选题

在LC振荡电路中，以下说法正确的是（　　）

A
每一周期内，电容器完成一次充、放电过程
B
电感线圈电感增大，则充电和放电过程变慢
C
电容器充电完毕的瞬间，回路中电流最强，磁场的能量达到最大
D
电容器放电完毕的瞬间，回路中电流最强，电场的能量达到最大

题目答案

B

答案解析

分析：

根据振荡电路的周期性可知其在一个周期内的充放电次数；根据振荡周期T=2π$\sqrt {LC}$分析周期的影响因素，在LC振荡电路中，当电容器在放电过程，电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少．

解答：

解：A、一个周期内电容器将完成两次充放电过程；故A错误；

B、由周期公式可知，电感增大时，周期变大，时间变长；故B正确；

C、充电完毕时，电流最小；磁场能量最小；故C错误；

D、放电完毕时，电流最大，磁场能量强，电场能最弱；故D错误；

故选：B．

点评：

本题关键是记住振荡电流的周期公式T=2π$\sqrt {LC}$，会分析振荡过程，基础题目．

纠错重做