2019-2020学年高中物理 第3章 电磁波 第1节 电磁波的产生随堂演练（含解析）鲁科版选修3-4

第1节 电磁波的产生1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，电容器两极板间的场强最大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.振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，场强为零，a错；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错；振荡电流增大时，线圈中电场能转化为磁场能，c错；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，d对2关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是()a变化的磁场一定会产生变化的电场b电磁波在真空中和介质中传播速度相同c电磁波能产生干涉和衍射现象d电磁波在同种介质中只能沿直线传播解析：选c.均匀变化的磁场产生稳定的电场，故a项错；电磁波在介质中传播速度比真空中的小，故b项错；电磁波能产生干涉和衍射现象，故c项对，d项错3.如图所示，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板a带正电荷，则该瞬间()a电流i正在增大，线圈l中的磁场也正在增大b电容器两极板间的电压正在增大c电容器带电荷量正在减小d线圈中电流产生的磁感应强度正在增强解析：选b.根据电流方向可知电容器正处于充电状态，电容器充电过程中，回路中电流减小，磁场能减小，电场能增大，电容器带电荷量正在增大，电压正在增大，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，故只有b正确4.用如图所示的lc电路，可以产生电磁振荡设其中所用电容器的电容为c、线圈的自感系数为l，则该电路辐射电磁波的频率为_若将所用电容器的电容变为4c，线圈的自感系数不变，则电容器的带电量由最多逐渐减少到零所经历的时间t_解析：电磁波的频率为f .电容变为4c时，振荡电流的周期为t24.电容器的带电量由最多到零的时间为个周期，则tt.答案：课时作业一、单项选择题1按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是()a振荡电场周围产生振荡磁场，振荡磁场周围产生振荡电场b稳定电场周围产生稳定磁场，稳定磁场周围产生稳定电场c变化电场周围产生变化磁场，变化磁场周围产生变化电场d均匀变化电场周围产生均匀变化磁场，均匀变化磁场周围产生均匀变化电场解析：选a.由麦克斯韦电磁场理论，稳定的电场或磁场不会在周围产生磁场或电场；均匀变化的电场或磁场在周围产生稳定的磁场或电场；振荡的电场或磁场在周围产生的振荡磁场或电场，故b、c、d均错，a对2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3108 m/sc电磁波由真空进入介质传播时，波长变长d电磁波不能产生干涉、衍射的现象解析：选a.电磁波是交替产生周期性变化的电磁场由发生区域向远处的传播在真空中的传播速度为3108 m/s.电磁波在传播过程中频率f不变，根据波速公式vf，由于电磁波在介质中传播速度变小，所以波长变短电磁波具有波动性，能产生干涉、衍射现象故只有a对3要想增大lc振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是()a增大电容器两极板的间距b升高电容器的充电电压c增加线圈的匝数d在线圈中插入铁芯解析：选a.振荡电流的频率由lc回路本身的特性决定，f .增大电容器两极板的间距，电容减小，振荡频率增大，a对；升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频率，b错；增加线圈匝数和插入铁芯，电感l都增大，频率降低，c、d错4某时刻lc振荡电路的状态如图所示，图中的箭头方向表示此时电流的方向，则下列说法中正确的是()a电容器正处于放电过程中b振荡电流在增大c电容器上电荷量正在减少d磁场能正在向电场能转化解析：选d.由题图可知，电容器正在充电，电容器上的电荷量、电场能增加；回路中电流正在减小，磁场能正在减小，磁场能正向电场能转化，故a、b、c项都错，d项对5某电路中电场强度随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是()解析：选d.由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如a项)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如b、c项时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；周期性变化的电场(如d项)，会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场如此不断激发，便会形成电磁波，故d正确6.如图所示电路中，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，再打开开关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，打开开关的时刻为t0时刻，那么图中能正确表示电感器的电流i随时间t变化规律的是()解析：选c.本题属含电容电路、自感现象和振荡电路的综合性问题，应从下面几个方面考虑：(1)s断开前，ab段短路，电容器不带电；(2)s断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，同时，电容器c充电，此时电流正向最大(3)给电容器c充电的过程中，电容器的充电量最大时，ab中电流减为零，此后lc发生电磁振荡形成交变电流二、多项选择题7.如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为r，有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中，要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是()a匀强磁场b均匀增加的磁场c均匀减少的磁场d由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动解析：选bc.本题考查应用麦克斯韦电磁场理论和牛顿运动定律的能力，磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力作用下可以产生加速度，选b、c.8lc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()a若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电b若电容器正在充电，则电容器下极板带正电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bcd.由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电情况，可分两种情况讨论：(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电状态，电流正在增大，则c正确，a错误(2)若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流正在减小，则b正确由楞次定律可判定d正确9如图所示为lc振荡电路中电容器两极板上的电荷量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bt1到t2电路中的电流值不断变小c从t2到t3电容器不断充电d在t4时刻，电容器的电场能最小解析：选acd.作出it图线(图中虚线)，注意到it图线按余弦规律变化，注意到电流大，磁场能大；电容器c上带电荷量大与电场能大为对应关系，不难判断出a、c、d正确10lc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，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，顺时针方向为电流的正方向，则在0.51 s的时间内，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；再由振荡电流的图象知，在11.5 s的时间内，电流的方向为负，且电流值正在增大，由题意可知，此时间内lc回路中的电流是沿逆时针方向的，所以下极板的电势高，而且由于电流值正在增大，所以电场能正转化为磁场能，选项c错误，d正确三、非选择题11在lc振荡电路中，若已知电容c，并测得电路的固有振荡周期t，即可求得自感系数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，即如图所示用“”表示的点(1)t、l、c的关系为_(2)根据图中给出的数据画出t2与c的关系图线(3)求得的l值是_解析：振荡电路的周期公式为t2，在作图时直线应尽可能通过较多的点，使分布在直线两侧的数据点数目尽可能相等，根据所作图线，求出其斜率k，对照公式t242lc，即可知l，代入数据，可求得l的值答案：(1)t2(2)如图所示(3)0.037 0 h0.001 9 h12.一个智能玩具的声响开关与lc电路中电流有关，如图所示为该玩具内的lc振荡电路部分，已知线圈自感l0.25 h，电容器电容c4 f，在电容器开始放电时(取t0)，这时上极板带正电，下极板带负电，当t2.0103 s时，求：(1)电容器的上极板带何种电？(2)电路中电流的方向如何？解析：(1)lc振荡电路的固有周期t22 s2103 s6.28103 s，t2103 s，是在第一个