人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁振荡巩固练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁振荡巩固练习，共7页。试卷主要包含了关于电磁波，下列说法正确的是，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
A级——基础达标
1．(多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度方向、磁感应强度方向均平行
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
2．(多选)关于电磁场理论，下列说法中正确的是( )
A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D．振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场
3．下列说法中正确的是( )
A．在电场周围一定存在磁场
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波在真空中的速度为3×108 m/s
D．电磁场理论是物理学家法拉第建立的
4.如图为某时刻LC振荡电路中电容器电场的方向和电流的方向，则下列说法正确的是( )
A．电容器正在放电
B．电感线圈的磁场能正在减少
C．电感线圈中的电流正在增大
D．电容器的电场能正在减少
5．在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍( )
A．自感L和电容C都增大一倍
B．自感L增大一倍，电容C减小一半
C．自感L减小一半，电容C增大一倍
D．自感L和电容C都减小一半
6.如图所示，LC振荡电路的电感L不变，电容C可调，要使振荡频率从700 Hz变为1 400 Hz。则可以采用的办法有( )
A．把电容增大到原来的4倍
B．把电容增大到原来的2倍
C．把电容减小到原来的eq \f(1,2)
D．把电容减小到原来的eq \f(1,4)
7.(多选)如图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知( )
A．在t1时刻，电路中的磁场能最小
B．从t1到t2这段时间，电路中电流逐渐减小
C．从t2到t3这段时间，电容器处于充电过程
D．在t4时刻，电容器的电场能最小
8.LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则( )
A．在t1时刻，电路中的电流最大
B．在t2时刻，电路中的磁场能最小
C．从t2～t3，电路中的电场能不断增大
D．从t3～t4，电容器的带电荷量不断增大
9．(2024·天津高二月考)上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。产生5G无线电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻( )
A．线圈中磁场的方向向上
B．线圈中感应电流的方向与图中电流方向相反
C．线圈储存的磁场能正在增加
D．电容器两极板间电场强度正在变大
10．我国“嫦娥六号”探测器在进行月面软着陆和自动巡视勘察时，地面工作人员通过电磁波实现对探测器的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长为λ＝30 km，地面上的工作人员通过测量发现该电磁波由发射到被探测器接收所用的时间为t＝1.3 s，电磁波的速度为c＝3×108 m/s。则发射器与探测器之间的距离为________m，在发射器与探测器之间相当于有________个波长。
B级——综合应用
11．(2024·重庆期末)图1是某LC振荡电路，图2是该电路中平行板电容器a、b两极板间的电压uab随时间t变化的关系图像。在某段时间内，该回路中的磁场能增大，且b极板带正电，则这段时间对应图像中的区间是( )
A．0～t3 B．t1～t2
C．t2～t3D．t3～t4
12．(2024·江苏南通一模)图甲为LC振荡电路，振荡电流i随时间t的变化规律如图乙所示，则( )
A．t1时刻，电容器充电完毕
B．t2时刻，线圈中的磁场最弱
C．t1～t2过程中，电容器两极板间的电压变大
D．t1～t2过程中，线圈中的自感电动势变大
13．(2024·河北石家庄期中)(多选)甲图LC振荡电路中电容器的电容为40 μF，乙图为电容器的电荷量q随时间t变化的图像，t＝0时刻，电容器的M板带正电。下列说法中正确的是( )
A．甲图中线圈的自感系数L＝0.01 H
B．0～t1时间内，线圈的磁场能不断增大
C．M、N极板之间的最大电压为50 V
D．t1～t2时间内，电容器N极板带正电
14．(2024·浙江温州期末)(多选)在超声波悬浮仪中，由LC振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若LC振荡电路某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是( )
A．此时电容器的电压正在增大
B．此时电场能正向磁场能转化
C．在线圈中插入铁芯，LC振荡电路的频率减小
D．增大平行板电容器极板间的距离，LC振荡电路的频率减小
15．(2024·江苏苏州期中)如图所示，一LC回路的电感L＝0.25 H、电容C＝4 μF，在电容器开始放电时设为零时刻，上极板带负电，下极板带正电。π取3.14，求：
(1)此LC振荡电路的周期为多少？
(2)当t＝2.0×10－3 s时，电容器上极板带何种电荷？电流方向如何？
(3)如果电容器两极板间电压最大为20 V，则在前eq \f(T,4)内的平均电流为多大？(结果保留一位有效数字)
课时跟踪检测(二十一)
1．选AB 电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是由周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C错误；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误。
2．选BD 变化的电场产生磁场有两层含义：①均匀变化的电场产生恒定的磁场；②非均匀变化的电场产生变化的磁场。振荡电场产生同频率的振荡磁场；均匀变化的磁场产生恒定的电场。故B、D正确，A、C错误。
3．选C 变化的电场周围存在磁场，恒定的电场周围不一定存在磁场，故A错误；电磁波的传播不需要介质，故B错误；电磁波在真空中的速度等于光速，为3×108 m/s，故C正确；电磁场理论是物理学家麦克斯韦建立的，故D错误。
4．选B 由题图知，下极板带正电，电路中电流方向为逆时针方向，故电容器充电，电场能增加，电感线圈中的电流正在减小，电感线圈的磁场能正在减少，A、C、D错误，B正确。
5．选D 根据LC振荡电路频率公式f＝eq \f(1,2π\r(LC))可知，当自感L和电容C都减小一半时，频率f增大一倍，故D正确。
6．选D 由f＝eq \f(1,2π\r(LC))知，振荡频率变为原来的2倍时，L不变，则C应减小到原来的eq \f(1,4)，故D正确。
7．选ACD 由q­t图线可以看出，在t1时刻电容器极板上的电荷量q最大，电容器中的电场最强，此时电路中的电场能最大，电路中的磁场能最小，为零，故A正确；从t1到t2，电容器极板上的电荷量q不断减小，可知电容器处于放电过程，电路中电流逐渐增大，故B错误；从t2到t3，电容器极板上的电荷量q不断增大，电容器处于充电过程，故C正确；在t4时刻，电容器极板上的电荷量q等于零，此时电容器中的电场能为零最小，故D正确。
8．选C 由题图可知，在t1时刻，电容器两端电压最高，电路中的电流为零；在t2时刻，电容器两端电压为零，电路中的振荡电流最大，磁场能最大，A、B错误；从t2～t3，电容器两端电压增大，则电场能增大，故C正确；从t3～t4，电容器两端电压减小，带电荷量减少，故D错误。
9．选D 根据安培定则，线圈中磁场的方向向下，故A错误；电容器在充电，电流减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈中感应电流的方向与题图中电流方向相同，故B错误；电流减小，线圈储存的磁场能正在减小，故C错误；电容器在充电，电容器两极板间电场强度正在变大，故D正确。
10．解析：发射器与探测器之间的距离x＝ct＝3.9×108 m
相当于电磁波波长的个数n＝eq \f(x,λ)＝eq \f(3.9×108,3×104)个＝1.3×104个。
答案：3.9×108 1.3×104
11．选D 在某段时间内，该回路中的磁场能增大，根据能量守恒定律可知，电场能减小，则此时电容器处于放电状态，两极板间的电压减小，即处于t1～t2或t3～t4区间；又因为此时b极板带正电，则a、b两极板间的电压应为负值，故只能是t3～t4区间。故选D。
12．选A 在LC振荡电路中，当振荡电流为零时，表示电容器充电完毕，故A正确；t1～t2过程中，电容器放电，电场能向磁场能转化，t2时刻，放电电流达到最大，此时电场能最小，电容器两极板间的电压最小，而线圈中的磁场最强，故B、C错误；电流的变化率越大，自感电动势越大，反之电流的变化率越小，自感电动势越小，t1～t2过程中，电流的变化率逐渐减小，可知线圈的自感电动势逐渐减小，故D错误。
13．选BD 由题图乙可知T＝4π×10－3 s，由公式T＝2πeq \r(LC)，可得线圈的自感系数为L＝eq \f(T2,4π2C)＝0.1 H，故A错误；由题图乙可知，0～t1时间内，电荷量减小，电容器内电场能不断减小，则线圈的磁场能不断增大，故B正确；由公式C＝eq \f(Q,U)，可得M、N极板之间的最大电压为Um＝eq \f(qm,C)＝5 V，故C错误；t＝0时刻，电容器的M极板带正电，0～t1时间内电容器放电，t＝t1时刻电容器电荷量减小到0，则t1～t2时间内，电容器反向充电，电容器N极板带正电，故D正确。
14．选BC 由题图可知，此时电流方向为逆时针方向，则此时电容器正在放电，电容器的电压正在减小，电场能正向磁场能转化，故A错误，B正确；根据f＝eq \f(1,2π\r(LC))，在线圈中插入铁芯，则L增大，故LC振荡电路的频率减小，故C正确；根据f＝eq \f(1,2π\r(LC))和C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，增大平行板电容器极板间的距离，则电容减小，LC振荡电路的频率增大，故D错误。
15．解析：(1)根据T＝2πeq \r(LC)，可得此LC振荡电路的周期为T＝6.28×10－3 s。
(2)当t＝2.0×10－3 s时，即eq \f(T,4)＜t＜eq \f(T,2)阶段，电容器反向充电，此时上极板带正电荷，电流方向为顺时针方向。
(3)如果电容器两极板间电压最大为20 V，则电容器的电荷量最大值为Q＝CU＝8×10－5 C
则在前eq \f(T,4)内的平均电流为
eq \(I,\s\up6(－))＝eq \f(Q,\f(T,4))＝eq \f(8×10－5,\f(1,4)×6.28×10－3) A≈5×10－2 A。
答案：(1)6.28×10－3 s (2)正电荷 顺时针方向
(3)5×10－2 A