2020高中物理 第十四章 电磁波 第1节 电磁波的发现 第2节 电磁振荡课时作业 新人教版选修3-4

2020高中物理 第十四章 电磁波 第1节 电磁波的发现 第2节 电磁振荡课时作业 新人教版选修3-4

第十四章　第1节 电磁波的发现 第2节 电磁振荡 ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)‎ ‎1．(吉林省扶余市第一中学2017～2018学年高二下学期期中)某电路中电场随时间变化的图象有如图所示几种情况，能发射电磁波的电场是(　D　)‎ 解析：图A是稳定的电场，不能产生磁场，图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波；图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波。故应选D。‎ ‎2．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是(　A　)‎ A．变化的电场一定能产生磁场 B．变化的磁场一定能产生变化的电场 C．恒定的电场一定能产生恒定的磁场 D．恒定的电场一定能产生恒定的电场 解析：变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场，A正确，B错误；恒定的电(磁)场，不能产生磁(电)场，C、D错误。‎ ‎3．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，手机A拨手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的号码为12345670002。若手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨叫手机A，则(　B　)‎ A．发出响声，并显示B的号码为12345670008‎ B．不发出响声，但显示B的号码为12345670008‎ C．不发出响声，但显示B的号码为12345670002‎ D．即不发出响声，也不显示号码 解析：电磁波可以在真空中传播，而声波传播则需要介质，当手机B拨打手机A时(A置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码，不能发出响声，即B正确。‎ ‎4．为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是(　D　)‎ A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯 B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数 C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯 D．减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数 - 6 -‎ 解析：LC振荡电路的频率公式f＝。由此式可知增大固有频率f的办法是减小L或减小C或同时减小L和C。电容器两极板的正对面积增大，则C增大，正对面积减小，则C减小。在线圈中放入铁芯或增加线圈的匝数，则L增大，减小线圈的匝数，则L减小。综上可知只有选项D是正确的。‎ ‎5．根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是(　ABD　)‎ A．教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场 B．工作时打点计时器必有磁场和电场 C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场 D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直 解析：教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确。‎ ‎6．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图所示时，可能是(　AC　)‎ A．向上方向的磁场在增强 B．向上方向的磁场在减弱 C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱 D．向上方的磁场减弱，然后反向增强 解析：向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则感应电流方向如图中E的方向所示。选项A正确，B错误。同理，当磁场反向即向下的磁场减少时，也会得到如图中E的方向，选项C正确，D错误。‎ 二、非选择题 ‎7．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，需多次改变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，即如图中用“×”表示的点。‎ - 6 -‎ ‎(1)T、L、C的关系为__T2＝4π2LC___；‎ ‎(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线；‎ ‎(3)求得的L值。‎ 答案：(2)如图所示 ‎(3)36.8mH(35.1～38.9mH都算对)‎ 解析：(1)由周期公式T＝2π得T2＝4π2LC。‎ ‎(2)由T2＝4π2LC，在L不变的情况下，T2为C的正比例函数，因此T2－C图线为过原点(0,0)的直线，图线如图所示。‎ ‎(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＝2π得L＝，L＝，代入数据得L＝36.8mH(在35.1～38.9mH之间均正确)。 ‎ ‎ 能力提升 ‎ 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)‎ ‎1．(物理与生活)甲坐在人民大会堂台前‎60 m处听报告，乙坐在家里离电视机‎5 m处听电视转播，已知乙所在处与人民大会堂相距‎1000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为‎340 m/s)(　B　)‎ A．甲先听到声音　 B．乙先听到声音 C．甲、乙同时听到　 D．不能确定 解析：声音传到甲所需时间为t1＝＝0.176s，传到乙所需时间为t2＝＋＝0.018s。‎ ‎2．(郑州一中网校2016年高二下学期期中联考)如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合电键K，待电路达到稳定状态后，再断开电键K，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，断开电键K的时刻为t＝0，那么下列四个图中能够正确表示电感中的电流随时间变化规律的是(　B　)‎ - 6 -‎ 解析：在没有断开开关时，电流是从a流向b，当断开开关后，电流要减小，而线圈的感应电动势阻碍电流减少，则电流方向不变，大小在慢慢减小，当电容器充电完毕时，电流为零．接着电容器放电，电流方向与之前相反，大小在不断增大，故选B。‎ ‎3．关于波的现象，下列说法正确的有(　D　)‎ A．电磁波具有偏振现象，电磁波是纵波 B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射 C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低 D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次为波速、波长、频率 解析：电磁波是横波，则能发生偏振现象，故A错误；光波从空气进入水中后，波速变小，根据v＝λf，可知，波长变小，因此不容易发生衍射，故B错误；波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故C错误；机械波、电磁波，都满足v＝λf，故D正确，故选D。‎ ‎4．(西北大学附中2016年高二下学期期末)如图所示，i－t图象表示LC振荡回路的电流随时间变化的图象，在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间是图中(　D　)‎ A．Oa段　 B．ab段 C．bc段　 D．cd段 解析：根据题意，回路中电流在减小，给电容器充电，且M板带正电，则这段时间应是图中cd段，故选D。‎ ‎5．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(　ABD　)‎ A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电 - 6 -‎ B．若电容器正在放电，则电容器上极板带负电 C．若电容器上极板带正电，则自感电动势正在减小 D．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流减小 解析：若磁场正在减弱，由楞次定律可得线圈上端为正极，则电容器上极板带正电，故A正确；若电容器正在放电，由安培定则可得电容器上极板带负电，故B正确；若电容器上极板带正电，说明电容器在充电，磁场能转化为电场能，则线圈中电流应该减小，此时线圈中的自感电动势在增大，故C错误；若电容器正在充电，则线圈自感作用，阻碍电流的减小，故D正确。‎ ‎6．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(　BC　)‎ 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 解析：不导电的液体是电介质，其介电常数大于空气的介电常数。当液面上升时，由C＝可知C增大，由T＝2π知周期增大，频率减小，B、C正确，A、D错误。‎ 二、非选择题 ‎7．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。手头上还有一个自感系数L＝0.1 mH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？‎ 答案：(1)‎2g　(2)g 解析：(1)电键断开时，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＝2π×10－5s，经＝π×10－5‎ - 6 -‎ 时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：a＝＝‎2g。‎ ‎(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下。‎ - 6 -‎