《振荡电路的电压和电流关系》振荡电路的电压和电流关系 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《振荡电路的电压和电流关系》振荡电路的电压和电流关系

1单选题

如图所示，i-t图象表示LC振荡电路的电流随时间变化的图象，在t=0时刻，回路中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图象中的(　　)

A
Oa段
B
ab段
C
bc段
D
cd段

题目答案

D

答案解析

分析：

根据电流的变化及电容器的充放电过程分析符合条件的过程．

解答：

解：由题意可知，开始时M板带正电，而第一个四分之一周期内，电容在放电，故开始时M板放电过程；电流由M到N；

而在某段时间内；磁场能在减小，说明电流在减小；电容器在充电；而M板带正电，说明电流应反向；

故符合条件的只有cd过程；

故选：D．

点评：

对于电路的振荡过程要注意明确：电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用．

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2单选题

如图是LC振荡电路中电流随时间变化的图象，由图可知（　　）

A
t$_1$到t$_2$这段时间内，电容器对外放电
B
t$_2$到t$_3$这段时间内，线圈的自感电动势在增大
C
0到t$_1$这段时间内，线圈的自感电动势在增大
D
在t$_3$这一时刻，电容器两极板间的电压为零

题目答案

D

答案解析

分析：

电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程．q体现电场能，i体现磁场能．

解答：

解：A、在t$_1$到t$_2$时刻电路中的i不断减小，说明电容器在不断充电，故A错误；

B、在t$_2$到t$_3$时刻，电路中的i不断增加，得到电流的变化率在减小，则线圈的自感电动势也在减小．故B错误；

C、由上可知，0到t$_1$这段时间内，线圈的自感电动势在减小，故C错误；

D、在t$_3$这一时刻，电路中的i最大，说明充电完毕，即将放电，所以电路中电压为零，故D正确；

故选：D．

点评：

电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，注意电流的变化率与自感电动势的关系．

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3单选题

如图所示的电路中，L为电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开始时电键S处于闭合状态．t=0时刻，电键S断开，并开始计时．设电容器的a板带正电时q取正值，则a板上的带电量q随时间t变化的图象是(　　)

A
B
C
D

题目答案

B

答案解析

分析：

根据电容器两端电势差的变化情况，判断电容器带电量的变化．

解答：

解：S闭合时，电流稳定时，此时电容器两端的电势差为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零；

当断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L-C振荡电路，电量随时间周期性变化．故B正确，A、C、D错误．

故选：B．

点评：

本题考查了L-C振荡电路，知道该电路中电场能和磁场能之间的转化，电流、电量的变化．

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4多选题

(多选)如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流I(规定顺时针方向为正)随时间变化的图象是下图中的(图中q为正值表示a极板带正电)(　　)

A
B
C
D

题目答案

BC

答案解析

分析：

根据电容器两端电势差的变化情况，判断电容器带电量的变化，再根据电容器的充放电与线圈自感应电动势，来确定电流的变化，从而即可求解．

解答：

解：S闭合时，D正常发光，此时电容器两端的电势差为零，根据Q=CU知，所带的电荷量为零，

A、断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L-C振荡电路，电量随时间周期性变化．故B正确，A错误．

C、当突然断开S，线圈中电流减小，则出现感应电动势，从而对电容器进行充电，导致磁场能减小，电场能增大，则电流减小，线圈因阻碍电流减小，则方向是顺时针，故C正确，D错误；

故选：BC．

点评：

本题考查了L-C振荡电路，知道该电路中电场能和磁场能之间的转化，电流、电量的变化．

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5多选题

(多选)在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示，设通过P点的电流向右时为正，则(　　)

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

题目答案

AC

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正确；

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：AC．

点评：

本题有一定难度，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．

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6多选题

(多选)LC回路中电容两端的电压u随时刻t变化的关系如图所示，则（　　）

A
在时刻t$_1$，电路中的电流最大
B
在时刻t$_2$，电路的磁场能最大
C
从时刻t$_2$至t$_3$，电路的电场能不断增大
D
从时刻t$_3$至t$_4$，电容的带电量不断增大

题目答案

BC

答案解析

分析：

在LC振荡电路中电容器两端的电压越大，电荷所带的电荷量越大，两极板之间的电场越强，电场能越大，电流强度越小，磁场能量越小．

解答：

解：A、在时t$_1$时电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故在时t$_1$时电路中的电流为0，故A错误；

B、在t$_2$时电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B正确．

C、从t$_2$至t$_3$电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；

D、从时t$_3$至t$_4$，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q=CU可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误．

故选：BC．

点评：

本题考查了LC振荡电路充放电的特点以及在充放电过程中能量转化的特点．掌握了基本知识即可顺利解决此类问题．

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7多选题

(多选)在LC电磁振荡回路中，电容两端的电压u随时间t变化的规律如图所示，则（　　）

A
在时刻t$_1$，电路中的磁场能最小
B
在时刻t$_2$，电路中的磁场能最小
C
从时刻t$_2$至t$_3$，在电路中磁场能转化为电场能
D
从时刻t$_2$至t$_3$，在电路中电场能转化为磁场能

题目答案

AC

答案解析

分析：

在LC振荡电路中电容器两端的电压越大，电荷所带的电荷量越大，两极板之间的电场越强，电场能越大，电流强度越小，磁场能量越小．

解答：

解：A、在时t$_1$时电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故A正确；

B、在t$_2$时电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能量最大，故B错误；

CD、从t$_2$至t$_3$电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，即磁场能正在转化为电场能；故C正确，D错误；

故选：AC．

点评：

本题考查了LC振荡电路充放电的特点以及在充放电过程中能量转化的特点．掌握了基本知识即可顺利解决此类问题．

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