人教选修34 电磁波的发现 电磁振荡 第1课时 作业.docx

14.1电磁波的发现14.5电磁振荡1(多选)某电路的电场随时间变化的图象如图所示，能产生磁场的电场是()解析：选bcd题图a中电场不随时间变化，不产生磁场；题图b和题图c中电场都随时间做均匀变化，能产生稳定的磁场；题图d中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场。2(多选)关于电磁波与机械波，下列说法正确的是()a电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质b电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同c电磁波和机械波都不能发生干涉d电磁波和机械波都能发生衍射解析：选ad电磁波的波速与介质和频率都有关，传播时无需介质，而机械波的传播速度只与介质有关，传播时需要介质，故a对，b错；电磁波和机械波都具有波的一些特征，包括干涉和衍射，故c错，d对。3(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电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小b回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大c电容器极板上电荷最多时，电场能最大d回路中电流值最小时刻，电场能最小解析：选bc电容器放电完毕时，q0，但此时i最大，所以磁场能最大，则a错；电流最小i0时，q最多，极板间电场最强，电场能最大，则d错；同理分析，选项b、c对。4.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()a有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场b在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场c均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场d周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场解析选d根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，只有d正确。5.(多选)电磁波和声波比较，下列说法正确的是()a电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质b由空气进入水中时，电磁波的速度变小，声波的速度变大c由空气进入水中时，电磁波的波长变小，声波的波长变大d由空气进入水中时，电磁波的频率变小，声波的频率变大解析选abc选项a、b与事实相符，电磁波本身是物质的，传播不需要介质，而机械波的传播必须借助介质，机械波的波速由介质决定，电磁波进入介质后的传播遵守折射原理，a、b正确；不论是电磁波还是机械波，传播过程中频率是不变的，选项d错误；由公式可知c正确。6.lc振荡中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法错误的是()a若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电b若电容器正在放电，则电容器上极板带负电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c该题图中标明了电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在线圈中逆时针(俯视)流动。若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流正在减小，知a选项正确；若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增大，知b选项正确；由楞次定律知d选项正确。错误选项只有c。7.如图所示是一个lc振荡电路中电流的变化图线，以下说法正确的是()at1时刻电感线圈两端电压最大bt2时刻电容器两极板间电压为零ct1时刻电路中只有电场能dt1时刻电容器所带电荷量为零解析选d由题图可知t1时刻电流i最大，说明放电结束，磁场能最大，电场能为零，电压、电荷量均为零。t2时刻电流i最小，说明还没放电，则磁场能为零，电场能最大，电压、电荷量均最大。综上所述，只有d正确。8下列关于电磁波的说法正确的是()a均匀变化的磁场能够在空间产生电场b电磁波在真空和介质中传播速度相同c只要有电场和磁场，就能产生电磁波d电磁波在同种介质中只能沿直线传播解析：选a由麦克斯韦电磁场理论知a正确；电磁波在真空中传播速度最大，为c3108 m/s，在介质中传播速度v，n为介质折射率，选项b错误；均匀变化的电场或磁场，不能产生电磁波，选项c错误；电磁波只有在同种均匀介质中才沿直线传播，选项d错误。9某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是()a机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用b机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象c机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播d机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解析：选d波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波也成立，故a正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故b正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质，而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故c项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，d项错误。10(多选)lc振荡电路中，通过p点的电流变化规律如图乙所示(图中周期为2 s)。现规定沿顺时针方向的电流方向为正，则()a0.5 s至1 s时间内，电容器充电b0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电c1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能d1 s至1.5 s时间内，电容器下极板的电势高解析：选ad由振荡电流的图象可知，在0.51 s的时间内，电流为正方向，且电流值正在减小，由题意可知，lc回路中的电流是沿顺时针方向的，而且电容器c正在充电。由于充电电流是由电容器c的负极板流出，流向正极板，可知在0.51 s的时间内电容器c的上极板带负电，下极板带正电，选项a正确，b错误；在11.5 s的时间内，电流为负方向，且电流的值正在增大，由题意可知，此时间内lc回路中的电流是沿逆时针方向的，所以电容器下极板的电势高，而且由于电流值正在增大，所以电场能正在转化为磁场能，选项c错误，d正确。11要增大lc振荡电路的频率，可采取的办法是()a增大电容器两极板正对面积b减少极板带电荷量c在线圈中放入软铁棒作铁芯d减少线圈匝数解析：选d根据lc振荡电路的频率公式f和平行板电容器电容公式c知，当增大电容器两极板正对面积时，c增大，f减小；减少极板带电荷量，不影响c，即f不变；在线圈中放入软铁棒作铁芯，l增大，f减小；减少线圈匝数，l减小，f增大。故d正确。12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。13下列说法错误的是()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恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场c稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场d均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场解析：选c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对；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c错，d对；恒定电流周围存在稳定磁场，b对。14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：选d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错误；振荡电流为零时，振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，b错误；振荡电流增大时，电场能转化为磁场能，c错误；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，d正确。15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 d2解析：选blc振荡电路的周期t2，其中电容器上的电荷量从最大值变到零所需的最短时间为t，只有选项b正确。16如图所示的电路中，l是电阻不计的电感器，c是电容器，闭合开关s，待电路达到稳定状态后，再断开开关s，lc电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器l中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t0，那么选项图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是() 解析：选cs断开前，ab段短路，电流从ba，电容器不带电；s断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量达到最大时，ab中电流减为零；此后，lc回路发生电磁振荡形成交变电流。综上所述，选项c正确。17有一lc振荡电路，能产生一定波长的电磁波，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vf恒定，因此欲使波长变短，必须使频率f升高，由于频率f，所以，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使电容c减小而升高频率f。可见，选项c正确。18某lc回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则()a在时刻t1，电路中的电流最大b在时刻t2，电路中的磁场能最大c从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大d从时刻t3至t4，电容器的电荷量不断增大解析：选bc由lc回路中各物理量的变化规律可知，时刻t1电容两端电压最高时，电路中振荡电流为零，时刻t2电容两端电压为零，电路中振荡电流最强、磁场能最大，选项a错误，b正确；在t2至t3的过程中，从题图可知，电容器两板电压增大，故电场能增加，选项c正确；而在t3至t4的过程中，电容器两板电压减小，电荷量同时减少，选项d错误。19一个lc振荡电路中，线圈的自感系数为l，电容器电容为c，从电容器上电压达到最大值u开始计时，则有()a至少经过，磁场能达到最大b至少经过，磁场能达到最大c在时间内，电路中的平均电流是d在时间内，电容器放电量为cu解析：选bcdlc振荡电路周期t2，电容器电压最大时，开始放电，至少经时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大。因为qcu，所以电容器放电量qcu，由i，所以i 。20实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容c1 f。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。还有一个自感系数l0.1 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105 s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？解析：(1)s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，t22105 s，经过105 s时，电容器间的电场强度反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得a2g。(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的电场强度为零，由牛顿第二定律可得ag，方向竖直向下。答案：(1)2g(2)g，方向竖直向下21如图所示，线圈的自感系数l0.5 mh，电容器的电容c0.2 f，电源电动势e4 v，电阻的阻值r10 ，不计线圈和电源的内阻，闭合开关s，待电路中电流稳定后断开s，求：(1)lc回路的振荡频率；(2)lc回路振荡电流的有效值；(3