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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
矿石收音机是一种简易的无线电接收装置,具有低成本、易制作、无需电源的特点。
如图,线圈$\rm L_{1}$、$\rm L_{2}$组成磁性天线,用于接收电磁波信号。
①线圈$\rm L_{1}$、$\rm L_{2}$没有用导线连接却能传递信号,利用了 。
$\rm A$.电磁感应原理
$\rm B$.电流的磁效应
$\rm C$.通电导线在磁场中受到安培力
②(多选)线圈$\rm L_{1}$、$\rm L_{2}$的匝数分别为$n_{1}$、$n_{2}$,线圈$L_{1}$输出功率一定,为了提高耳机的声音强度,可 。
$\rm A$.仅增大$n_{1}$ $\rm B$.仅减小$n_{1}$ $\rm C$.仅增大$n_{2}$ $\rm D$.仅减小$n_{2}$
①两只线圈$\rm L_{1}$、$\rm L_{2}$之间没有导线相连,却能够将$\rm L_{1}$所接收到的高频电磁波传递给$\rm L_{2}$,则依据的是电磁感应原理。
故选:$\rm A$。
②由于线圈$\rm L_{1}$输出功率一定,若想提高耳机(与$\rm L_{2}$相连)的输出信号幅度,则需要增大输出电流,根据$\dfrac{I_{1}}{I_{2}}=\dfrac{n_{2}}{n_{1}}$可知,可以仅增大线圈$\rm L_{1}$的匝数$n_{1}$,或者仅减小线圈$L_{2}$的匝数$n_{2}$。
故选:$\rm AD$。
(多选)如图为$LC$振荡电路某时刻的工作状态,则该时刻$(\quad\ \ \ \ )$。
电容器极板间电场正在增强
","电容器极板间电场正在减弱
","线圈储存的磁场能正在减少
","线圈储存的磁场能正在增加
","线圈中感应电流方向与图中电流方向相反
","线圈中感应电流方向与图中电流方向相同
"]$\rm AB$.根据图中电流方向可知,该电容器正在充电,则电容器极板间电场正在增强,故$\rm A$正确,$\rm B$错误;
$\rm CD$.根据图中电流方向可知,该电容器正在充电,则磁场能转化为电场能,即线圈储存的磁场能正在减少,故$\rm C$正确,$\rm D$错误;
$\rm EF$.由于磁场能逐渐减少,磁感应强度逐渐减少,磁通量逐渐减少,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向与图中电流方向相同,故$\rm E$错误,$\rm F$正确。
故选:$\rm ACF$。
某科技小组将阻值为$R$、长为$L$的直导线缠绕在圆柱体上自制线圈,该线圈匝数为$N$、横截面积为$S$。
①将线圈放在与线圈轴线平行的磁场中,磁感应强度$B$随时间$t$变化满足余弦函数,如图所示。线圈中磁通量随时间变化的关系式$\Phi=$ ;线圈中感应电动势的最大值$E_{m}=$ 。
②如图,两条相距为$d$的光滑平行金属导轨位于水平面(纸面)内,其左端接一阻值为$R$的定值电阻,导轨平面与磁感应强度大小为$B$的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。将线圈垂直导轨放置,两端恰好能与导轨接触。在水平拉力作用下,线圈在导轨上以速度$v$匀速向右运动。通过电阻$R$电流大小为 ;水平拉力的功率为 。
①由题意可知,线圈中磁通量随时间变化的关系式为$\Phi=\Phi_{m}\cos \omega t$
其中$\Phi_{m}=B_{0}S$,$\omega=\dfrac{2\pi}{T}$
代入可得$\Phi=B_{0}S\cos\dfrac{2\pi}{T}t$
线圈中感应电动势的最大值$E_{\text{m}}=NB_{0}S\omega=\dfrac{2\pi NB_{0}S}{T}$
②线圈在导轨上运动时产生的感应电动势为$E=Bdv$
由闭合电路欧姆定律可知,通过电阻$R$电流大小为$I=\dfrac{E}{2R}=\dfrac{Bdv}{2R}$
水平拉力的功率为$P=Fv=F_{安}v=BIdv=\dfrac{{(Bdv)}^{2}}{2R}$
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