2024-2025學年高中物理第4章電磁波第1節(jié)電磁波的產(chǎn)生作業(yè)含解析魯科版選擇性必修2

PAGE6-電磁波的產(chǎn)生(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題，每題5分，共20分)1.依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，以下敘述中正確的是()A.恒定的通電直導線四周可以產(chǎn)生電磁波B.工作中的電火花打點計時器必產(chǎn)生磁場和電場C.恒定的電場產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場產(chǎn)生恒定的電場D.勻稱改變的電場肯定產(chǎn)生勻稱改變的磁場【解析】選B。恒定的通電直導線四周可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場不能在四周形成電場，因此不能形成電磁波，A錯誤；工作中的電火花打點計時器運用的是溝通電，在其四周產(chǎn)生振蕩磁場和電場，故選項B正確；恒定的電場不會產(chǎn)生磁場，恒定的磁場也不會產(chǎn)生電場，故選項C錯誤；勻稱改變的電場產(chǎn)生恒定的磁場，故D錯誤。2.如圖所示，L是電阻不計的電感線圈，開關S閉合后電路中有穩(wěn)定的電流，若t=0時刻打開S切斷電源，則電容器A板所帶電荷量Q隨時間改變的圖像應是圖中的哪一個()【解析】選C。開關S閉合時線圈L中有電源供應的向下的電流，其電阻為零，故兩端無電壓，與其并聯(lián)的電容器未被充電，斷開開關S，線圈與電源及變阻器斷開而與電容器C構成LC回路，線圈上原來的電源電流被切斷，但由于自感，線圈上的電流不會立即減弱為零，而要保持原來方向接著流淌，并對電容器充電，這就使電容器A板帶上負電荷并漸漸增多，當充電電流減為零時，電容器A板上的負電荷達到最大值，此后電容器放電，B板上正電荷通過線圈移至A板，放電完畢后，電荷減為零，接著又起先反方向的充電過程，A板上正電荷漸漸增多直至最大，再放電……電路中形成電磁振蕩。因此，電容器A板上電荷量隨時間改變的圖像是C?！狙a償訓練】(多選)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則()A.若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向aB.若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電C.若磁場正在增加，則電場能正在減小，電容器上極板帶正電D.若磁場正在增加，則電容器正在充電，電流方向由a向b【解析】選A、B、C。若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，依據(jù)安培定則可確定電流由b向a，電場能增大，上極板帶負電，故選項A、B正確；若磁場正在增加，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，依據(jù)安培定則，可推斷電流由b向a，上極板帶正電，故選項C正確，D錯誤。3.某物理愛好小組探究電磁波和聲波的傳播特點，試驗一：手機甲的號碼是176××××3810，手機乙的號碼是153××××2558。手機甲呼叫手機乙時，手機乙發(fā)出響聲且屏上顯示手機甲的號碼“176××××3810”；試驗二：將手機甲置于一透亮真空玻璃罩中，用手機乙呼叫手機甲，則玻璃罩外面的人發(fā)覺手機甲()A.發(fā)出響聲，并顯示手機乙的號碼B.不發(fā)出響聲，但顯示手機乙的號碼C.不發(fā)出響聲，但顯示手機甲的號碼D.既不發(fā)出響聲，也不顯示號碼【解析】選B。聲波為機械波，傳播須要介質，在真空中不能傳播，光波、手機放射的信號均為電磁波，傳播不須要介質，可以在真空中傳播，故用手機乙呼叫手機甲時，玻璃罩外的人能看到手機甲顯示手機乙的號碼，但聽不到聲音，故B正確，A、C、D錯誤。4.一個LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)為L，電容器的電容為C，從電容器上電壓達到最大值Um起先計時，則下列說法中錯誤的是()A.至少經(jīng)過π，磁場能達到最大B.至少經(jīng)過π，磁場能達到最大C.在π時間內，電路中的平均電流是D.在π時間內，電容器放電量為CUm【解析】選A。LC振蕩電路的周期T=2π，電容器上電壓最大時，起先放電，經(jīng)π時間，放電結束，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，A錯誤，B正確；因為Q=CU，所以電容器放電量Q=CUm，由=，得==，C、D正確。二、計算題(10分)5.有一LC振蕩電路，自感系數(shù)為30μH。電容可調范圍為1.2～270pF。求：(1)回路產(chǎn)生電磁波的頻率范圍；(2)最大波長與最小波長的比值?！窘馕觥?1)因為f=，所以fmax==×Hz=×109Hz。fmin==×Hz=×108Hz。其電磁波的頻率范圍是：×108～×109Hz。(2)因為λ==c·2π，所以===15。答案：(1)×108～×109Hz(2)15【補償訓練】我國“嫦娥三號”探測器在進行首次軟著陸和自動巡察勘察時，地面工作人員通過電磁波實現(xiàn)對月球車的限制。已知由地面放射器放射的電磁波的波長為λ=30km，地面上的工作人員通過測量發(fā)覺該電磁波由放射到被月球車接收所用的時間為t=1.3s，電磁波的速度為c=3×108m/s。則在放射器與月球車之間的距離相當于多少個波長？【解析】放射器與月球車之間的距離x=ct=3.9×108m相當于電磁波波長的個數(shù)n==個=1.3×104個。答案：1.3×104個(10分鐘20分)6.(6分)如圖所示是一個水平放置的圓環(huán)形玻璃小槽，槽內光滑，槽寬度和深度到處相同?，F(xiàn)將始終徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中，讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速度v0。與此同時，有一改變的磁場垂直穿過圓環(huán)形玻璃小槽外徑所對應的圓面積，磁感應強度B的大小跟時間成正比，方向豎直向下。設小球在運動過程中所帶電荷量不變，那么()A.小球受到的向心力大小不變B.小球受到的向心力大小不斷增加C.洛倫茲力對小球做了功D.小球受到的洛倫茲力大小與時間成正比【解析】選B。依據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，磁感應強度隨時間線性增大時將產(chǎn)生穩(wěn)定的感應電場，依據(jù)楞次定律可知感應電場的方向與小球初速度方向相同，因小球帶正電，故電場力對小球做正功，其速率增大，向心力的大小F=隨之增大，A錯誤，B正確。帶電小球所受的洛倫茲力(F=qvB)，因為速率v隨時間漸漸增大，且B∝t，故D錯誤。因洛倫茲力對運動電荷不做功，故C錯誤。7.(14分)試驗室里有一水平放置的平行板電容器，知道其電容C=2μF。在兩板帶有肯定電荷時，發(fā)覺一微粒恰好靜止在兩板間。手頭上還有一個自感系數(shù)L=0.8mH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4π×10-5s時，電容器內微粒的加速度是多少？(2)當微粒的加速度為多大時，線圈中電流最大？【解析】(1)開關斷開時，電容器內帶電微粒恰好靜止，說明電場力方向向上，且F電=mg，閉合S后，L、C構成LC振蕩電路，T=2π=8π×10-5s，經(jīng)=4π×10-5s時，電容器間的場強反向，電場力的大小不變，方向豎直向下，由牛頓其次定律得：a==2g。(2)線圈中電流最大時，電容器兩極間的場強為零，由牛頓其次定律可得：a==g，方向豎直向下。答案：(1)2