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

課時訓(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B.穩(wěn)定電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場C.均勻變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場D.均勻變化的電場和磁場互相激發(fā),形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波解析:電場按其是否隨時間變化分為穩(wěn)定電場(靜電場)和變化電場(如運(yùn)動電荷形成的電場),穩(wěn)定電場不產(chǎn)生磁場,只有變化的電場周圍空間才存在對應(yīng)磁場,故B選項錯誤,C選項正確。恒定電流周圍存在穩(wěn)定磁場,A選項正確。電磁波的形成必須有周期性變化的電磁場互相激發(fā),D選項錯誤。答案:AC2.(多選)關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是()A.變化的磁場周圍一定存在著電場,與是否有閉合電路無關(guān)B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的變化電場C.變化的電場和變化的磁場相互關(guān)聯(lián),形成一個統(tǒng)一的場,即電磁場D.電場周圍一定存在磁場,磁場周圍一定存在電場解析:變化的磁場周圍產(chǎn)生電場,當(dāng)電場中有閉合回路時,回路中有電流。若無閉合回路電場仍然存在,A項正確。若形成電磁場必須有周期性變化的電場和磁場,B項正確,C、D兩項錯誤。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,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選項對,B選項錯;電磁波具備波的一切特征,故D選項錯。故正確選項為A、C。答案:AC4.電磁波在傳播時,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,回路中磁場能最小B.回路中電流值最大時,磁場能最大C.電容器極板上電荷量最多時,電場能最大D.回路中電流值最小時,電場能最小解析:電容器放電完畢時,q=0,i最大,磁場能最大,A錯,B對;電流最小時,i=0,電容器極板上電荷量q最多,極板間電場最強(qiáng),電場能最大,C對,D錯。答案:BC7.右圖為一個LC振蕩電路中的電流變化圖象,根據(jù)圖線可判斷()時刻電感線圈兩端電壓最大時刻電容器兩極間電壓為零時刻電路中只有電場能時刻電容器帶的電荷量為零解析:由圖像知,計時開始時,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時刻,電容器上電荷量為零,電勢差為零,電場能為零,故D項正確,A、C兩項錯誤;t2時刻電容器電荷量q最大,兩板間電勢差最大,B項錯誤。答案:D8.如圖所示,LC振蕩電路中振蕩電流的周期為2×10-2s,自振蕩電流沿逆時針方向達(dá)最大值時開始計時,當(dāng)t=×10-2s時,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時刻設(shè)為圖象中的P點,則該時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:30分鐘)1.電磁場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,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,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A正確;電磁波由空氣進(jìn)入水中時,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B正確;電磁波的傳播方向與E、B兩個振動矢量的方向都垂直,是橫波,而聲波是縱波,故選項C錯誤;電磁波由空氣進(jìn)入水中傳播時,波速變小,波長變短,而聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時,波速變大,波長變長,故選項D正確。答案:C3.某電路中電場隨時間變化的圖象如圖所示,能發(fā)射電磁波的電場是()解析:變化的電場可產(chǎn)生磁場,產(chǎn)生磁場的性質(zhì)是由電場的變化情況決定的。均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場,振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。圖A電場不隨時間變化,不會產(chǎn)生磁場。圖B和圖C中電場都隨時間做均勻變化,在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,這個磁場不能再激發(fā)電場,所以不能產(chǎn)生電磁波。圖D中是一振蕩電場,它將在周圍空間產(chǎn)生振蕩的磁場,振蕩的磁場又產(chǎn)生振蕩的電場,從而形成一個不可分割的統(tǒng)一體,即電磁場,它由近及遠(yuǎn)的傳播即為電磁波。故選項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,電容器兩極板間的電場強(qiáng)度最大B.振蕩電流為零時,線圈中自感電動勢為零C.振蕩電流增大的過程中,線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化成電場能D.振蕩電流減小的過程中,線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能解析: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,處于電容器放電結(jié)束瞬間,電場強(qiáng)度為零,A項錯誤;振蕩電流為零時,LC回路振蕩電流改變方向,這時的電流變化最快,電流強(qiáng)度變化率最大,線圈中自感電動勢最大,B項錯誤;振蕩電流增大時,線圈中電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,C項錯誤;振蕩電流減小時,線圈中磁場能轉(zhuǎn)化為電場能,D項正確。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間t=,所以t=。答案:B6.如圖表示LC振蕩電路某時刻的情況,則()A.電容器正在充電B.電感線圈中的磁場能正在減少C.電感線圈中的電流正在減小D.此時刻自感電動勢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,電感線圈中的磁場能正在增加,選項A、B、C錯誤;感應(yīng)電動勢總是阻礙引起感應(yīng)電動勢的磁通量的變化,而磁通量變化是由電流變化而引起的,故選項D正確。答案:D7.(多選)為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度,將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中,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,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()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,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A錯誤,選項B正確;f=會減小,選項C正確,選項D錯誤。答案:BC8.甲在圖甲所示電路中,L是電阻不計的線圈,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,并從這一時刻開始計時,設(shè)電容器A極板帶正電時電荷量為正,則電容器A極板上的電荷量q隨時間t變化的圖象是圖中的()乙解析:開關(guān)S閉合時,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,磁場能最大,電場能為零。斷開開關(guān)S時,線圈中產(chǎn)生與電流方向相同的自感電動勢,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,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LC回路中電流為零,從時間內(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勢的作用下,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板上電荷量隨時間變化的情況如圖B所示。答案:B9.如圖所示,電源電動勢為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)過一段時間后電容器放電完畢。求電容器的放電時間,放電電流的平均值是多少?解析:電容器放電時間為T,與電源電動勢無關(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