2024年高中物理第三章电磁振荡与电磁波3.1-3.2电磁场与电磁波练习含解析教科版选修3-4

PAGE1-电磁振荡电磁场与电磁波基础夯实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.电磁波的传播不须要介质,声波的传播须要介质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,声波的波长变长答案C解析电磁波本身就是一种物质,它的传播不须要介质,而声波的传播须要介质,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。3.(多选)下列说法正确的是()A.恒定电流能够在四周空间产生稳定的磁场B.稳定电场能够在四周空间产生稳定的磁场C.匀称变更的电场能够在四周空间产生稳定的磁场D.匀称变更的电场和磁场相互激发,形成由近及远传播的电磁波答案AC解析电场按其是否随时间变更分为稳定电场(静电场)和变更电场(如运动电荷形成的电场),稳定电场不产生磁场,只有变更的电场四周空间才存在对应磁场,故B选项错误,C选项正确。恒定电流四周存在稳定磁场,A选项正确。电磁波的形成必需有周期性变更的电磁场相互激发,D选项错误。4.(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3.0×108m/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、衍射现象答案AC解析A选项考查电磁波的产朝气理,正确;电磁波在真空中波速为3.0×108m/s,在其他介质中波速都小于光速,其缘由是频率不变,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。5.电磁波在传播时,不变的物理量是()A.振幅 B.频率 C.波速 D.波长答案B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。频率是由放射电磁波的波源确定的,与介质无关。6.(多选)要使LC振荡电路的周期变大,可采纳的方法是()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答案BC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。7.(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,电场能最小答案BC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。8.某电路中电场随时间变更的图象如图所示,能放射电磁波的电场是()答案D解析变更的电场可产生磁场,产生磁场的性质是由电场的变更状况确定的。匀称变更的电场产生稳定的磁场,非匀称变更的电场产生变更的磁场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。图A电场不随时间变更,不会产生磁场。图B和图C中电场都随时间做匀称变更,在四周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,它将在四周空间产生振荡的磁场,振荡的磁场又产生振荡的电场,从而形成一个不行分割的统一体,即电磁场,它由近及远的传播即为电磁波。故选项D正确。9.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答案D解析本题考查振荡电流和其他各物理量变更的关系。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回路振荡电流变更方向,这时的电流变更最快,电流强度变更率最大,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。10.在LC振荡电路中,电容器上带的电荷量从最大值变更到零所需的最短时间是()A. B.C.π D.2π答案B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更到零的最短时间t=,所以t=。11.赫兹试验的装置如图所示,其试验目的是

。

答案验证电磁波的存在12.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?答案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=。实力提升13.(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C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大答案BC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。14.在如图甲所示电路中,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,并从这一时刻起先计时,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变更的图象是图中的()甲乙答案B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,使线圈中电流接着自左向右流淌,从而给电容器充电,B板带正电,A板带负电,电荷最渐渐增加,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板上负电荷渐渐削减到零。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,并渐渐增多,增至最多后,又再次放电,所以A板上电荷量随时间变更的状况如图B所示。15.下图为一个LC振荡电路中的电流变更图象,依据图线可推断()A.t1时刻电感线圈两端电压最大B.t2时刻电容器两极间电压为零C.t1时刻电路中只有电场能D.t1时刻电容器带的电荷量为零答案D解析由图象知,计时起先时,电容器两极板带的电荷量最大,电流为零,电容器放电起先,依据电流随时间的变更规律,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。16.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起先计时,当t=3.4×10-2s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”)。

答案充电带正电解析依据题意画出此LC电路的振荡电流的变更图象如图所示。结合图象,t=3.4×10-2s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。17.如图所示的振荡电路中,电感L=300μH,电容C的范围为25~270pF,求:(1)振荡电流的频率范