高中物理鲁科版4第三章电磁波第1节电磁波的产生 学业分层测评8

学业分层测评(八)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是()A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律E．赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性【解析】由物理学史知识可知，电流的磁效应是奥斯特发现的，电磁感应现象是法拉第发现的，赫兹证实了电磁波的存在，安培发现了磁场对电流的作用，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，A、C、E正确．【答案】ACE2.图3­1­8如图3­1­8所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图象，由图可知()A．t1时刻，电路中的磁场能最小B．从t1到t2电路中的电流值不断减小C．从t2到t3电容器不断充电D．在t4时刻，电容器的电场能最小E．从t3到t4电路中的磁场能转化为电场能【解析】由图可知，t1时刻电容器极板上的电量q最大，此时刚刚充电完毕，故电路中的磁场能最小，选项A正确；从t1到t2，电容器放电，电路中的电流从0增加到最大值，故选项B错误；从t2到t3，电容器的电荷量不断增加，故电容器在不断充电，选项C正确；t4时刻放电刚刚结束，电容器的电场能最小，故选项D正确．从t3到t4电路中电场能转化为磁场能，E错误．【答案】ACD3．按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是()A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场E．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场【解析】麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场．对此理论全面正确理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．由变化的磁场产生电场的规律与上相似．由此可知，选项B、D、E正确．【答案】BDE4．某时刻LC振荡电路的状态如图3­1­9所示，则此时刻()【导学号：78510033】图3­1­9A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化E．电容器极板上的电荷在增加【解析】解决问题的关键是根据电容器的两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程．由电磁振荡的规律可知：电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故应选择A、D、E.【答案】ADE5．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是()A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B．电容器充电完毕时刻回路中磁场能最小C．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大D．电容器极板上电荷量最多时，电场能最大E．回路中电流值最小时刻，电场能最小【解析】电荷量、电场强度、电场能、电压是同步量；而电流、磁场、磁场能是同步量．【答案】BCD6．如图3­1­10甲所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图3­1­10乙所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则()甲乙图3­1­10A．s到1s时间内，电容器C在放电B．s至1s时间内，电容器C的上极板带正电C．1s至s时间内，Q点的电势比P的电势高D．1s至s时间内，电场能正在转变成磁场能E．t＝1s时电路中电场能最大而磁场能最小【解析】s至1s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板；1s至s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P，t＝1s时电流为零，电路中电场能最大，磁场能最小，C、D、E正确．【答案】CDE7．在LC振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是________．【解析】LC振荡电路的周期T＝2πeq\r(LC)，其电容器上的带电量从最大值变化到零的最短时间t＝eq\f(T,4)，所以t＝eq\f(π,2)eq\r(LC).【答案】eq\f(π,2)eq\r(LC)8．如图3­1­11所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内________能转化为________能，在AB时间内电容器处于________(选填“充电”或“放电”)过程，在时刻C，电容器带电荷量________(选填“为零”或“最大”)．图3­1­11【解析】由题图可知，振荡电流随时间按正弦规律变化．在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能．在AB时间内电流减小，电容器正在充电．在时刻C电流最大，为电容器放电完毕的瞬间，带电荷量为零．【答案】电场磁场充电为零[能力提升]9．如图3­1­12所示为理想LC振荡回路，此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图．下列说法正确的是()图3­1­12【导学号：78510034】A．如图所示的时刻电容器正在放电B．如图所示的时刻电流正在减小C．电路中的磁场能在减少D．电容器两端的电压在增加E．电容器两端的电压在减少【解析】由电场方向可知电容器上极板带正电，由线圈中的电流方向可知电路中电流方向为逆时针．结合以上两点可知电容器在充电，电路中的电流正在减小磁场能在减少，电容器两端的电压在增加，故B、C、D正确，A、E错误．【答案】BCD10．某空间出现了如图3­1­13所示的一组闭合的电场线，这可能是沿AB方向磁场在迅速________，或沿BA方向磁场在迅速________．图3­1­13【解析】根据电磁感应理论，闭合电路中磁通量变化时，使闭合电路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，其中感应电流的方向和电场线方向一致．根据麦克斯韦电磁场理论．闭合电路中产生感应电流，是因为闭合电路中电荷受到了电场力作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合电路无关，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍可用楞次定律判断．【答案】减弱增强11.如图3­1­14所示的振荡电路中，自感系数L＝300μH，电容C的范围为25～270pF，求：图3­1­14(1)振荡电流的频率范围；(2)若自感系数L＝10mH，要产生周期T＝s的振荡电流，应配置多大的电容？【解析】(1)由f＝eq\f(1,2π\r(LC))得：fmax＝eq\f(1,2π×\r(300×10－6×25×10－12))Hz＝×106Hzfmin＝eq\f(1,2π×\r(300×10－6×270×10－12))Hz＝×106Hz所以频率范围为0．56×106～×106Hz.(2)由T＝2πeq\r(LC)得：C＝eq\f(T2,4π2L)＝eq\f,4π2×10×10－3)F＝10－3F.【答案】(1)×106～×106Hz(2)10－312.实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF，在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间，手上还有一个自感系数L＝mH的电感器，现连成如图3­1­15所示电路，试分析以下两个问题：图3­1­15(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？【解析】(1)电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，T