高中物理人教版4第十四章電磁波1電磁波的發(fā)現(xiàn) 課時(shí)訓(xùn)練18電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁振蕩

課時(shí)訓(xùn)練18電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁振蕩題組一麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1.(多選)下列說法正確的是()A.恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B.穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C.均勻變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)D.均勻變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā),形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波解析:電場(chǎng)按其是否隨時(shí)間變化分為穩(wěn)定電場(chǎng)(靜電場(chǎng))和變化電場(chǎng)(如運(yùn)動(dòng)電荷形成的電場(chǎng)),穩(wěn)定電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng),只有變化的電場(chǎng)周圍空間才存在對(duì)應(yīng)磁場(chǎng),故B選項(xiàng)錯(cuò)誤,C選項(xiàng)正確。恒定電流周圍存在穩(wěn)定磁場(chǎng),A選項(xiàng)正確。電磁波的形成必須有周期性變化的電磁場(chǎng)互相激發(fā),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:AC2.(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是()A.變化的磁場(chǎng)周圍一定存在著電場(chǎng),與是否有閉合電路無關(guān)B.周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的變化電場(chǎng)C.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián),形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng),即電磁場(chǎng)D.電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng),磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)解析:變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng),當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí),回路中有電流。若無閉合回路電場(chǎng)仍然存在,A項(xiàng)正確。若形成電磁場(chǎng)必須有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng),B項(xiàng)正確,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:AB題組二電磁波3.(多選)下列關(guān)于電磁波的敘述中,正確的是()A.電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為×108m/sC.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí),波長將變短D.電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象解析:A選項(xiàng)考查電磁波的產(chǎn)生機(jī)理,正確;電磁波在真空中波速為×108m/s,在其他介質(zhì)中波速都小于光速,其原因是頻率不變,波長變短,故C選項(xiàng)對(duì),B選項(xiàng)錯(cuò);電磁波具備波的一切特征,故D選項(xiàng)錯(cuò)。故正確選項(xiàng)為A、C。答案:AC4.電磁波在傳播時(shí),不變的物理量是()A.振幅 B.頻率 C.波速 D.波長解析:離波源越遠(yuǎn),振幅越小,電磁波在不同介質(zhì)中的波速不一樣,波長也不一樣。頻率是由發(fā)射電磁波的波源決定的,與介質(zhì)無關(guān)。答案:B題組三電磁振蕩5.(多選)要使LC振蕩電路的周期變大,可采用的方法是()A.增大電容器初始電荷量B.線圈中插鐵芯C.增大電容器兩極板正對(duì)面積D.增大平行板電容器兩極板間距離解析:由周期公式T=2π可知,T與q無關(guān);插入鐵芯,L變大,T變大,由C=知,S增大,T增大,而d增大,T減小。答案:BC6.(多選)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(shí),回路中磁場(chǎng)能最小B.回路中電流值最大時(shí),磁場(chǎng)能最大C.電容器極板上電荷量最多時(shí),電場(chǎng)能最大D.回路中電流值最小時(shí),電場(chǎng)能最小解析:電容器放電完畢時(shí),q=0,i最大,磁場(chǎng)能最大,A錯(cuò),B對(duì);電流最小時(shí),i=0,電容器極板上電荷量q最多,極板間電場(chǎng)最強(qiáng),電場(chǎng)能最大,C對(duì),D錯(cuò)。答案:BC7.右圖為一個(gè)LC振蕩電路中的電流變化圖象,根據(jù)圖線可判斷()時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大時(shí)刻電容器兩極間電壓為零時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能時(shí)刻電容器帶的電荷量為零解析:由圖像知,計(jì)時(shí)開始時(shí),電容器兩極板帶的電荷量最大,電流為零,電容器放電開始,根據(jù)電流隨時(shí)間的變化規(guī)律,可以畫出q-t圖象(在圖中用虛線表示)。由圖象分析可知:t1時(shí)刻,電容器上電荷量為零,電勢(shì)差為零,電場(chǎng)能為零,故D項(xiàng)正確,A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;t2時(shí)刻電容器電荷量q最大,兩板間電勢(shì)差最大,B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D8.如圖所示,LC振蕩電路中振蕩電流的周期為2×10-2s,自振蕩電流沿逆時(shí)針方向達(dá)最大值時(shí)開始計(jì)時(shí),當(dāng)t=×10-2s時(shí),電容器正處于(選填“充電”“放電”“充電完畢”或“放電完畢”)狀態(tài),這時(shí)電容器的上極板(選填“帶正電”“帶負(fù)電”或“不帶電”)。

解析:根據(jù)題意畫出此LC電路的振蕩電流的變化圖象如圖所示。結(jié)合圖象,t=×10-2s時(shí)刻設(shè)為圖象中的P點(diǎn),則該時(shí)刻電路正處于反向電流減小過程中,所以電容器正處于反向充電狀態(tài),上極板帶正電。答案:充電帶正電(建議用時(shí):30分鐘)1.電磁場(chǎng)理論是以下哪位科學(xué)家提出的()A.法拉第B.赫茲C.麥克斯韋 D.安培答案:C2.有關(guān)電磁波和聲波,下列說法錯(cuò)誤的是()A.電磁波的傳播不需要介質(zhì),聲波的傳播需要介質(zhì)B.由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),電磁波的傳播速度變小,聲波的傳播速度變大C.電磁波是橫波,聲波也是橫波D.由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),電磁波的波長變短,聲波的波長變長解析:電磁波本身就是一種物質(zhì),它的傳播不需要介質(zhì),而聲波的傳播需要介質(zhì),故選項(xiàng)A正確;電磁波由空氣進(jìn)入水中時(shí),傳播速度變小,但聲波在水中的傳播速度比其在空氣中大,故選項(xiàng)B正確;電磁波的傳播方向與E、B兩個(gè)振動(dòng)矢量的方向都垂直,是橫波,而聲波是縱波,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電磁波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),波速變小,波長變短,而聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),波速變大,波長變長,故選項(xiàng)D正確。答案:C3.某電路中電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,能發(fā)射電磁波的電場(chǎng)是()解析:變化的電場(chǎng)可產(chǎn)生磁場(chǎng),產(chǎn)生磁場(chǎng)的性質(zhì)是由電場(chǎng)的變化情況決定的。均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。圖A電場(chǎng)不隨時(shí)間變化,不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。圖B和圖C中電場(chǎng)都隨時(shí)間做均勻變化,在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)不能再激發(fā)電場(chǎng),所以不能產(chǎn)生電磁波。圖D中是一振蕩電場(chǎng),它將在周圍空間產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng),振蕩的磁場(chǎng)又產(chǎn)生振蕩的電場(chǎng),從而形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,即電磁場(chǎng),它由近及遠(yuǎn)的傳播即為電磁波。故選項(xiàng)D正確。答案:D4.關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流,下列說法中正確的是()A.振蕩電流最大時(shí),電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度最大B.振蕩電流為零時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)為零C.振蕩電流增大的過程中,線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能D.振蕩電流減小的過程中,線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能解析:本題考查振蕩電流和其他各物理量變化的關(guān)系。振蕩電流最大時(shí),處于電容器放電結(jié)束瞬間,電場(chǎng)強(qiáng)度為零,A項(xiàng)錯(cuò)誤;振蕩電流為零時(shí),LC回路振蕩電流改變方向,這時(shí)的電流變化最快,電流強(qiáng)度變化率最大,線圈中自感電動(dòng)勢(shì)最大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;振蕩電流增大時(shí),線圈中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;振蕩電流減小時(shí),線圈中磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,D項(xiàng)正確。答案:D5.在LC振蕩電路中,電容器上帶的電荷量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間是()A. B.C.π π解析:LC振蕩電路的周期T=2π,電容器上帶的電荷量從最大值變化到零的最短時(shí)間t=,所以t=。答案:B6.如圖表示LC振蕩電路某時(shí)刻的情況,則()A.電容器正在充電B.電感線圈中的磁場(chǎng)能正在減少C.電感線圈中的電流正在減小D.此時(shí)刻自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大解析:由安培定則可知電流方向如圖所示,故電容器正在放電,電容器極板上的電荷量正在減少,電路中電流正在增大,電感線圈中的磁場(chǎng)能正在增加,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的磁通量的變化,而磁通量變化是由電流變化而引起的,故選項(xiàng)D正確。答案:D7.(多選)為了測(cè)量儲(chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中,電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連,如圖所示。當(dāng)開關(guān)從a撥到b時(shí),由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期T=2π的振蕩電流。當(dāng)罐中的液面上升時(shí)()A.電容器的電容減小B.電容器的電容增大回路的振蕩頻率減小回路的振蕩頻率增大解析:平行板電容器的電容C=,當(dāng)液面上升時(shí),極板間不導(dǎo)電液體的介電常數(shù)比原來的空氣的介電常數(shù)要大,電容C增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;f=會(huì)減小,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:BC8.甲在圖甲所示電路中,L是電阻不計(jì)的線圈,C為電容器,R為電阻,開關(guān)S先是閉合的,現(xiàn)將開關(guān)S斷開,并從這一時(shí)刻開始計(jì)時(shí),設(shè)電容器A極板帶正電時(shí)電荷量為正,則電容器A極板上的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖象是圖中的()乙解析:開關(guān)S閉合時(shí),由于線圈電阻為零,線圈中有自左向右的電流通過,但線圈兩端電壓為零,與線圈并聯(lián)的電容器極板上不帶電,本題LC回路的初始條件是線圈中電流最大,磁場(chǎng)能最大,電場(chǎng)能為零。斷開開關(guān)S時(shí),線圈中產(chǎn)生與電流方向相同的自感電動(dòng)勢(shì),阻礙線圈中電流的減小,使線圈中電流繼續(xù)自左向右流動(dòng),從而給電容器充電,B板帶正電,A板帶負(fù)電,電荷最逐漸增加,經(jīng)電荷量達(dá)最大,這時(shí)LC回路中電流為零,從時(shí)間內(nèi),電容器放電,A板上負(fù)電荷逐漸減少到零。此后在線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的作用下,電容器被反向充電,A板帶正電,B板帶負(fù)電,并逐漸增多,增至最多后,又再次放電,所以A板上電荷量隨時(shí)間變化的情況如圖B所示。答案:B9.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為C,線圈的電感為L。將開關(guān)S從a撥向b,經(jīng)過一段時(shí)間后電容器放電完畢。求電容器的放電時(shí)間,放電電流的平均值是多少?解析:電容器放電時(shí)間為T,與電源電動(dòng)勢(shì)無關(guān),即t=×2π。在T內(nèi)電流平均值為T=。答案:10.右圖所示振蕩電