1、第4章电磁波第1节电磁波的产生课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)(2021河南周口太康二高期中)在电磁学发展的过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,楞次用实验证实了电磁波的存在C.库仑发现了点电荷间的相互作用规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律,洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律解析由物理学史可知,奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,A正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,B错误;库仑发现了点电荷间的相互作用
2、规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,C正确;洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律,安培发现了磁场对电流的作用规律,D错误。答案AC2.(多选)(2020湖北荆门高三元月调考)下列说法正确的是()A.光由一种介质进入另一种介质时频率不变B.机械波在介质中传播的速度与波的频率有关C.电磁波和机械波都需要通过介质传播D.根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波中的电场和磁场相互垂直,电磁波是横波解析光由一种介质进入另一种介质时频率不变,故A正确;机械波在介质中传播的速度与波的频率无关,故B错误;电磁波不需要通过介质传播,故C错误;根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波中的电场和磁场相互垂直,电磁波是横波,故D
3、正确。答案AD3.(多选)(2020江苏南通期末检测)关于电磁场的理论,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解析麦克斯韦电磁场理论指出,如果场的变化是均匀的,产生新的场是稳定的,如果场的变化是不均匀的,产生新的场也是变化的,振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场。答案BD4.(2020河北邢台检测)某LC电路的振荡频率为520 kHz,为能提高到1 040 kHz,以下说法正确的是()A.调节可变电容,使电容增大为原来的4倍B.调节可变
4、电容,使电容减小为原来的C.调节电感线圈,使线圈匝数增加到原来的4倍D.调节电感线圈,使线圈电感变为原来的解析由振荡频率公式f=可知,要使频率提高到原来的2倍,则可以减小电容使之变为原来的,或减小电感使之变为原来的,故B正确,A、C、D错误。答案B5.(多选)(2020广东揭阳一中检测)在LC电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,电路中的磁场能最小B.电路中的电流最大的时刻,电路中的磁场能最大C.电容器极板上的电荷最多时,电场能最大D.电容器放电完毕时,回路中电流最大解析电容器放电完毕时刻,电流最大,磁场能最大,A错误;B、D正确;电容器极板上的电荷最多时,电场强
5、度最大,电场能最大,C正确;振荡电路的周期T=2,与充电电压无关。答案BCD6.(2020四川射洪中学期中)在如图所示的LC振荡电路中,已知线圈的自感系数不变,电容器为可调电容器,开始时电容器的电容为C0,欲使振荡电路的固有频率加倍,则电容器的电容应变为()A.4C0B.2C0C.C0D.C0解析由题意,固有频率变为原来的2倍,即周期变为原来的,由T=2知,L不变,只有C=C0时符合要求,D正确。答案D7.(2020浙江宁波模拟)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
6、构成的电路中产生周期T=2的振荡电流。当罐中的液面上升时,则电容器的电容;LC电路的振荡频率。(选填“增大”“减小”或“不变”)解析当罐中液面上升时,相当于插入的电介质变多,电容器两极板间的介电常数变大,则电容器的电容C增大,根据T=2,可知LC电路的振荡周期T增大,又f=,所以振荡频率减小。答案增大减小8.如图所示,电源的电动势为E,电容器的电容为C,线圈的自感系数为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和放电电流的平均值。解析电容器放电时间为T,与电源电动势无关,即t=2。在T内电流平均值为。答案关键能力提升练9.(多选)(2020湖北华中师大一附中月考)
7、关于机械波与电磁波,下列说法中正确的是()A.机械波在介质中传播时,介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,是受迫振动B.弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去D.电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、射线解析机械波在介质中传播时,介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,是受迫振动,选项A正确;弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时,在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅,选项B错误;有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去,这是根据多普勒
8、效应,选项C正确;波长越大衍射能力越强,则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、射线,选项D错误。答案AC10.(2020甘肃平凉紫荆中学检测)如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽,槽内光滑,槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中,让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0。与此同时,有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积,磁感应强度B的大小跟时间成正比,方向竖直向下。设小球在运动过程中所带电荷量不变,那么()A.小球受到的向心力大小不变B.小球受到的向心力大小不断增加C.洛伦兹力对小球做了功D.小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比解析根据麦克
9、斯韦电磁场理论可知,磁感应强度随时间线性增大时将产生稳定的感应电场,根据楞次定律可知感应电场的方向与小球初速度方向相同,因小球带正电,故电场力对小球做正功,其速率增大,向心力的大小m随之增大,A错误,B正确。带电小球所受的洛伦兹力F=qBv,因为速率v随时间逐渐增大,且Bt,故D错误。因洛伦兹力对运动电荷不做功,故C错误。答案B11.(2020四川雅安中学月考)图甲所示LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图乙所示(规定沿顺时针方向的电流为正),则()A.0.5 s至1 s时间内,电容器放电B.0.5 s至1 s时间内,电容器上极板带的是正电C.1 s至1.5 s时间内,磁场能正在转化为电场
10、能D.1 s至1.5 s时间内,电容器下极板的电势高解析由题图乙可知,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、B错误;在11.5 s的时间内,电流为负方向,且电流瞬时值正在增大,所以电场能正在转化为磁场能,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,选项C错误,D正确。答案D12.(多选)(2020江西南昌二中期中)用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电
11、场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t的变化规律,正确的是()解析恒定的电场不产生磁场,选项A正确;均匀变化的电场产生恒定的磁场,选项B正确;周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场,产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比,对于正弦曲线,t=0时,磁场的磁感应强度的变化率最大,故产生的电场的电场强度最大,选项C错误,D正确。答案ABD13.实验室里有一水平放置的平行板电容器,知道其电容C=1 F。在两板带有一定电荷时,发现一粉尘恰好静止在两板间。实验室里还有一个自感系数L=0.1 mH的电感器,现连成如图所示电路,则从S闭合时开始计时,经过10-5 s时,电容器内粉尘的加速度
12、大小是;当粉尘的加速度大小为时,线圈中电流最大。解析开关断开时,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,T=2=210-5 s,经=10-5 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:a=2g;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:a=g,方向竖直向下。答案2gg14.2021年3月12日,我国成功完成长征七号改遥二运载火箭发射,该运载火箭用于发射地球同步轨道卫星。在电视节目中,我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话,他们之间的问答总是迟“半拍”,这是为什么?如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话,一方讲话,另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话?(已知地球的质量为6.01024 kg,地球半径为6.4106 m,引力常量为6.6710-11 Nm2kg-2,计算结果保留两位有效数字)解析主持人与记者之间通话的不合拍,原因是电磁波传递信息需要时间。设同步卫星高度为h,由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力得=m(R+h)h=-R=3.59107 m则一方讲话另一方听到所需的最少时间是t=0.24 s。答案原因见解析,0.24 s7
