4.1電磁波的產生 同步練習（含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page22頁，共=sectionpages22頁魯科版（2019）選擇性必修第二冊4.1電磁波的產生一、單選題1．如圖甲為振蕩電路情景圖，圖乙為其中電流隨時間變化的圖像，則（）A．圖甲中電容器在放電，線圈中的磁場在增強B．圖甲中若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變大C．圖乙中時間內，線圈兩端電壓在增大D．圖乙中時間內，線圈的自感電動勢在增大2．關于物理學史，下列說法中正確的是（）A．奧斯特實驗發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象B．惠更斯確定了單擺周期公式C．法拉第預言了電磁波的存在D．麥克斯韋率先在實驗室中制造出激光3．了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要。以下符合物理學歷史的是（）A．麥克斯韋預言了并實驗證明了電磁波的存在B．卡文迪許通過油滴實驗測得了元電荷e的數(shù)值，這也是他獲得諾貝爾物理學獎的重要原因C．法拉第提出了場的概念，并且直觀地描繪了場的清晰圖像D．安培提出了分子電流假說，并且發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應4．收音機的調諧（選臺）回路是一個LC振蕩電路，一般是由固定的線圈和可變電容器組成的。所以收音機的“選臺”往往采用只改變電容的方式選擇收聽不同播音頻率的電臺。某收音機在收聽頻率為f的電臺時可變電容器的電容為C0，那么當收聽頻率為2f的電臺時，該可變電容器的電容為（）A． B． C． D．5．在LC振蕩電路中，電容器放電時間取決于（）A．充電電壓的大小

B．電容器儲電量的多少C．自感L和電容C的數(shù)值

D．回路中電流的大小6．有一LC振蕩電路，能產生一定波長的電磁波，若要產生波長比原來短些的電磁波，可采取的措施為（）A．增加線圈的匝數(shù)B．在線圈中插入鐵芯C．減小電容器極板間的距離D．減小電容器極板正對面積7．如圖所示，2021年12月9日下午，神舟十三號乘組航天員在中國空間站成功進行了“天宮課堂”第一課。航天員太空授課的畫面通過電磁波傳輸?shù)降孛娼邮照?，下列關于電磁波的說法正確的是（）A．麥克斯韋證實了電磁波的存在B．電磁波可以在真空中傳播C．電磁波在各種介質中傳播的速度都是D．電場周圍一定產生磁場，磁場周圍一定產生電場8．電磁波與我們的日常生活和生產息息相關．下列說法正確的是（）A．麥克斯韋在實驗室證實了電磁波的存在B．在電磁波發(fā)射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫作調諧C．銀行的驗鈔機和家用電器的遙控器及CT透視時發(fā)出的都是紫外線D．射線的殺傷作用和穿透能力及能量都很強，可用于金屬探傷及腫瘤治療9．振蕩電路中，電容器兩極板上的帶電量q隨時間t變化的關系如圖所示，則（）A．在時刻，電路中的電流為0 B．在時刻，電路中只有磁場能C．在時刻，電感線圈兩端電壓為0 D．時間內，電路中的電流不斷增大10．LC振蕩電路電容器兩端的電壓U隨時間t變化的關系如圖所示，則（）A．在t1時刻，電路中的電流最大B．在t2時刻，電路中的磁場能最小C．從時刻t2~t3，電路的電場能不斷增大D．從時刻t3~t4，電容器的帶電荷量不斷增大11．如圖所示，某振蕩電路中，L是電阻不計的電感線圖，C是電容器。該振蕩電路在某一時刻的電場和磁場方向如圖所示。不計電磁波的輻射損失，則下列說法正確的是（）A．該時刻電容器正在充電B．該時刻電路中電流正在減小C．該時刻電場能正在向磁場能轉化D．該振蕩電路磁場能量變化的周期為12．如圖所示，L為電感線圈，C為電容器，R為定值電阻，線圈及導線電阻均不計。先閉合開關S，穩(wěn)定后，再將其斷開，并規(guī)定此時t=0。當t1=0.03s時，LC回路中電容器左極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。則當t2=0.13s時，下列判斷正確的是（）A．電容器中的電場能最大B．線圈中的磁場能最大C．電流沿順時針方向，電容器正在充電D．電流沿逆時針方向，電容器正在放電13．如圖甲為振蕩電路情景圖，圖乙為其中電流隨時間變化的圖像，則（）A．圖甲中電容器在放電，線圈中的磁場在增強B．圖甲中若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變大C．圖乙中時間內，線圈兩端電壓在增大D．圖乙中時間內，線圈的自感電動勢在增大14．如圖所示，某振蕩電路中，L是電阻不計的電感線圖，C是電容器。該振蕩電路在某一時刻的電場和磁場方向如圖所示。不計電磁波的輻射損失，則下列說法正確的是（）A．該時刻電容器正在充電B．該時刻電路中電流正在減小C．該時刻電場能正在向磁場能轉化D．該振蕩電路磁場能量變化的周期為15．在LC振蕩電路中，電容器放電時間取決于（）A．充電電壓的大小

B．電容器儲電量的多少C．自感L和電容C的數(shù)值

D．回路中電流的大小二、填空題16．英國物理學家________發(fā)現(xiàn)了由磁場產生電流的條件和規(guī)律；英國物理學家_____深入研究了電場與磁場的內在聯(lián)系，建立了統(tǒng)一的電磁場理論；德國物理學家________通過實驗證實了電磁波的存在。（選填：“牛頓”、“庫侖”、“麥克斯韋”、“富蘭克林”、“法拉第”、“赫茲”）17．木棍在水面振動會產生________；說話是聲帶的振動在空氣中形成________；與此相似，導線中電流的速度變化會在空間激起________，它雖然看不見、摸不到。但是它確實可以給我們傳遞各種信息。18．一電容為C的電容器兩極板間的電壓為U，斷開電源，讓其通過一個自感系數(shù)為L的電感線圈放電，在第一次放電完畢的過程中，流過電路的平均電流是____________。19．圖為LC振蕩電路中振蕩電流隨時間變化的圖像，由圖可知，在OA時間內________能轉化為________能，在AB時間內電容器處于________（填“充電”或“放電”）過程，在時刻C，電容器帶電荷量________（填“為零”或“最大”）。三、解答題20．打開收音機的開關，轉動選臺旋鈕，使收音機收不到電臺的廣播，然后開大音量。接著，按照如圖所示的方式在收音機附近將電池盒的兩引線反復碰觸，你會聽到收音機中發(fā)出“咔咔咔”的響聲。為什么會產生這種現(xiàn)象？21．簡述通過萊頓瓶實驗來觀察電諧振。22．如圖所示，一LC回路的電感L=0.25H，電容C=4μF，在電容開始放電時設為零時刻，上極板帶正電，下極板帶負電，求：（1）此LC振蕩電路的周期為多少？（2）當t=2.0×10-3s時，電容器上板帶何種電荷？電流方向如何？（3）如電容器兩板電壓最大為10V，則在前T/4內的平均電流為多大？23．LC振蕩電路電容器的電容為3×10－5μF，線圈的自感系數(shù)為3mH，它與開放電路耦合后，求：①發(fā)射出去的電磁波的頻率是多大？②發(fā)射出去的電磁波的波長是多大？24．如圖所示，線圈L的自感系數(shù)為25mH，電阻為零，電容器C的電容為40μF，燈泡D的規(guī)格是“4V、2W”．開關S閉合后，燈泡正常發(fā)光，S斷開后，LC中產生振蕩電流．若從S斷開開始計時，求：（1）當t=×10–3s時，電容器的右極板帶何種電荷；（2）當t=π×10–3s時，LC回路中的電流．答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【解析】【詳解】A．由圖中電流的方向流向電容器的正極，說明電容器正在充電，回路中的磁場能向電場能轉化，所以電路中的電流正在減小，所以線圈中的磁場正在減弱，A錯誤；B．若在線圈中插入鐵芯，則線圈的自感系數(shù)增大，根據(jù)可知發(fā)射電磁波的頻率變小，B錯誤；C．在時間內，電路中的不斷減小，說明電容器在不斷充電，則電容器兩板間電壓在增大，C正確；D．時間內，電流變化率就是圖像的斜率，由圖可知，在時間內，圖像的斜率在變小，因此線圈中電流變化率在減小，線圈磁通量的變化量在減小，線圈的自感電動勢在減小，D錯誤。故選C。2．B【解析】【詳解】A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。故A錯誤；B．惠更斯確定了單擺周期公式。故B正確；C．麥克斯韋預言了電磁波的存在。故C錯誤；D．梅曼率先在實驗室中制造出激光。故D錯誤。故選B。3．C【解析】【詳解】A．麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證明了電磁波的存在，選項A錯誤；B．密立根通過油滴實驗測得了元電荷e的數(shù)值，這也是他獲得諾貝爾物理學獎的重要原因，選項B錯誤；C．法拉第提出了場的概念，并且直觀地描繪了場的清晰圖像，選項C正確；D．安培提出了分子電流假說，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，選項D錯誤。故選C。4．D【解析】【詳解】由題意，根據(jù)LC電路頻率公式可得解得故選D。5．C【解析】【分析】【詳解】在LC振蕩電路中一個周期內電流周期性變化一次，電容器充放電兩次，充一次電的時間為四分之一個周期，而周期由自感系數(shù)Ｌ和電容C決定，所以充電時間也是由自感系數(shù)和電容決定。故選C。6．D【解析】【詳解】LC振蕩電路產生的電磁波的頻率為f=再由v=λf解得λ=2πv所以減小波長的方法是減小自感系數(shù)L或電容C。增加線圈的匝數(shù)和在線圈中插入鐵芯都是增加L的措施。對電容又有C=可知減小電容器極板間的距離可增大電容C；減小電容器極板正對面積可減小C。故選D。7．B【解析】【詳解】A．麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，A錯誤；BC．電磁波可以在真空中傳播，在真空中傳播的速度是m/s，一般在不同的介質中傳播的速度不同，C錯誤，B正確；D．恒定的電場周圍不產生磁場，恒定的磁場周圍不產生電場，D錯誤。故選B。8．D【解析】【詳解】A．麥克斯韋預言了電磁波，赫茲在實驗室證實了電磁波的存在，故A錯誤；B．在電磁波發(fā)射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫作調制，故B錯誤；C．銀行的驗鈔機發(fā)出的都是紫外線，家用電器的遙控器發(fā)出的是紅外線，CT透視時發(fā)出的是X射線，故C錯誤；D．射線的殺傷作用和穿透能力及能量都很強，可用于金屬探傷及腫瘤治療，故D正確。故選D。9．C【解析】【分析】【詳解】A．由圖可知在t1時刻，電容器極板上的電荷量為零，根據(jù)電磁振蕩的特點可知，t1時刻是電容器放電結束的時刻，電路中的電流最大，故A錯誤；B．由圖可知，在t2時刻，電容器極板上的電荷量最大，電路中只有電場能，故B錯誤；C．由圖可知在t3時刻，電容器極板上的電荷量為零，是電容器放電結束的時刻，電感線圈兩端電壓為零，故C正確；D．由圖可知在t3～t4時間內，電容器極板上的電荷逐漸增加，電容器充電，電路中的電流不斷減小，故D錯誤。故選C。10．C【解析】【分析】【詳解】AB．由題圖可知，t1時刻電容器兩端電壓最高時，電路中振蕩電流為零；t2時刻電容器兩端電壓為零，電路中振蕩電流最強，磁場能最大，AB錯誤；C．在t2至t3的過程中，電容器兩板電壓增加，必有電場能增加，故C正確；D．在t3至t4過程中，電容器兩板電壓減小，帶電荷量同時減少，故D錯誤。故選C。11．C【解析】【詳解】ABC．根據(jù)螺線管中的電流產生磁場方向向上，根據(jù)右手定則可知，電路中電流沿逆時針方向；平行板內電場方向可知，上極板帶正電，下極板帶負電，而電流方向沿逆時針方向，則說明電容器正在放電，電路中電流在正在增大，電場能正在向磁場能轉化，故A、B錯誤，C正確；D．振蕩電路的周期為電場能與磁場能相互轉化的周期為，即，D錯誤。故選C。12．A【解析】【詳解】AB．LC回路中，在一個周期內，電容器充電兩次，放電兩次，線圈及導線電阻均不計，先閉合開關S，穩(wěn)定后，線圈兩端沒有電壓，電容器不帶電，線圈具有磁場能，在t=0時刻，關閉開關S，線圈產生自感電動勢，對電容器充電，使右極板帶正電，后開始放電，再充電，當t1=0.03s時，電容器左極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。此時所經時間應是，則有=0.03s，可得T=0.04s，此時再經，電容器又放電，完成一次全振蕩。則當t2=0.13s=3T+時，對電容器第7次充電，使電容器右極板帶正電，且電荷量最大，由LC振蕩回路的充放電規(guī)律可知，電容器帶電荷量最大時，電容器中的電場能最大，線圈中的磁場能最小，A正確，B錯誤；CD．在3T～3T+時，電流沿LC回路逆時針方向對電容器充電，使電容器右極板帶正電，在t2=0.13s時刻，充電完畢，且電荷量最大，CD錯誤。故選A。13．C【解析】【詳解】A．由圖中電流的方向流向電容器的正極，說明電容器正在充電，回路中的磁場能向電場能轉化，所以電路中的電流正在減小，所以線圈中的磁場正在減弱，A錯誤；B．若在線圈中插入鐵芯，則線圈的自感系數(shù)增大，根據(jù)可知發(fā)射電磁波的頻率變小，B錯誤；C．在時間內，電路中的不斷減小，說明電容器在不斷充電，則電容器兩板間電壓在增大，C正確；D．時間內，電流變化率就是圖像的斜率，由圖可知，在時間內，圖像的斜率在變小，因此線圈中電流變化率在減小，線圈磁通量的變化量在減小，線圈的自感電動勢在減小，D錯誤。故選C。14．C【解析】【詳解】ABC．根據(jù)螺線管中的電流產生磁場方向向上，根據(jù)右手定則可知，電路中電流沿逆時針方向；平行板內電場方向可知，上極板帶正電，下極板帶負電，而電流方向沿逆時針方向，則說明電容器正在放電，電路中電流在正在增大，電場能正在向磁場能轉化，故A、B錯誤，C正確；D．振蕩電路的周期為電場能與磁場能相互轉化的周期為，即，D錯誤。故選C。15．C【解析】【分析】【詳解】在LC振蕩電路中一個周期內電流周期性變化一次，電容器充放電兩次，充一次電的時間為四分之一個周期，而周期由自感系數(shù)Ｌ和電容C決定，所以充電時間也是由自感系數(shù)和電容決定。故選C。16．

法拉第

麥克斯韋

赫茲【解析】【詳解】[1]英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產生電流的條件和規(guī)律；[2]英國物理學家麥克斯韋深入研究了電場與磁場的內在聯(lián)系，建立了統(tǒng)一的電磁場理論；[3]德國物理學家赫茲通過實驗證實了電磁波的存在。17．

水波

聲波

電磁波【解析】【詳解】[1]木棍在水面振動會引起水上下的波動，從而產生水波；[2]說話時聲帶的振動的會引起空氣的振動并向外傳播而形成使聲波；[3]導線中電流的迅速變化會在空間激起的交替變化電場和磁場，即電磁波，但電磁波是看不見、摸不到，但是我們可以用實驗的方法探測到它，如只是在閉合或斷開開關的瞬間才有“咔噠”聲從收音機中傳來；所以它是存在的。18．【解析】【分析】【詳解】從放電開始到第一次放電完畢所用時間為，放出的電荷量為則平均電流為19．

電場

磁場

充電

為零【解析】【詳解】[1][2]由圖可知，振蕩電流隨時間做正弦規(guī)律變化。在OA時間內電流增大，電容器正在放電，電場能逐漸轉化為磁場能。[3]在AB時間內電流減小，電容器正在充電。[4]在時刻C電流最大，為電容器放電完畢瞬間，帶電荷