高中物理魯科版4第三章電磁波第1節(jié)電磁波的產(chǎn)生 學(xué)業(yè)分層測評8

學(xué)業(yè)分層測評(八)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．在電磁學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．下列說法正確的是()A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波；楞次用實驗證實了電磁波的存在C．庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值D．安培發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律；洛侖茲發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律E．赫茲用實驗證明了麥克斯韋預(yù)言的正確性【解析】由物理學(xué)史知識可知，電流的磁效應(yīng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是法拉第發(fā)現(xiàn)的，赫茲證實了電磁波的存在，安培發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用，洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用，赫茲用實驗證明了麥克斯韋預(yù)言的正確性，A、C、E正確．【答案】ACE2.圖3-1-8如圖3-1-8所示為LC振蕩電路中電容器極板上的電量q隨時間t變化的圖象，由圖可知()A．t1時刻，電路中的磁場能最小B．從t1到t2電路中的電流值不斷減小C．從t2到t3電容器不斷充電D．在t4時刻，電容器的電場能最小E．從t3到t4電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能【解析】由圖可知，t1時刻電容器極板上的電量q最大，此時剛剛充電完畢，故電路中的磁場能最小，選項A正確；從t1到t2，電容器放電，電路中的電流從0增加到最大值，故選項B錯誤；從t2到t3，電容器的電荷量不斷增加，故電容器在不斷充電，選項C正確；t4時刻放電剛剛結(jié)束，電容器的電場能最小，故選項D正確．從t3到t4電路中電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，E錯誤．【答案】ACD3．按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是()A．恒定的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場B．變化的電場周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生電場C．均勻變化的電場周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生均勻變化的電場D．均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場E．周期性變化的電場周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場周圍產(chǎn)生周期性變化的電場【解析】麥克斯韋電磁場理論的核心內(nèi)容是：變化的電場產(chǎn)生磁場；變化的磁場產(chǎn)生電場．對此理論全面正確理解為：不變化的電場周圍不產(chǎn)生磁場；變化的電場可以產(chǎn)生變化的磁場，也可產(chǎn)生不變化的磁場；均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場；周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場．由變化的磁場產(chǎn)生電場的規(guī)律與上相似．由此可知，選項B、D、E正確．【答案】BDE4．某時刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖3-1-9所示，則此時刻()【導(dǎo)學(xué)號：78510033】圖3-1-9A．振蕩電流i在減小B．振蕩電流i在增大C．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化E．電容器極板上的電荷在增加【解析】解決問題的關(guān)鍵是根據(jù)電容器的兩極板的帶電情況和電流方向，判定出電容器正處于充電過程．由電磁振蕩的規(guī)律可知：電容器充電過程中，電流逐漸減小，電場能逐漸增大，磁場能逐漸減小，即磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化，故應(yīng)選擇A、D、E.【答案】ADE5．在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中，下列說法正確的是()A．電容器放電完畢時刻，回路中磁場能最小B．電容器充電完畢時刻回路中磁場能最小C．回路中電流值最大時刻，回路中磁場能最大D．電容器極板上電荷量最多時，電場能最大E．回路中電流值最小時刻，電場能最小【解析】電荷量、電場強度、電場能、電壓是同步量；而電流、磁場、磁場能是同步量．【答案】BCD6．如圖3-1-10甲所示，在LC振蕩電路中，通過P點的電流變化規(guī)律如圖3-1-10乙所示，且把通過P點向右的方向規(guī)定為電流i的正方向，則()甲乙圖3-1-10A．s到1s時間內(nèi)，電容器C在放電B．s至1s時間內(nèi)，電容器C的上極板帶正電C．1s至s時間內(nèi)，Q點的電勢比P的電勢高D．1s至s時間內(nèi)，電場能正在轉(zhuǎn)變成磁場能E．t＝1s時電路中電場能最大而磁場能最小【解析】s至1s時間內(nèi)，振蕩電流是充電電流，充電電流是由負(fù)極板流向正極板；1s至s時間內(nèi)，振蕩電流是放電電流，放電電流是由正極板流向負(fù)極板，由于電流為負(fù)值，所以由Q流向P，t＝1s時電流為零，電路中電場能最大，磁場能最小，C、D、E正確．【答案】CDE7．在LC振蕩電路中，電容器上的帶電量從最大值變化到零所需的最短時間是________．【解析】LC振蕩電路的周期T＝2πeq\r(LC)，其電容器上的帶電量從最大值變化到零的最短時間t＝eq\f(T,4)，所以t＝eq\f(π,2)eq\r(LC).【答案】eq\f(π,2)eq\r(LC)8．如圖3-1-11所示為LC振蕩電路中振蕩電流隨時間變化的圖象，由圖可知，在OA時間內(nèi)________能轉(zhuǎn)化為________能，在AB時間內(nèi)電容器處于________(選填“充電”或“放電”)過程，在時刻C，電容器帶電荷量________(選填“為零”或“最大”)．圖3-1-11【解析】由題圖可知，振蕩電流隨時間按正弦規(guī)律變化．在OA時間內(nèi)電流增大，電容器正在放電，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場能．在AB時間內(nèi)電流減小，電容器正在充電．在時刻C電流最大，為電容器放電完畢的瞬間，帶電荷量為零．【答案】電場磁場充電為零[能力提升]9．如圖3-1-12所示為理想LC振蕩回路，此時刻電容器極板間的場強方向和線圈中的磁場方向如圖．下列說法正確的是()圖3-1-12【導(dǎo)學(xué)號：78510034】A．如圖所示的時刻電容器正在放電B．如圖所示的時刻電流正在減小C．電路中的磁場能在減少D．電容器兩端的電壓在增加E．電容器兩端的電壓在減少【解析】由電場方向可知電容器上極板帶正電，由線圈中的電流方向可知電路中電流方向為逆時針．結(jié)合以上兩點可知電容器在充電，電路中的電流正在減小磁場能在減少，電容器兩端的電壓在增加，故B、C、D正確，A、E錯誤．【答案】BCD10．某空間出現(xiàn)了如圖3-1-13所示的一組閉合的電場線，這可能是沿AB方向磁場在迅速________，或沿BA方向磁場在迅速________．圖3-1-13【解析】根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合電路中磁通量變化時，使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應(yīng)電流的方向和電場線方向一致．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論．閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因為閉合電路中電荷受到了電場力作用，而變化的磁場產(chǎn)生電場，與是否存在閉合電路無關(guān)，故空間內(nèi)磁場變化產(chǎn)生的電場方向，仍可用楞次定律判斷．【答案】減弱增強11.如圖3-1-14所示的振蕩電路中，自感系數(shù)L＝300μH，電容C的范圍為25～270pF，求：圖3-1-14(1)振蕩電流的頻率范圍；(2)若自感系數(shù)L＝10mH，要產(chǎn)生周期T＝s的振蕩電流，應(yīng)配置多大的電容？【解析】(1)由f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))得：fmax＝eq\f(1,2π×\r(300×10－6×25×10－12))Hz＝×106Hzfmin＝eq\f(1,2π×\r(300×10－6×270×10－12))Hz＝×106Hz所以頻率范圍為0．56×106～×106Hz.(2)由T＝2πeq\r(LC)得：C＝eq\f(T2,4π2L)＝eq\f,4π2×10×10－3)F＝10－3F.【答案】(1)×106～×106Hz(2)10－312.實驗室里有一水平放置的平行板電容器，知道其電容C＝1μF，在兩板帶有一定電荷時，發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩板間，手上還有一個自感系數(shù)L＝mH的電感器，現(xiàn)連成如圖3-1-15所示電路，試分析以下兩個問題：圖3-1-15(1)從S閉合時開始計時，經(jīng)過π×10－5s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？(2)當(dāng)粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大？【解析】(1)電容器內(nèi)帶電粉塵恰好靜止，說明電場力方向向上，且F電＝mg，閉合S后，L、C構(gòu)成LC振蕩電路，T