2024-2025学年高中物理第十四章第1节电磁波的发现第2节电磁振荡练习含解析新人教版选修3-4

PAGE6-电磁振荡[随堂检测]1．无线电技术的发展给人类带来了极大的便利，下列有关电磁波的说法，正确的是()A．电磁波不能在真空中传播B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的C．手机运用过程中放射的无线电波都是经过调制的D．电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，但不会发生多普勒效应答案：C2．关于电磁理论，下列描述正确的是()A．电磁场不是一种物质B．静止的电荷能够在四周空间产生稳定的磁场C．稳定的磁场能够在四周空间产生稳定的电场D．变更的电场和变更的磁场相互激发，由近及远传播形成电磁波解析：选D.变更的电场和变更的磁场相互激发，由近及远传播形成电磁波，电磁场是一种客观存在的物质，故A错误，D正确；静止的电荷四周不能激发磁场，故B错误；稳定的磁场不能产生电场，C错误．3．某LC电路的振荡频率为520kHz，为能提高到1040kHz，以下说法正确的是()A．调整可变电容，使电容增大为原来的4倍B．调整可变电容，使电容减小为原来的eq\f(1,4)C．调整电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍D．调整电感线圈，使线圈电感变为原来的eq\f(1,2)答案：B4．如图所示电容器的电容都是C＝4×10－6F，电感都是L＝9×10－4H，图甲中开关S先接a，充电结束后将S扳到b；图乙中开关S先闭合，稳定后断开．两图中LC回路在电磁振荡t＝3.14×10－4s时刻，C1的上极板正在______电(选填“充”或“放”)，带________电(选填“正”或“负”)；L2中的电流方向向________(选填“左”或“右”)，磁场能正在________(选填“增大”或“减小”)．解析：先由周期公式求出T＝2πeq\r(LC)＝1.2π×10－4s，t＝3.14×10－4s时刻是起先振荡后的eq\f(5,6)T，再看图甲电路对应的q－t图象(以上极板带正电为正)和图乙电路对应的i－t图象(以LC电路中电流逆时针方向为正)，图象都为余弦函数图象，如图所示．在eq\f(5,6)T时刻，从图甲电路对应的q－t图象看出，上极板正在充电；从图乙电路对应的i－t图象看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大．答案：充正左增大[课时作业][学生用书P121(单独成册)]一、单项选择题1．关于电磁波，下列说法正确的是()A．全部电磁波的频率相同B．电磁波只能在真空中传播C．电磁波在任何介质中的传播速度相同D．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s解析：选D.电磁波包括：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波，其波长不同，即频率不同，故A错误；电磁波可以在真空中传播，速度为光速，在介质中的传播速度由介质确定，即在不同介质中传播速度不一样，故B、C错误，D正确．2．有关电磁场理论说法正确的是()A．法拉第预言了电磁波的存在，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性B．变更的磁场肯定产生变更的电场C．匀称电荷的电场产生匀称变更的磁场D．赫兹通过一系列试验，证明白麦克斯韦关于光的电磁理论解析：选D.法拉第预言了电磁波的存在，赫兹通过一系列试验，证明白麦克斯韦关于光的电磁理论，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，A错误，D正确；匀称变更的磁场产生恒定的电场，B错误；匀称电荷的电场为非匀强电场，产生非匀称变更的磁场，C错误．3．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是()A．法拉第 B．奥斯特C．赫兹 D．麦克斯韦解析：选D.麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在，选项D正确．4．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标．这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开了，也瞒不过它．这种遥感照相机敏感的电磁波属于()A．可见光波段B．红外波段C．紫外波段D．X射线波段答案：B5．有一LC振荡电路，能产生肯定波长的电磁波，若要产生波长比原来短一些的电磁波，可用的措施为()A．增加线圈匝数B．在线圈中插入铁芯C．减小电容器极板正对面积D．减小电容器极板间距离解析：选C.由于电磁波传播过程中波速v＝λf恒定，因此欲使波长λ变短，必需使频率f上升，由于频率f＝eq\f(1,2π\r(LC))，增加线圈匝数和在线圈中插入铁芯，将使线圈自感系数L增大而降低频率f；减小电容器极板间距将使电容C增大而降低频率f；减小电容器极板正对面积将由于电容C减小而上升频率f.可见，选项C正确．6.如图所示，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则该瞬间()A．电流i正在增大，线圈L中的磁场能也正在增大B．电容器两极板间的电压正在增大C．电容器带电荷量正在减小D．线圈中电流产生的磁感应强度正在增加解析：选B.依据电流方向可知电容器正处于充电状态，电容器充电过程中，回路中电流减小，磁场能减小，电场能增大，电容器带电荷量正在增大，电压正在增大，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，故只有B正确．二、多项选择题7．关于电磁波与声波的比较，下列说法中正确的是()A．电磁波的传播不须要介质，声波的传播须要介质B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C．由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质确定，与频率无关解析：选ABC.因电磁波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播须要介质，在真空中不能传播，故A正确；电磁波在空气中的传播速度大于在水中的传播速度，在真空中的传播速度最大；声波在气体、液体、固体中的传播速度依次增大，故B正确；无论是电磁波还是声波，从一种介质进入另一种介质时频率都不变，所以由波长λ＝eq\f(v,f)及它们在不同介质中的传播速度可知，由空气进入水中时，电磁波的波长变短，声波的波长变长，故C正确；电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，所以选项D错误．8．LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是()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解析：选BCD.由电流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，可分两种状况探讨：①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，电流正在增大，则C正确，A错误．②若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流正在减小，则B正确．由楞次定律可判定D正确．9．如图所示为LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量q随时间t变更的图线，由图可知()A．在t1时刻，电路中的磁场能最小B．t1到t2电路中的电流值不断变小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解析：选ACD.作出i－t图线(图中虚线)，留意到i－t图线按余弦规律变更，留意到电流大，磁场能大；电容器C上带电荷量大，电场能大为对应关系，不难推断出A、C、D正确．10．在如图所示的四种磁场状况中不能产生恒定的感生电场的是()解析：选ABD.由电磁场理论，结合图象，则有：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变更，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随着时间匀称变更，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随着时间非匀称变更，则会产生非匀称变更的电场，故D错误．三、非选择题11．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次变更C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点．(1)T、L、C的关系为__________；(2)依据图中所给出的数据点作出T2与C的关系图线；(3)求L值是多少？解析：(1)由振荡电路的周期公式T＝2πeq\r(LC)可得T2＝4π2LC.(2)如图所示．(3)在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能大．由T＝2πeq\r(LC)得L＝eq\f(T2,4π2C)L＝eq\f(ΔT2,4π2ΔC)，代入数据得L≈39.6mH.答案：(1)T2＝4π2LC(2)见解析(3)39.6mH12.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eq\f(1,4)T，与电源电动势无关，即t＝eq\f