2024-2025学年高中物理第十四章电磁波第1节第2节电磁振荡练习含解析新人教版选修3-4

PAGE3-电磁振荡1．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：法拉第发觉了电磁感应现象，奥斯特发觉了电流磁效应，赫兹捕获到了电磁波，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．答案：D2．电磁波在传播过程中，始终不变的物理量有()A．频率 B．波长C．波速 D．振幅解析：电磁波在传播过程中频率不变．答案：A3．(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传播的B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108C．电磁波由真空进入介质中传播时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射的现象解析：本题考查对电磁波的理解．电磁波是交替产生周期性改变的电磁场，由发生区域向远处传播，在真空中的传播速度为3×108m/s.电磁波在传播过程中频率f不变，由于电磁波在介质中传播速度变小，据波速公式v＝λf，所以波长变短．电磁波具有波动性，能产生干涉、衍射现象，选项A、C正确答案：AC4．(多选)依据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是()A．教室中点亮的日光灯四周空间必有磁场和电场B．工作中的打点计时器必产生磁场和电场C．恒定的电场产生恒定的磁场，恒定的磁场产生恒定的电场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相互垂直解析：教室中点亮的日光灯、工作中的打点计时器用的都是振荡电流，在其四周产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；恒定的电场不会产生磁场，恒定的磁场也不会产生电场，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．答案：ABD5．(多选)关于电磁波与机械波，下列说法正确的是()A．电磁波传播不须要介质，机械波传播须要介质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：电磁波传播不须要介质，其波速与介质和频率都有关，而机械波传播须要介质，其传播速度只与介质有关，A正确，B错误；电磁波和机械波都具有波的一些特性，包括干涉和衍射，D正确，C错误．答案：AD6．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻()A．振荡电流i在增大B．电容器正在放电C．磁场能正在向电场能转化D．电场能正在向磁场能转化解析：从图中电容器两极板的带电状况和电流方向可知电容器正在充电，故磁场能正在向电场能转化，C正确．答案：C7．如图所示，闭合开关S，待电容器充电结束后，再打开开关S，用绝缘工具使电容器两极板距离稍稍拉开一些，在电容器四周空间()A．会产生改变的磁场B．会产生稳定的磁场C．不会产生磁场D．会产生振荡的磁场解析：两平行板电容器接入直流电源后两极板间的电压等于电源的电动势，断开电源后，电容器带电荷量不变，由电容器定义式和平行板电容器公式可得两板间电场强度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，当用绝缘工具将两极板距离稍稍拉开一些，电容器两板间的电场不发生改变，所以不会产生磁场，C正确．答案：C8．在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于()A．充电电压的大小B．电容器存储电荷量的多少C．自感系数L和电容C的数值D．回路中电流的大小解析：在一个振荡周期内放电时间等于二分之一个振荡周期，即t＝eq\f(T,2)＝πeq\r(LC)，所以放电时间取决于自感系数L和电容C，故选项C正确．答案：C9．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5mH，电容C＝4μF.(1)该回路的周期多大？(2)设t＝0时，电容器上电压最大，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是处在充电过程还是放电过程？解析：(1)T＝2πeq\r(LC)＝2×3.14×eq\r(2.5×10－3×4×10－6)s＝6.28×10－4s.(2)因为t＝9.0×10－3s相当于14.33个周期，故eq\f(T,4)<0.33T<eq\f(1,2)T，所以当t＝9.0×10－3s时，LC回路中的电磁振荡正处在其次个eq\f(T,4)的改变过程中．由t＝0时电容器上电压最大可得LC振荡电路的电流改变图线如图所示．明显，在t＝9.0×10－3s时，即在其次个eq\f(1,4)T内，线圈中的电流在减小，电容器正处在充电过程中．答案：(1)6.28×10－4s(2)电流减小，处于充电过程10．如图所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动．若C＝0.4μF，L＝1mH，重力加速度为g，求：(1)从S闭合起先计时，经2π×10－5s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？解析：(1)开关S断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有mg＝q·eq\f(Q,Cd)(式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离)，由T＝2πeq\r(LC)，代入数据解得T＝4π×10－5s当t＝2π×10－5s即t＝eq\f(T,2)时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合力为F合＝mg＋q·eq\f(Q,Cd)＝2m