“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十四） 電磁波的產(chǎn)生

“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十四）電磁波的產(chǎn)生A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說法正確的是()A．在赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，麥克斯韋提出了完整的電磁場(chǎng)理論B．麥克斯韋第一個(gè)預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．變化的電場(chǎng)一定可以在周圍的空間產(chǎn)生電磁波D．變化的磁場(chǎng)在周圍的空間一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)解析：選B麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，而后赫茲第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，此時(shí)不能產(chǎn)生電磁波，C錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，D錯(cuò)誤。2．(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)、磁場(chǎng)及電磁波的說法中正確的是()A．均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)B．只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波C．赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D．空間某個(gè)區(qū)域振蕩變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)能產(chǎn)生電磁波解析：選CD均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)或電場(chǎng)，不會(huì)產(chǎn)生電磁波，A、B錯(cuò)誤；電磁波最早由麥克斯韋預(yù)測(cè)，由赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，C正確；振蕩變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)能產(chǎn)生電磁波，D正確。3．(多選)在LC振蕩電路產(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)刻，電路中磁場(chǎng)能最小B．電路中電流值最大時(shí)刻，電路中磁場(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．電路中電流值最小時(shí)刻，電場(chǎng)能最小解析：選BC電容器放電完畢時(shí)，q＝0，但此時(shí)i最大，所以磁場(chǎng)能最大，A錯(cuò)誤；電流最小i＝0時(shí)，q最多，極板間電場(chǎng)最強(qiáng)，電場(chǎng)能最大，D錯(cuò)誤；同理分析，B、C正確。4．有關(guān)電磁場(chǎng)和電磁波，下列說法中正確的是()A．麥克斯韋首先預(yù)言并證明了電磁波的存在B．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C．電磁波是縱波，能傳播信息D．頻率為750kHz的電磁波在真空中傳播時(shí)，其波長為400m解析：選D赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，A錯(cuò)誤；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，B錯(cuò)誤；電磁波是橫波，C錯(cuò)誤；λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,7.5×105)m＝400m，D正確。5．關(guān)于LC振蕩電路，下列說法正確的是()A．一個(gè)周期內(nèi)，電容器充、放電各一次B．電容器極板間電壓最大時(shí)，線圈中的電流最強(qiáng)C．電容器開始充電時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能最強(qiáng)D．電容器開始充電時(shí)，電場(chǎng)能最大解析：選C電容器從開始充電到放電完畢才經(jīng)歷半個(gè)周期，一個(gè)周期內(nèi)，電容器應(yīng)充、放電各兩次，A錯(cuò)誤；電容器極板間電壓最大時(shí)，電場(chǎng)能最大，此時(shí)磁場(chǎng)能為零，線圈中電流為零，B錯(cuò)誤；電容器開始充電時(shí)，電場(chǎng)能為零，線圈中磁場(chǎng)能最大，C正確，D錯(cuò)誤。6.如圖所示是一個(gè)LC振蕩電路中電流的變化圖線，下列說法正確的是()A．t1時(shí)刻電容器兩極板間電壓最大B．t2時(shí)刻電容器兩極板間電壓為零C．t1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能D．t1時(shí)刻電容器所帶電荷量為零解析：選D由題圖可知t1時(shí)刻電流i最大，t2時(shí)刻電流i為零，LC振蕩電路中電流i最大時(shí)，說明磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能為零，電容器電壓、電荷量均為零；電流i最小時(shí)，各物理量大小隨之與前述狀態(tài)相反，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。7.如圖所示，閉合開關(guān)S，待電容器充電結(jié)束后，再斷開開關(guān)S，用絕緣工具使電容器兩極板距離稍稍拉開一些，在電容器周圍空間()A．會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) B．會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C．不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng) D．會(huì)產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng)解析：選C兩平行板電容器接入直流電源后兩極板間的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，斷開開關(guān)后，電容器帶電荷量不變，由電容器定義式和平行板電容器公式可得兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，當(dāng)用絕緣工具將兩極板距離稍稍拉開一些，電容器兩板間的電場(chǎng)不發(fā)生變化，所以不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，C正確。8．(2022·莆田高二質(zhì)檢)(多選)如圖甲所示的電路中，L是電阻不計(jì)的電感線圈，C是電容器(原來不帶電)，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再斷開開關(guān)S，LC回路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感線圈中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時(shí)刻為t＝0，那么斷開開關(guān)后()A．圖乙可以表示電感線圈中的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律B．圖丙可以表示電感線圈中的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律C．圖乙可以表示電容器左極板的電荷量q隨時(shí)間t的變化規(guī)律D．圖丙可以表示電容器右極板的電荷量q隨時(shí)間t的變化規(guī)律解析：選AD閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，線圈內(nèi)有電流而電容器兩端沒有電壓，線圈中的電流從a流向b，斷開開關(guān)瞬間，線圈內(nèi)的電流要減小，而線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，則電流方向不變，大小在慢慢減小，同時(shí)對(duì)電容器充電，電容器的右極板先帶正電；當(dāng)電容器充電完畢時(shí)，電流為零，右極板帶正電荷量達(dá)到最大。接著電容器放電，電流方向與之前相反，大小在不斷增大，電容器放電完畢時(shí)，電流達(dá)到反向最大；之后電容器與線圈組成的LC回路重復(fù)充、放電過程，在LC回路中形成電磁振蕩，回路中出現(xiàn)按余弦規(guī)律變化的電流，電容器右極板上的電荷量q隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。9．我國“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在進(jìn)行首次軟著陸和自動(dòng)巡視勘察時(shí)，地面工作人員通過電磁波實(shí)現(xiàn)對(duì)月球車的控制。已知由地面發(fā)射器發(fā)射的電磁波的波長為λ＝30km，地面上的工作人員通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)該電磁波由發(fā)射到被月球車接收所用的時(shí)間為t＝1.3s，電磁波的速度為c＝3×108m/s。則發(fā)射器與月球車之間的距離為________m，在發(fā)射器與月球車之間相當(dāng)于有________個(gè)波長。解析：發(fā)射器與月球車之間的距離x＝ct＝3.9×108m相當(dāng)于電磁波波長的個(gè)數(shù)n＝eq\f(x,λ)＝eq\f(3.9×108,3×104)個(gè)＝1.3×104個(gè)。答案：3.9×1081.3×104B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．一個(gè)電容為C的電容器，充電至電壓等于U以后，與電源斷開并通過一個(gè)自感系數(shù)為L的線圈放電。從開始放電到第一次放電完畢的過程中，下列判斷錯(cuò)誤的是()A．振蕩電流一直在增大B．振蕩電流先增大、后減小C．通過電路的平均電流等于eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))D．磁場(chǎng)能一直在增大解析：選B由電磁振蕩的知識(shí)可知，在放電過程中振蕩電流逐漸增大，放電完畢時(shí)達(dá)到最大，B錯(cuò)誤，A正確；電容器儲(chǔ)存電荷量q＝CU，第一次放電完畢的時(shí)間為eq\f(T,4)，T＝2πeq\r(LC)，所以平均電流I＝eq\f(q,Δt)＝eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))，C正確；放電過程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能，D正確。11.(2022·寧德高二檢測(cè))麥克斯韋在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。他大膽地假設(shè)：變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣，會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，即變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。以平行板電容器為例，圓形平行板電容器在充、放電的過程中，板間電場(chǎng)發(fā)生變化，產(chǎn)生的磁場(chǎng)相當(dāng)于一連接兩板的直導(dǎo)線通以充、放電電流時(shí)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。如圖所示，若某時(shí)刻連接電容器的導(dǎo)線中具有向上的電流，則下列說法中正確的是()A．電容器正在充電B．兩平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E在減小C．該變化電場(chǎng)產(chǎn)生順時(shí)針方向(俯視)的磁場(chǎng)D．兩極板間電場(chǎng)快達(dá)到最強(qiáng)時(shí)，板間電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)接近最強(qiáng)解析：選A由題圖可以看出，極板間的電場(chǎng)方向是豎直向上的，說明下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，如果等效電流的方向是向上的，即外電流流向下極板，流出上極板，也就是相當(dāng)于正電荷流向下極板，而下極板本來就是帶正電的，下極板所帶的電荷量會(huì)增加，所以電容器在充電，故A正確；充電的過程中，兩極板間的電壓在增大，由電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)可知，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度在增大，故B錯(cuò)誤；由安培定則可以判斷出，該變化電場(chǎng)產(chǎn)生逆時(shí)針方向(俯視)的磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；兩極板間的電場(chǎng)快達(dá)到最強(qiáng)時(shí)，就是充電快充滿的時(shí)候，此時(shí)電流反而比較小，故這個(gè)電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也比較弱，故D錯(cuò)誤。12．在LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)L＝2.5mH，電容C＝4μF，π取3.14。(1)該回路的周期是多大？(2)設(shè)t＝0時(shí)，電容器上電壓最大，在t＝9.0×10－3s時(shí)，通過線圈的電流是增大還是減??？這時(shí)電容器處在充電過程還是放電過程？解析：(1)由電磁振蕩的周期公式可得T＝2πeq\r(LC)＝2×3.14×eq\r(2.5×10－3×4×10－6)s＝6.28×10－4s。(2)因?yàn)閠＝9.0×10－3s大約相當(dāng)于14.33個(gè)周期，而eq\f(T,4)<0.33T<eq\f(T,2)，由電磁振蕩的周期性知，當(dāng)t＝9.0×10－3s時(shí)，LC回路中的電磁振蕩處于第二個(gè)eq\f(T,4)的變化過程中。t＝0時(shí)，電容器上電壓最大，極板上電荷量最多，電路中電流值為零，回路中電流隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示：第一個(gè)eq\f(T,4)內(nèi)，電容器放電，電流由零增至最大；第二個(gè)eq\f(T,4)內(nèi)，電容器充電，電流由最大減小到零。顯然，在t＝9.0×10－3s時(shí)，即在第二個(gè)eq\f(T,4)內(nèi)，線圈中的電流在減小，電容器正處在充電過程中。答案：(1)6.28×10－4s(2)減小充電過程13.如圖所示，LC電路中C是帶有電荷的平行板電容器，兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時(shí)，極板間灰塵恰好靜止。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，灰塵在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)。若C＝0.4μF，L＝1mH，重力加速度為g，則：(1)從開關(guān)S閉合開始計(jì)時(shí)，經(jīng)2π×10－5s時(shí)，求電容器內(nèi)灰塵的加速度大小；(2)當(dāng)線圈中電流最大時(shí)，求灰塵的加速度。解析：(1)開關(guān)S斷開時(shí)，極板間灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有mg＝q·eq\f(Q,Cd)(式中m為灰塵質(zhì)量，Q為電容器所帶的電荷量，d為板