2024-2025学年新教材高中物理第4章电磁波第1节电磁波的产生课时作业含解析鲁科版选择性必修2

PAGE5-电磁波的产生(建议用时：25分钟)考点一麦克斯韦电磁理论1．(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()A．改变的磁场四周肯定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性改变的磁场产生同频率的周期性改变的电场C．改变的电场和改变的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场四周不肯定存在磁场，磁场四周不肯定存在电场ABD[改变的磁场四周产生电场，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旧存在，A对；若形成电磁场必需有周期性改变的电场和磁场，B对，C错；电场(或磁场)四周不肯定存在磁场(或电场)，D对。]2．下列关于电磁波的说法，正确的是()A．电磁波只能在真空中传播B．电场随时间改变时肯定产生电磁波C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用试验证明了电磁波的存在C[虽然电磁波在传播过程中不须要介质，但并不是只能在真空中传播，故A选项错误；产生电磁波须要肯定的条件，当电场随时间做周期性改变时才可能产生电磁波，故B选项错误；做变速运动的电荷四周会产生改变的磁场，其四周空间可能会产生电磁波，故C选项正确；麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用试验证明了电磁波的存在，故D选项错误。]3．如图所示是某一固定面的磁通量的改变图像，在它四周空间产生的电场中的某一点场强E应是()A．渐渐增加 B．渐渐减弱C．不变 D．无法确定C[由图可知磁通量Φ随时间t匀称改变，而Φ＝BS，所以磁场是匀称改变的，依据麦克斯韦电磁场理论可知C正确。]考点二电磁振荡分析4．关于LC回路，下列说法正确的是()A．一个周期内，电容器充、放电各一次B．电容器极板上电压最大时，线圈中的电流最强C．电容器起先充电时，线圈中的磁场能最强D．电容器起先充电时，电场能最大C[电容器从起先充电到放电完毕才经验半个周期，一个周期内，电容器应充、放电各两次，A错误；电容器上的电压最大时，电场能最大，此时磁场能为零，线圈中电流为零，B错误；电容器起先充电时，电场能为零，线圈中磁场能最大，C正确，D错误。]5．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻()A．振荡电流i在增大B．电容器正在放电C．磁场能正在向电场能转化D．电场能正在向磁场能转化C[从图中电容器两极板的带电状况和电流方向可知电容器正在充电，故磁场能正在向电场能转化，C正确。]6．(多选)LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法中正确的是()A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大BCD[由电流产生的磁场方向和安培定则可推断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电状况，故可分两种状况探讨。若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电状态，电流增大，则C正确，A错误；若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B正确；由楞次定律可判定D正确。]考点三电磁振荡周期和频率公式应用7．振荡电路中线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两极板间的电压从最大值变为零，所用的最少时间为()A．2πeq\r(LC) B．πeq\r(LC)C.eq\f(1,2π\r(LC)) D.eq\f(π,2)eq\r(LC)D[电容器两极板间的电压从最大值到零所用的最少时间为eq\f(1,4)T，而T＝2πeq\r(LC)，故D正确。]8．(多选)一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值U起先计时，则有()A．至少经过πeq\r(LC)，磁场能达到最大B．至少经过eq\f(1,2)πeq\r(LC)，磁场能达到最大C．在eq\f(1,2)πeq\r(LC)时间内，电路中的平均电流是eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))D．在eq\f(1,2)πeq\r(LC)时间内，电容器放电电荷量为CUBCD[LC振荡电路周期T＝2πeq\r(LC)，电容器电压最大时，起先放电，经eq\f(1,2)πeq\r(LC)时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大。因为q＝CU，i＝eq\f(q,t)，所以i＝eq\f(CU,\f(1,2)π\r(LC))，得i＝eq\f(2U,π)eq\r(\f(C,L))。]9．(多选)要想提高电磁振荡的频率，下列方法中可行的是()A．线圈中插入铁芯B．提高充电电压C．增加电容器两板间距离D．减小电容器两板间的正对面积CD[由公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))得知f和L、C有关。因此要增大f，就要减小L、C的乘积，其中C＝eq\f(εS,4πkd)。减小L的方法有：从线圈中抽出铁芯；减小线圈长度；减小线圈横截面积；削减单位长度的线圈匝数。减小C的方法有：增加电容器两板间的距离；减小电容器两板间的正对面积；在电容器两板间换上介电常数较小的电介质。故选项C、D正确。](建议用时：15分钟)10．(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论推断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示改变的场，下图是表示改变的场产生的另外的场)，正确的是()BC[A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知四周空间不会产生电场，A图中的下图是错误的。B图中的上图是匀称改变的电场，应当产生恒定的磁场，下图的磁场是恒定的，所以B图正确。C图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差eq\f(π,2)，C图是正确的。D图的上图是振荡的电场，在其四周空间产生振荡的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差π，故D图不正确，所以只有B、C两图正确。]11．(多选)某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，这可能是()A．沿AB方向磁场在快速减弱B．沿AB方向磁场在快速增加C．沿BA方向磁场在快速增加D．沿BA方向磁场在快速减弱AC[依据电磁感应，闭合回路中的磁通量发生改变时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律推断。依据麦克斯韦电磁场理论，改变的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间内磁场改变产生的电场方向，仍旧可用楞次定律推断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知，选项A、C正确。]12．某LC振荡电路中，振荡电流改变规律为i＝0.14sin(1000t)A，已知电路中线圈的自感系数L＝50mH，则电容器的电容C＝________，该振荡电流的有效值为________。[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因振荡电流最大值Im＝0.14A，所以有效值为I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(0.14,1.4)A＝0.10A。[答案]2.0×10－5F13．试验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF。在两板带有肯定电荷时，发觉一粉尘恰好静止在两板间。手头上还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：(1)从S闭合时起先计时，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)S断开时，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＝2π