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例題精講 · 第 00911 題 · 自編示意 100 赫茲與 10.0 微法下的電感兩路回代

以自編示意 LC 迴路頻率與電容為材料,由 f 反解週期與電感 L,再用 2π√(LC) 回代週期,兩條獨立路徑互驗;參數均為自編示意。

00911題號全 1000 篇 · 第 第152輪 / 第152冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 物理實驗

一、考點定位與做題順序

LC 迴路週期 T = 2π√(LC),頻率 f = 1/T;已知 f 與 C 時,可反解 L = 1/(4π²f²C)。 本講把反解出的 L 再代回週期公式,檢查是否仍得原來的 T。

二、逐題精講

題1

自編示意 LC 迴路頻率 f = 100 赫茲,電容 C = 10.0 微法(1.00×10⁻⁵ 法)。求週期 T、角頻率 ω 與電感 L。

解析

T = 1/f = 0.01 秒;ω = 2πf = 628.318531 弧度每秒。 由 T = 2π√(LC) 得 L = T²/(4π²C) = 1/(4π²f²C) = 0.253303 亨。

答案 T = 0.01 秒;ω = 628.318531 弧度每秒;L = 0.253303 亨。

採分點 週期 2 分;角頻率 2 分;反解公式 3 分;數值與單位 3 分。

易錯點 把 C = 10.0 微法直接寫成 10.0 法代入,L 會縮小一百萬倍。

題2

用 T = 1/f 與 T = 2π√(LC) 兩條獨立路徑重算週期,並說明兩路為何一致。

解析

路徑一:T = 1/100 = 0.01 秒。 路徑二:把 L = 0.253303 亨與 C = 1.00×10⁻⁵ 法代入,2π√(LC) = 0.01 秒。 兩路一致,因為 L 本來就是由 T = 1/f 反解出來的;回代只是把代數鏈閉合一遍。ω = 2πf = 628.318531 弧度每秒,與 ω = 1/√(LC) 亦相符。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):週期(兩路週期)= 0.01;角頻率(兩路角頻率)= 628.318531;電感(由 f 與 C 反解)= 0.253303;回代週期(回代驗證)= 0.01;角頻率平方核驗(ω² 與 1/(LC) 兩路互驗)= 394784.176044;頻率(由週期反解頻率)= 100

答案 兩路均為 0.01 秒;L = 0.253303 亨,ω = 628.318531 弧度每秒。

採分點 兩條週期路徑各 3 分;回代理由 2 分;角頻率互驗 2 分。

易錯點 把 2πf 與 1/√(LC) 混為同一個量綱卻不換算,會漏掉 2π。

三、規律小結與對照表

量主路徑獨立路徑結果
週期1/1002*math.pi*math.sqrt(0.253302959*1e-5)0.01
角頻率2*math.pi*1001/math.sqrt(0.253302959*1e-5)628.318531
電感1/(4*math.pi**2*100**2*1e-5)0.01**2/(4*math.pi**2*1e-5)0.253303
角頻率平方(2*math.pi*100)**21/(0.253302959*1e-5)394784.176044
頻率1/0.01100100

由頻率反解電感後必須回代週期;本講兩路閉合。頻率與電容均為自編示意,不代表真實元件參數。

四、自測清單

  • 是否先由 f 求 T
  • C 是否換成法拉
  • L 的反解式是否含 4π²
  • 回代後 T 是否仍為 0.010000 秒
  • ω 是否用 2πf
  • 兩路週期是否相等
  • LC 乘積是否代回閉合
  • 是否避免把微法當法

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):週期 = 0.01;角頻率 = 628.318531;電感 = 0.253303;回代週期 = 0.01;角頻率平方核驗 = 394784.176044;頻率 = 100。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理理想 LC 迴路週期反解;RC 放電測高阻、交流電橋、電磁阻尼與互感測量另屬相鄰板塊,不在此重複計數。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(物理):衝擊電流計測電量、LC 振盪反解電感、理想變壓器變比、阻尼振動對數減縮、等傾圓環與線膨脹光槓杆相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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LC 振盪週期:由頻率反解電感
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