課時(shí)訓(xùn)練18電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁振蕩

1、.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.多項(xiàng)選擇以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.恒定電流可以在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B.穩(wěn)定電場(chǎng)可以在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C.均勻變化的電場(chǎng)可以在周圍空間產(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.多項(xiàng)選擇關(guān)于電磁場(chǎng)理論的表達(dá)正確的選項(xiàng)是A.變化的磁場(chǎng)

2、周圍一定存在著電場(chǎng),與是否有閉合電路無(wú)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)互相關(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。假設(shè)無(wú)閉合回路電場(chǎng)仍然存在,A項(xiàng)正確。假設(shè)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.多項(xiàng)選擇以下關(guān)于電磁波的表達(dá)中,正確的選項(xiàng)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3.0×108 m/sC.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí),波長(zhǎng)將變短D.電磁波不能產(chǎn)生

3、干預(yù)、衍射現(xiàn)象解析:A選項(xiàng)考察電磁波的產(chǎn)活力理,正確;電磁波在真空中波速為3.0×108 m/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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(wú)關(guān)。答案:B題組三電磁振蕩5.多項(xiàng)選擇要使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

4、兩極板間間隔 解析:由周期公式T=2LC可知,T與q無(wú)關(guān);插入鐵芯,L變大,T變大,由C=rS4kd知,S增大,T增大,而d增大,T減小。答案:BC6.多項(xiàng)選擇在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)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A.t1時(shí)刻電感線圈兩端

5、電壓最大B.t2時(shí)刻電容器兩極間電壓為零C.t1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能D.t1時(shí)刻電容器帶的電荷量為零解析:由圖像知,計(jì)時(shí)開(kāi)場(chǎng)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(kāi)場(chǎng),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.如下圖,LC振蕩電路中振蕩電流的周期為2×10-2 s,自振蕩電流沿逆時(shí)針?lè)较蜻_(dá)最大值時(shí)開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí),當(dāng)t=3.4×10-2 s時(shí),電容器正處于選填“充電“放電“充電完畢或“

6、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下圖。結(jié)合圖象,t=3.4×10-2 s時(shí)刻設(shè)為圖象中的P點(diǎn),那么該時(shí)刻電路正處于反向電流減小過(guò)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,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)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

7、中傳播時(shí),電磁波的波長(zhǎng)變短,聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)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),應(yīng)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,應(yīng)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,應(yīng)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(zhǎng)變短,而聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),波速變大,波長(zhǎng)變長(zhǎng),應(yīng)選項(xiàng)D正確。答案:C3.某電路中電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象如下圖,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

8、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。應(yīng)選項(xiàng)D正確。答案:D4.關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)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(guò)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(guò)程中,線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)

9、能解析:此題考察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),處于電容器放電完畢瞬間,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.4LCB.2LCC.LCD.2LC解析:LC振蕩電路的周期T=2LC,電容器上帶的電荷量從最大值變化到零的最短時(shí)間t=T4,所以t=2LC。答案:B6.如圖表示LC振蕩電路某時(shí)刻的情況

10、,那么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:由安培定那么可知電流方向如下圖,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,應(yīng)選項(xiàng)D正確。答案:D7.多項(xiàng)選擇為了測(cè)量?jī)?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(guò)開(kāi)關(guān)S與線圈L或電源相連,如下圖。當(dāng)開(kāi)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=2LC的振蕩電流。當(dāng)罐中

11、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C.LC回路的振蕩頻率減小D.LC回路的振蕩頻率增大解析:平行板電容器的電容C=rS4kd,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(lái)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=1T=12LC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(kāi)關(guān)S先是閉合的,現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),并從這一時(shí)刻開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí),設(shè)電容器A極板帶正電時(shí)電荷量為正,那么電容器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(kāi)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(guò),但線圈兩端電壓

12、為零,與線圈并聯(lián)的電容器極板上不帶電,此題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(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),線圈中產(chǎn)生與電流方向一樣的自感電動(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)T4電荷量達(dá)最大,這時(shí)LC回路中電流為零,從T4T2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.如下圖,電源電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為C,線圈的電感為L(zhǎng)。將開(kāi)關(guān)S從a撥向b,經(jīng)過(guò)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14T,與電源電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān),即t=14×2LC=12LC。在14T內(nèi)電流平均值為T=qt=CE2LC=2ECL。答案:12LC2ECL10.右圖所示振蕩電路中,電感L=300 H,電容C的范圍為25270 pF,求:1振蕩電流的頻率范圍;2假設(shè)電感L=10 mH,要產(chǎn)生周期T=0.02 s的振蕩電流,應(yīng)配制多大的電容?解析:1由f=12LC得fmax=12×300×10-6×25×10-12 Hz1.8