(多选)LC回路中电容两端的电压u随时刻 - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
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.

举一反三
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.

多选题

(多选)如图所示,振荡电路中线圈自感系数为L,电容器的电容为C,当电容器刚开始放电时计时,则(  )

A
振荡电路第一次改变电流方向所需时间为π$\sqrt {LC}$
B
电容器第一次放电结束所需时间为π$\sqrt {LC}$
C
磁场第一次达到最强所需时间为$\frac {π}{2}$$\sqrt {LC}$
D
电容器第一次所带电量为零所需时间为$\frac {π}{2}$$\sqrt {LC}$

题目答案

ACD

答案解析

分析:

在LC振荡电路中,当电容器充电时,电流在减小,电容器上的电荷量增大,磁场能转化为电场能;当电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电场能转化为磁场能.充电时间和放电时间均为$\frac {T}{4}$,而振荡电路的振荡周期T=2π$\sqrt {LC}$.

解答:

解:振荡电路的振荡周期T=2π$\sqrt {LC}$.电容器上电压为零时,放电完毕,电场能最小,磁场能最大,至少要经过t=$\frac {T}{4}$=$\frac {π}{2}$$\sqrt {LC}$,而电流方向改变的时间为$\frac {T}{2}$,即为π$\sqrt {LC}$,故ACD正确、B错误.

故选:ACD.

点评:

解决本题的关键知道在LC振荡电路中,当电容器充电时,电流在减小,电容器上的电荷量增大,磁场能转化为电场能;当电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电场能转化为磁场能.

多选题

(多选)电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天要慢30s,造成这一现象的原因可能是(  )

A
电池用久了
B
振荡电路中电容器的电容大了
C
振荡电路中线圈的电感大了
D
振荡电路中的电容器的电容小

题目答案

BC

答案解析

分析:

现发现电子钟每天要慢30s,说明了LC回路的振荡周期变大;在代入公式:T=2π$\sqrt {LC}$解释即可.

解答:

解:电子钟变慢,说明了LC回路的振荡周期变大;在代入公式:T=2π$\sqrt {LC}$可知,振荡电路的电容变大或线圈中的电感变大都会导致振荡电路的周期变大.

所以选项B、C符合题意.故选项BC正确.

故选:BC

点评:

该题考查振荡电路的周期公式,属于基础性题目,角简单.

多选题

(多选)手机给人们的通信联络带来了很大的便利,经过多年的发展已经发展到了第三代了,也就是我们通常所说的G3.如图所示为手机发射电路的原理简图,电感线圈电阻不计,若从开关S断开瞬间开始计时,以下说法中正确的是(  )

A
t=0时刻,电容器C上板带正电,下板带负电
B
t=0时刻,流过线圈L的电流最大
C
t=($\frac {π}{2}$)$\sqrt {LC}$时刻,线圈L的感应电动势最大
D
t=($\frac {π}{2}$)$\sqrt {LC}$时刻,电容器C两极板间的电压最大

题目答案

BCD

答案解析

分析:

由振荡电流的变化周期为T=2π$\sqrt {LC}$,来确定在某时刻,线圈L与电容器C的电流、电压的情况.对于电容器来说能通交流隔直流,而频率越高越容易通过.对于线圈来讲通直流阻交流,通低频率交流阻高频率交流.

解答:

解:A、当从断开开关S的瞬间开始计时,t=0时刻,线圈左端相当于电源负极,右端相当于电源正极,则电容器即将开始充电,极板上没有电荷.故A错误;

B、t=0时刻,线圈左端相当于电源负极,右端相当于电源正极,则电容器即将开始充电,此时回路中的磁场能最大,电流最大.故B正确;

C、当从断开开关S的瞬间开始计时,t=$\frac {1}{2}$π$\sqrt {LC}$时刻,即$\frac {T}{4}$,相当于电源的线圈给电容器充电刚好结束.则线圈L的感应电动势最大,电容器C两极板间的电压最大.故C正确,D正确.

故选:BCD

点评:

考查LC振动电路中,线圈与电容器之间的充放电过程中,电量、电压、电流、电场强度、磁场感应强度、电场能、磁场能等各量如何变化.

多选题

(多选)用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要增大发射电磁波的波长,可采用的做法是(  )

A
增大电容器两极板间的距离
B
减小电容器两极板间的距离
C
减小电容器两极板正对面积
D
在电容器两极板间加入电介质

题目答案

BD

答案解析

分析:

振荡电路产生的电磁波的频率公式为:f=$\frac {1}{2π$\sqrt {LC}$}$;电磁波波速与波长关系为:c=λf.

解答:

解:要增大电路发射电磁波的波长,根据c=λf,要减小频率;根据f=$\frac {1}{2π$\sqrt {LC}$}$,要增加自感系数或电容;

要增加电容,可以减小极板的距离、增加正对面积、插入电介质;故AC错误,BD正确;

故选:BD

点评:

本题关键抓住LC振荡电路发射电磁波的频率公式和波速、波长关系公式分析;同时明确影响电容和自感系数大小的因数.

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