2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章電磁波第1節(jié)電磁波的產(chǎn)生課時作業(yè)含解析魯科版選擇性必修2

PAGE5-電磁波的產(chǎn)生(建議用時：25分鐘)考點一麥克斯韋電磁理論1．(多選)關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是()A．改變的磁場四周肯定存在著電場，與是否有閉合電路無關(guān)B．周期性改變的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性改變的電場C．改變的電場和改變的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成一個統(tǒng)一的場，即電磁場D．電場四周不肯定存在磁場，磁場四周不肯定存在電場ABD[改變的磁場四周產(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舊存在，A對；若形成電磁場必需有周期性改變的電場和磁場，B對，C錯；電場(或磁場)四周不肯定存在磁場(或電場)，D對。]2．下列關(guān)于電磁波的說法，正確的是()A．電磁波只能在真空中傳播B．電場隨時間改變時肯定產(chǎn)生電磁波C．做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波D．麥克斯韋第一次用試驗證明了電磁波的存在C[雖然電磁波在傳播過程中不須要介質(zhì)，但并不是只能在真空中傳播，故A選項錯誤；產(chǎn)生電磁波須要肯定的條件，當(dāng)電場隨時間做周期性改變時才可能產(chǎn)生電磁波，故B選項錯誤；做變速運動的電荷四周會產(chǎn)生改變的磁場，其四周空間可能會產(chǎn)生電磁波，故C選項正確；麥克斯韋只是預(yù)言了電磁波的存在，是赫茲第一次用試驗證明了電磁波的存在，故D選項錯誤。]3．如圖所示是某一固定面的磁通量的改變圖像，在它四周空間產(chǎn)生的電場中的某一點場強E應(yīng)是()A．漸漸增加 B．漸漸減弱C．不變 D．無法確定C[由圖可知磁通量Φ隨時間t勻稱改變，而Φ＝BS，所以磁場是勻稱改變的，依據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知C正確。]考點二電磁振蕩分析4．關(guān)于LC回路，下列說法正確的是()A．一個周期內(nèi)，電容器充、放電各一次B．電容器極板上電壓最大時，線圈中的電流最強C．電容器起先充電時，線圈中的磁場能最強D．電容器起先充電時，電場能最大C[電容器從起先充電到放電完畢才經(jīng)驗半個周期，一個周期內(nèi)，電容器應(yīng)充、放電各兩次，A錯誤；電容器上的電壓最大時，電場能最大，此時磁場能為零，線圈中電流為零，B錯誤；電容器起先充電時，電場能為零，線圈中磁場能最大，C正確，D錯誤。]5．如圖所示為某時刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，則該時刻()A．振蕩電流i在增大B．電容器正在放電C．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化D．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化C[從圖中電容器兩極板的帶電狀況和電流方向可知電容器正在充電，故磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，C正確。]6．(多選)LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法中正確的是()A．若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電B．若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電C．若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D．若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大BCD[由電流產(chǎn)生的磁場方向和安培定則可推斷振蕩電流方向，由于題目中未標(biāo)明電容器兩極板帶電狀況，故可分兩種狀況探討。若該時刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于放電狀態(tài)，電流增大，則C正確，A錯誤；若該時刻電容器下極板帶正電，可知電容器處于充電狀態(tài)，電流在減小，則B正確；由楞次定律可判定D正確。]考點三電磁振蕩周期和頻率公式應(yīng)用7．振蕩電路中線圈的自感系數(shù)為L，電容器的電容為C，則電容器兩極板間的電壓從最大值變?yōu)榱?，所用的最少時間為()A．2πeq\r(LC) B．πeq\r(LC)C.eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)) D.eq\f(π,2)eq\r(LC)D[電容器兩極板間的電壓從最大值到零所用的最少時間為eq\f(1,4)T，而T＝2πeq\r(LC)，故D正確。]8．(多選)一個LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)為L，電容器電容為C，從電容器上電壓達到最大值U起先計時，則有()A．至少經(jīng)過πeq\r(LC)，磁場能達到最大B．至少經(jīng)過eq\f(1,2)πeq\r(LC)，磁場能達到最大C．在eq\f(1,2)πeq\r(LC)時間內(nèi)，電路中的平均電流是eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))D．在eq\f(1,2)πeq\r(LC)時間內(nèi)，電容器放電電荷量為CUBCD[LC振蕩電路周期T＝2πeq\r(LC)，電容器電壓最大時，起先放電，經(jīng)eq\f(1,2)πeq\r(LC)時間，放電結(jié)束，此時電容器電荷量為零，電路中電流最大，磁場最強，磁場能最大。因為q＝CU，i＝eq\f(q,t)，所以i＝eq\f(CU,\f(1,2)π\(zhòng)r(LC))，得i＝eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))。]9．(多選)要想提高電磁振蕩的頻率，下列方法中可行的是()A．線圈中插入鐵芯B．提高充電電壓C．增加電容器兩板間距離D．減小電容器兩板間的正對面積CD[由公式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))得知f和L、C有關(guān)。因此要增大f，就要減小L、C的乘積，其中C＝eq\f(εS,4πkd)。減小L的方法有：從線圈中抽出鐵芯；減小線圈長度；減小線圈橫截面積；削減單位長度的線圈匝數(shù)。減小C的方法有：增加電容器兩板間的距離；減小電容器兩板間的正對面積；在電容器兩板間換上介電常數(shù)較小的電介質(zhì)。故選項C、D正確。](建議用時：15分鐘)10．(多選)應(yīng)用麥克斯韋的電磁場理論推斷下列表示電場產(chǎn)生磁場(或磁場產(chǎn)生電場)的關(guān)系圖像中(每個選項中的上圖是表示改變的場，下圖是表示改變的場產(chǎn)生的另外的場)，正確的是()BC[A圖中的上圖磁場是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁場理論可知四周空間不會產(chǎn)生電場，A圖中的下圖是錯誤的。B圖中的上圖是勻稱改變的電場，應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生恒定的磁場，下圖的磁場是恒定的，所以B圖正確。C圖中的上圖是振蕩的磁場，它能產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，且相位相差eq\f(π,2)，C圖是正確的。D圖的上圖是振蕩的電場，在其四周空間產(chǎn)生振蕩的磁場，但是下圖中的圖像與上圖相比較，相位相差π，故D圖不正確，所以只有B、C兩圖正確。]11．(多選)某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合電場線，這可能是()A．沿AB方向磁場在快速減弱B．沿AB方向磁場在快速增加C．沿BA方向磁場在快速增加D．沿BA方向磁場在快速減弱AC[依據(jù)電磁感應(yīng)，閉合回路中的磁通量發(fā)生改變時，使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律推斷。依據(jù)麥克斯韋電磁場理論，改變的磁場產(chǎn)生電場，與是否存在閉合回路沒有關(guān)系，故空間內(nèi)磁場改變產(chǎn)生的電場方向，仍舊可用楞次定律推斷，四指環(huán)繞方向即為感應(yīng)電場的方向，由此可知，選項A、C正確。]12．某LC振蕩電路中，振蕩電流改變規(guī)律為i＝0.14sin(1000t)A，已知電路中線圈的自感系數(shù)L＝50mH，則電容器的電容C＝________，該振蕩電流的有效值為________。[解析]由ω＝eq\f(2π,T)，得T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,1000)s＝2π×10－3s又因T＝2πeq\r(LC)，得C＝eq\f(T2,4π2L)＝eq\f(2π×10－32,4π2×50×10－3)F＝2.0×10－5F因振蕩電流最大值Im＝0.14A，所以有效值為I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(0.14,1.4)A＝0.10A。[答案]2.0×10－5F13．試驗室里有一水平放置的平行板電容器，知道其電容C＝1μF。在兩板帶有肯定電荷時，發(fā)覺一粉塵恰好靜止在兩板間。手頭上還有一個自感系數(shù)L＝0.1mH的電感器，現(xiàn)連成如圖所示電路，試分析以下兩個問題：(1)從S閉合時起先計時，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)S斷開時，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＝2π