第1节　电磁波的产生练习（Word含解析）

第4章　电磁波
第1节　电磁波的产生
基础过关练
题组一　麦克斯韦电磁场理论
1.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法正确的是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.变化的电场一定能产生磁场
B.变化的磁场一定能产生变化的电场
C.恒定的电场一定能产生恒定的磁场
D.恒定的电场一定能产生恒定的电场
2.(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论,以下叙述中正确的是 (　　)
A.教室中明亮的日光灯周围空间必有磁场和电场
B.打点计时器工作时周围必有磁场和电场
C.稳定的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场激发稳定的电场
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互相垂直
题组二　电磁波
3.(2021北京交通大学附属中学高二月考)(多选)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是 (　　)
A.电磁波是横波
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波能产生干涉和衍射现象
D.电磁波中电场和磁场方向互相垂直
4.火星探测器从火星向地球发回成功着陆的信号,发回的信号属于 (　　)
A.电磁波 B.声波
C.超声波 D.次声波
题组三　电磁振荡的变化规律
5.如图所示,L是不计电阻的电感器,C是电容器,闭合开关K,待电路达到稳定状态后,再断开开关K,LC电路中将产生电磁振荡。如果规定电感L中的电流方向从a到b为正,断开开关K的时刻为t=0,那么下列四个图中能正确表示电感中的电流随时间变化规律的是(　　)
6.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中的磁场能也正在增大
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
7.如图所示,电容器的电容都是C=4×10-6 F,电感都是L=9×10-4 H,图甲中开关S先接a,充电结束后将S扳到b;图乙中开关S先闭合,稳定后断开。两图中LC回路在电磁振荡t=3.14×10-4 s时刻,C1的上极板正在　　　　电(选填“充”或“放”),带　　　　电(选填“正”或“负”);L2中的电流方向向　　　　(选填“左”或“右”),磁场能正在　　　　(选填“增大”或“减小”)。
题组四　电磁振荡的周期和频率
8.为了增大LC振荡电路的固有频率,下列办法中可采取的是 (　　)
A.增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B.减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数
C.减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯
D.减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数
9.某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关,如图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数L=2.5×10-3 H,电容器电容C=4 μF,在电容器开始放电时(取t=0),上极板带正电,下极板带负电,则 (　　)
A.LC振荡电路的周期T=π×10-4 s
B.当t=π×10-4 s时,电容器上极板带正电
C.当t=×10-4 s时,电路中电流方向为顺时针
D.当t=×10-4 s时,电场能正转化为磁场能能力提升练
题组一　麦克斯韦电磁场理论
1.(2019吉林扶余第一中学高二下期中,)某电路中电场随时间变化的图像有如图所示几种情况,能发射电磁波的电场是 (　　)
2.(2021辽宁鞍山一中模拟,)手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示,电磁感应式无线充电的原理与变压器类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈(原线圈)两端通入正弦式交变电流后,就会在邻近的受电线圈(副线圈)中产生感应电动势,最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈(副线圈)中产生的感应电动势情况,下列说法正确的是 (　　)
A.受电线圈(副线圈)中的感应电动势恒定不变
B.受电线圈(副线圈)中的感应电动势周期性变化
C.受电线圈(副线圈)中的感应电动势大小不变、极性不断变化
D.受电线圈(副线圈)中的感应电动势极性不变、大小不断变化
题组二　电磁振荡的变化规律
3.(2020河南南阳高二下期中,)(多选)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,电路中的磁场能最大
B.从t1到t2,电路中的电流不断变小
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
4.(2021江苏南通高一下期末改编,)(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,电容器两极板可通过开关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
5.(2020北京大兴高三一模,)图甲中通过P点的电流(向右为正)随时间的变化规律如图乙所示,则 (　　)
A.0~0.5 s内,电容器C正在充电
B.0.5~1 s内,电容器C上极板带正电
C.1~1.5 s内,Q点的电势比P点的电势高
D.1~1.5 s内,磁场能转化为电场能
6.(2019山东莱州第一中学高二检测,)如图所示,电源电动势为E,电容器的电容为C,线圈的自感为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以及放电电流的平均值。
答案全解全析
第4章　电磁波
第1节　电磁波的产生
基础过关练
1.A　变化的电场一定产生磁场,变化的磁场一定产生电场,A正确,B错误;恒定的电(磁)场,不能产生磁(电)场,C、D错误。
2.ABD　教室中明亮的日光灯、打点计时器工作时使用的是振荡电流,在其周围产生振荡磁场和电场,故选项A、B正确;稳定的电场不会产生磁场,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。
3.ACD　电磁波的传播方向和振动方向相互垂直,故电磁波是横波,选项A正确;电磁波的传播不需要介质,在真空中也可以传播,选项B错误;干涉和衍射是一切波都具有的性质,电磁波能产生干涉和衍射现象,选项C正确;电磁波中电场和磁场的方向相互垂直,选项D正确。
4.A　电磁波可以在真空中传播,即一般的无线通信都是利用电磁波进行的,故A选项正确;超声波是一种声波,次声波也是一种声波,不能在真空中传播,故选项B、C、D错误。
5.B　在没有断开开关时,电流是从a流向b,当断开开关后,电流要减小,而线圈的感应电动势阻碍电流减少,则电流方向不变,大小在慢慢减小,当电容器充电完毕时,电流为零,接着电容器放电,电流方向与之前相反,大小在不断增大,故选B。
6.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。
7.答案　充　正　左　增大
解析　先由周期公式求出T=2π=1.2π×10-4 s,t=3.14×10-4 s时刻是开始振荡后的T,再看与题图甲电路对应的q-t图像(以上极板带正电为正)和与题图乙电路对应的i-t图像(以LC电路中电流逆时针方向为正),图像都为余弦函数图像,如图所示。在T时刻,从题图甲电路对应的q-t图像看出,上极板正在充电;从题图乙电路对应的i-t图像看出,L2中的电流向左,正在增大,所以磁场能正在增大。
8.D　LC振荡电路的频率公式f=。由此式可知增大固有频率f的办法是减小L或减小C或同时减小L和C。电容器两极板的正对面积增大,则C增大,正对面积减小,则C减小。在线圈中放入铁芯或增加线圈的匝数,则L增大,减小线圈的匝数,则L减小。综上可知只有选项D是正确的。
9.C　由公式T=2π=2×π× s=2π×10-4 s,选项A错误;当t=π×10-4 s=,电容器反向充满电,所以电容器上极板带负电,选项B错误;当t=×10-4 s时,即0能力提升练
1.D　选项图A是稳定的电场,不能产生磁场,选项图B与选项图C是均匀变化的电场,产生恒定不变的磁场,也不能形成电磁波;选项图D是按余弦函数规律周期性变化的电场,会产生同频率的周期性变化的磁场,能形成电磁场,向外发射电磁波。故应选D。
2.B　由于送电线圈中通入正弦式交变电流,根据麦克斯韦电磁场理论可知送电线圈中电流产生的磁场周期性变化,周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,所以受电线圈中感应电流仍是正弦式交变电流,即受电线圈(副线圈)中的感应电动势周期性变化,故选B。
3.CD　在图中作出i-t图线,如图所示,注意到i-t图线按余弦规律变化,电流大,磁场能大;电容器的带电荷量越多,电场能越大,据此可判断C、D正确。
4.BC　不导电的液体是电介质,其相对介电常数大于空气的相对介电常数。当液面上升时,由C=可知C增大,由T=2π知周期增大,频率减小,B、C正确,A、D错误。
5.C　由题图乙知,0~0.5 s内,电流逐渐增大,电容器正在放电,选项A错误;0.5~1 s内,电流沿正方向逐渐减小,是充电过程,电容器上极板带负电、下极板带正电,选项B错误;1~1.5 s内,电流沿负方向逐渐增大,是放电过程,Q点比P点电势高,选项C正确;放电过程中电场能转化为磁场能,选项D错误。
6.答案　π　
解析　由周期公式得T=2π,电容器放电时间为T,与电源电动势无关,即t=×2π=π。
在T内电流平均值为
===。