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高中 | LC电磁振荡题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-4
第十四章 电磁波
14.2 电磁振荡
LC电磁振荡
麦克斯韦提出的“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”是电磁场理论的两个重要思想。根据楞次定律判断,当磁场增强时,电场方向应如图($\rm a$)所示。
若某阶段$LC$振荡电路中的电流如图($\rm b$)所示。
①该阶段电路中 。
$\rm A$.电容器正在放电
$\rm B$.电流正在逐渐减小
$\rm C$.磁场能转化为电场能
$\rm D$.板间的电场强度在减小
②麦克斯韦指出,电场强度变化得越快,产生的磁场磁感应强度越大。在该阶段,电容器中产生的感应磁场的磁感应强度 。
$\rm A$.减小 $\rm B$.不变 $\rm C$.增大
由图可知,该电容器正在充电,电流逐渐减小,磁场能逐渐转化为电场能,两极板间的电压逐渐增大,根据$E= \dfrac{U}{d}$可得板间的电场强度在增大。
故选:$\rm BC$。
由上问可知,电容器正在充电,电场强度逐渐增大,电场强度变化得越来越慢,所以在该阶段,电容器中产生的感应磁场的磁感应强度逐渐减小。
故选:$\rm A$。
图为某磁悬浮列车利用电磁阻尼辅助刹车的示意图,在车身底部固定$N$匝矩形导线框$abcd$,$ab$边长为$L_{1}$,$bc$边长为$L_{2}$,在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为$B$的有界矩形匀强磁场$MNPQ$,$NP$也为$L_{2}$,$MN$与$ab$平行。若$ab$边刚进入磁场时列车关闭发动机,此时列车的速度大小为$v_{0}$,$cd$边刚离开磁场时列车恰好停止运动。已知线框总电阻为$R$,列车的总质量为$m$,列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为$f$。
①线框$abcd$进入磁场时的电流方向为 。(用字母表示)
②线框$ab$边刚进入磁场时列车的加速度大小$a$为 。
③求线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热$Q$为
线框$abcd$进入磁场时根据楞次定律及安培定则可知,电流方向为$abcd$。
线框$ab$边刚进入磁场时产生的感应电动势为$E=NBL_{1}v_{0}$
由闭合电路欧姆定律$I=\dfrac{E}{R}=\dfrac{NBL_{1}v_{0}}{R}$
线框受到的安培力大小为$F_{安}=NBIL_{1}$
由左手定则可知,线框所受的安培力方向为水平向左,对线框由牛顿第二定律$F_{安}+f=ma$
解得线框$ab$边刚进入磁场时列车的加速度大小为$a=\dfrac{N^{2}B^{2}L_{1}^{2}v_{0}+fR}{mR}$
线框穿过磁场的过程中,由能量守恒定律$\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}=Q+f \times 2L_{2}$
解得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为$Q=\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}-2fL_{2}$
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