高中人教版 (新课标)选修3-4第十四章 电磁波1 电磁波的发现课后复习题

这是一份高中人教版 (新课标)选修3-4第十四章 电磁波1 电磁波的发现课后复习题，共5页。试卷主要包含了下列说法正确的是，关于电磁场理论的叙述正确的是，电磁波在传播时,不变的物理量是等内容，欢迎下载使用。

题组一 麦克斯韦电磁场理论
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场
D.均匀变化的电场和磁场互相激发,形成由近及远传播的电磁波
解析:电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场),稳定电场不产生磁场,只有变化的电场周围空间才存在对应磁场,故B选项错误,C选项正确。恒定电流周围存在稳定磁场,A选项正确。电磁波的形成必须有周期性变化的电磁场互相激发,D选项错误。
答案:AC
2.(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是( )
A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关
B.周期性变化的磁场产生同频率的变化电场
C.变化的电场和变化的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场
D.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场
解析:变化的磁场周围产生电场,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然存在,A项正确。若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场,B项正确,C、D两项错误。
答案:AB
题组二 电磁波
3.(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3.0×108 m/s
C.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
解析:A选项考查电磁波的产生机理,正确;电磁波在真空中波速为3.0×108 m/s,在其他介质中波速都小于光速,其原因是频率不变,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。
答案:AC
4.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
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。频率是由发射电磁波的波源决定的,与介质无关。
答案:B
题组三 电磁振荡
5.(多选)要使LC振荡电路的周期变大,可采用的方法是( )
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
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。
答案:BC
6.(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
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。
答案:BC
7.
右图为一个LC振荡电路中的电流变化图象,根据图线可判断( )
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
解析:
由图像知,计时开始时,电容器两极板带的电荷量最大,电流为零,电容器放电开始,根据电流随时间的变化规律,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。
答案:D
8.如图所示,LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2 s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s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”)。
解析:根据题意画出此LC电路的振荡电流的变化图象如图所示。结合图象,t=3.4×10-2 s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。
答案:充电 带正电
(建议用时:30分钟)
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:C
2.有关电磁波和声波,下列说法错误的是( )
A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
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
解析:电磁波本身就是一种物质,它的传播不需要介质,而声波的传播需要介质,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。
答案:C
3.某电路中电场随时间变化的图象如图所示,能发射电磁波的电场是( )
解析:变化的电场可产生磁场,产生磁场的性质是由电场的变化情况决定的。均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。图A电场不随时间变化,不会产生磁场。图B和图C中电场都随时间做均匀变化,在周围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,它将在周围空间产生振荡的磁场,振荡的磁场又产生振荡的电场,从而形成一个不可分割的统一体,即电磁场,它由近及远的传播即为电磁波。故选项D正确。
答案:D
4.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
解析:本题考查振荡电流和其他各物理量变化的关系。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回路振荡电流改变方向,这时的电流变化最快,电流强度变化率最大,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。
答案:D
5.在LC振荡电路中,电容器上带的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是( )
A.B.
C.πD.2π
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化到零的最短时间t=,所以t=。
答案:B
6.
如图表示LC振荡电路某时刻的情况,则( )
A.电容器正在充电
B.电感线圈中的磁场能正在减少
C.电感线圈中的电流正在减小
D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
解析:
由安培定则可知电流方向如图所示,故电容器正在放电,电容器极板上的电荷量正在减少,电路中电流正在增大,电感线圈中的磁场能正在增加,选项A、B、C错误;感应电动势总是阻碍引起感应电动势的磁通量的变化,而磁通量变化是由电流变化而引起的,故选项D正确。
答案:D
7.
(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
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。
答案:BC
8.
甲
在图甲所示电路中,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,并从这一时刻开始计时,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变化的图象是图中的( )
乙
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,使线圈中电流继续自左向右流动,从而给电容器充电,B板带正电,A板带负电,电荷最逐渐增加,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板上负电荷逐渐减少到零。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,并逐渐增多,增至最多后,又再次放电,所以A板上电荷量随时间变化的情况如图B所示。
答案:B
9.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T,与电源电动势无关,即t=×2π。在T内电流平均值为T=。
答案:
10.
右图所示振荡电路中,电感L=300 μH,电容C的范围为25~270 pF,求:
(1)振荡电流的频率范围;
(2)若电感L=10 mH,要产生周期T=0.02 s的振荡电流,应配制多大的电容?
解析:(1)由f=得
fmax= Hz≈1.8×106 Hz
fmin= Hz≈0.56×106 Hz
所以频率范围为0.56×106~1.8×106 Hz。
(2)由T=2π得
C= F=10-3 F。
答案:(1)0.56×106~1.8×106 Hz
(2)10-3 F