高中物理人教版4第十四章电磁波1电磁波的发现 课时训练18电磁波的发现电磁振荡

课时训练18电磁波的发现电磁振荡题组一麦克斯韦电磁场理论1.(多选)下列说法正确的是()A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场D.均匀变化的电场和磁场互相激发,形成由近及远传播的电磁波解析:电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场),稳定电场不产生磁场,只有变化的电场周围空间才存在对应磁场,故B选项错误,C选项正确。恒定电流周围存在稳定磁场,A选项正确。电磁波的形成必须有周期性变化的电磁场互相激发,D选项错误。答案:AC2.(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关B.周期性变化的磁场产生同频率的变化电场C.变化的电场和变化的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场D.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场解析:变化的磁场周围产生电场,当电场中有闭合回路时,回路中有电流。若无闭合回路电场仍然存在,A项正确。若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场,B项正确,C、D两项错误。答案:AB题组二电磁波3.(多选)下列关于电磁波的叙述中,正确的是()A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为×108m/sC.电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短D.电磁波不能产生干涉、衍射现象解析:A选项考查电磁波的产生机理,正确;电磁波在真空中波速为×108m/s,在其他介质中波速都小于光速,其原因是频率不变,波长变短,故C选项对,B选项错;电磁波具备波的一切特征,故D选项错。故正确选项为A、C。答案:AC4.电磁波在传播时,不变的物理量是()A.振幅 B.频率 C.波速 D.波长解析:离波源越远,振幅越小,电磁波在不同介质中的波速不一样,波长也不一样。频率是由发射电磁波的波源决定的,与介质无关。答案:B题组三电磁振荡5.(多选)要使LC振荡电路的周期变大,可采用的方法是()A.增大电容器初始电荷量B.线圈中插铁芯C.增大电容器两极板正对面积D.增大平行板电容器两极板间距离解析:由周期公式T=2π可知,T与q无关;插入铁芯,L变大,T变大,由C=知,S增大,T增大,而d增大,T减小。答案:BC6.(多选)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,回路中磁场能最小B.回路中电流值最大时,磁场能最大C.电容器极板上电荷量最多时,电场能最大D.回路中电流值最小时,电场能最小解析:电容器放电完毕时,q=0,i最大,磁场能最大,A错,B对;电流最小时,i=0,电容器极板上电荷量q最多,极板间电场最强,电场能最大,C对,D错。答案:BC7.右图为一个LC振荡电路中的电流变化图象,根据图线可判断()时刻电感线圈两端电压最大时刻电容器两极间电压为零时刻电路中只有电场能时刻电容器带的电荷量为零解析:由图像知,计时开始时,电容器两极板带的电荷量最大,电流为零,电容器放电开始,根据电流随时间的变化规律,可以画出q-t图象(在图中用虚线表示)。由图象分析可知:t1时刻,电容器上电荷量为零,电势差为零,电场能为零,故D项正确,A、C两项错误;t2时刻电容器电荷量q最大,两板间电势差最大,B项错误。答案:D8.如图所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=×10-2s时,电容器正处于(选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态,这时电容器的上极板(选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。

解析:根据题意画出此LC电路的振荡电流的变化图象如图所示。结合图象,t=×10-2s时刻设为图象中的P点,则该时刻电路正处于反向电流减小过程中,所以电容器正处于反向充电状态,上极板带正电。答案:充电带正电(建议用时:30分钟)1.电磁场理论是以下哪位科学家提出的()A.法拉第B.赫兹C.麦克斯韦 D.安培答案:C2.有关电磁波和声波,下列说法错误的是()A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波的传播速度变大C.电磁波是横波,声波也是横波D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长解析:电磁波本身就是一种物质,它的传播不需要介质,而声波的传播需要介质,故选项A正确;电磁波由空气进入水中时,传播速度变小,但声波在水中的传播速度比其在空气中大,故选项B正确;电磁波的传播方向与E、B两个振动矢量的方向都垂直,是横波,而声波是纵波,故选项C错误;电磁波由空气进入水中传播时,波速变小,波长变短,而声波由空气进入水中传播时,波速变大,波长变长,故选项D正确。答案:C3.某电路中电场随时间变化的图象如图所示,能发射电磁波的电场是()解析:变化的电场可产生磁场,产生磁场的性质是由电场的变化情况决定的。均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。图A电场不随时间变化,不会产生磁场。图B和图C中电场都随时间做均匀变化,在周围空间产生稳定的磁场,这个磁场不能再激发电场,所以不能产生电磁波。图D中是一振荡电场,它将在周围空间产生振荡的磁场,振荡的磁场又产生振荡的电场,从而形成一个不可分割的统一体,即电磁场,它由近及远的传播即为电磁波。故选项D正确。答案:D4.关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是()A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零C.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化成电场能D.振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能解析:本题考查振荡电流和其他各物理量变化的关系。振荡电流最大时,处于电容器放电结束瞬间,电场强度为零,A项错误;振荡电流为零时,LC回路振荡电流改变方向,这时的电流变化最快,电流强度变化率最大,线圈中自感电动势最大,B项错误;振荡电流增大时,线圈中电场能转化为磁场能,C项错误;振荡电流减小时,线圈中磁场能转化为电场能,D项正确。答案:D5.在LC振荡电路中,电容器上带的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是()A. B.C.π π解析:LC振荡电路的周期T=2π,电容器上带的电荷量从最大值变化到零的最短时间t=,所以t=。答案:B6.如图表示LC振荡电路某时刻的情况,则()A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在减少C.电感线圈中的电流正在减小D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大解析:由安培定则可知电流方向如图所示,故电容器正在放电,电容器极板上的电荷量正在减少,电路中电流正在增大,电感线圈中的磁场能正在增加,选项A、B、C错误;感应电动势总是阻碍引起感应电动势的磁通量的变化,而磁通量变化是由电流变化而引起的,故选项D正确。答案:D7.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连,如图所示。当开关从a拨到b时,由L与C构成的回路中产生周期T=2π的振荡电流。当罐中的液面上升时()A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大回路的振荡频率减小回路的振荡频率增大解析:平行板电容器的电容C=,当液面上升时,极板间不导电液体的介电常数比原来的空气的介电常数要大,电容C增大,选项A错误,选项B正确;f=会减小,选项C正确,选项D错误。答案:BC8.甲在图甲所示电路中,L是电阻不计的线圈,C为电容器,R为电阻,开关S先是闭合的,现将开关S断开,并从这一时刻开始计时,设电容器A极板带正电时电荷量为正,则电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图象是图中的()乙解析:开关S闭合时,由于线圈电阻为零,线圈中有自左向右的电流通过,但线圈两端电压为零,与线圈并联的电容器极板上不带电,本题LC回路的初始条件是线圈中电流最大,磁场能最大,电场能为零。断开开关S时,线圈中产生与电流方向相同的自感电动势,阻碍线圈中电流的减小,使线圈中电流继续自左向右流动,从而给电容器充电,B板带正电,A板带负电,电荷最逐渐增加,经电荷量达最大,这时LC回路中电流为零,从时间内,电容器放电,A板上负电荷逐渐减少到零。此后在线圈中自感电动势的作用下,电容器被反向充电,A板带正电,B板带负电,并逐渐增多,增至最多后,又再次放电,所以A板上电荷量随时间变化的情况如图B所示。答案:B9.如图所示,电源电动势为E,电容器的电容为C,线圈的电感为L。将开关S从a拨向b,经过一段时间后电容器放电完毕。求电容器的放电时间,放电电流的平均值是多少?解析:电容器放电时间为T,与电源电动势无关,即t=×2π。在T内电流平均值为T=。答案:10.右图所示振荡电