4.1电磁波的产生 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.1电磁波的产生 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 793.7KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-09 03:08:44

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文档简介

鲁科版 (2019)选择性必修第二册 4.1 电磁波的产生
一、单选题
1.下列说法中正确的是(  )
A.将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍,则电阻丝的电阻变为原来的2倍
B.一小段通电直导线在某处不受磁场力,说明该处磁感应强度一定为零
C.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
D.变化的电场周围一定会产生变化的磁场
2.下列关于电磁波的说法,正确的是(  )
A.只要有电场和磁场,就能产生电磁波 B.电场随时间变化时,一定产生电磁波
C.做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波 D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
3.如图所示的振荡电路中,某时刻电容器上下极板带电情况和线圈中的磁场方向如图所示,则此时(  )
A.线圈中的自感电动势在增大
B.电容器两端电压正在增大
C.磁场能正在转化为电场能
D.在电容器内放入绝缘物质,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领
4.LC振荡电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t1时刻,电路中的电流最大
B.在t2时刻,电路中的磁场能最小
C.从时刻t2~t3,电路的电场能不断增大
D.从时刻t3~t4,电容器的带电荷量不断增大
5.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.电流的变化率大小在增加
C.电场能正在向磁场能转化
D.再经过0.75个周期,电流方向与此时相反
6.振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中,电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示,则在内,下列说法正确的是( )
A.电容器C正在放电 B.电容器C正在充电
C.电场能正在向磁场能转化 D.回路中振荡电流正在逐渐增大
7.以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是(  )
A.变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B.电磁波由真空中进入某种介质传播时,波长会变短
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,法拉第用实验验证了电磁波的存在
D.电磁波是纵波
8.如图所示是我国口径球面射电望远镜(FAST),它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波,下列说法正确的是(  )
A.电磁波是纵波
B.麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C.频率越高的电磁波,波长越长
D.电磁波可以传递信息和能量
9.关于电磁波,下列说法中正确的是(  )
A.在真空中,频率越高的电磁波传播速度越大
B.在真空中,电磁波的能量越大,传播速度越大
C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花,是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势
D.只要赫兹实验中的电火花一停止,产生的电磁波立即消失
10.下列说法正确的是(  )
A.麦克斯韦最早通过实验捕捉到电磁波
B.电流的磁效应是法拉第发现的
C.奥斯特在前人的实验基础上总结出电磁感应规律
D.元电荷e的数值是由物理学家密立根测定的
11.下列说法中正确的是(  )
A.在电场周围一定存在磁场 B.电磁波与机械波的传播都需要介质
C.电磁波在真空中的速度为3×108m/s D.电磁场理论是物理学家法拉第建立的
12.有关电磁场理论下列说法正确的是(  )
A.变化的磁场一定产生变化的电场
B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
C.稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场
D.变化的电场和变化的磁场互相激发,由近及远传播形成电磁波
13.无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,且电容器上极板带正电,下列说法正确的是(  )
A.电容器正在放电 B.振荡电流正在增大
C.线圈中的磁场正在增强 D.磁场能正在向电场能转化
14.某时刻振荡电路的自感线圈L中的电流产生的磁场的磁感应强度方向如图所示.下列说法正确的是(  )
A.若电容器上极板带正电,则电容器正在放电
B.若电容器上极板带负电,则线圈中的电流正在增大
C.若磁场正在增强,则电容器两极板间的电场强度正在增大
D.若磁场正在减弱,则线圈的自感电动势正在减小
15.振荡电路中,电容器两极板上的带电量q随时间t变化的关系如图所示,则(  )
A.在时刻,电路中的电流为0 B.在时刻,电路中只有磁场能
C.在时刻,电感线圈两端电压为0 D.时间内,电路中的电流不断增大
二、填空题
16.在如图所示的电路中,电容器的电容为C=4×10-6F,线圈的电阻可以忽略,电感H。闭合电键S,稳定后断开,图中LC回路开始电磁振荡,振荡开始后,电容器C的上极板正在_____电(选填“充”或“放”),带_____电(选填“正”或“负”),线圈中电流的方向向_______(选填“上”或“下”),磁场能正在__________(选填“增大”或“减小”)。
17.电流通过导体时能使导体的温度升高,电能变成内能,这就是电流的______效应(选填“热”或“磁”);在远距离输电过程中,若输电功率为1000kW,输电电压为50kV,则输电线上的电流为______A;我国“北斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息,最早通过实验证实电磁波存在的科学家是______(选填“赫兹”或“麦克斯韦”)。
18.____________提出光是一种________波,_________用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是______,_______都会发出红外线,红外线波长比红光________,所以_______现象较显著,易透过云雾,可用于高空摄影;紫外线的主要作用是_______,______能发出紫外线,紫外线还有_____效应和_______作用,伦琴射线又叫_________射线,波长比紫外线________.
19.(1)麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生________,变化的电场产生_________,从而预言了__________的存在.
(2)如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,以下过程不能使电流偏转的是______,能使电流表指针偏转较大的是________.
A.磁铁放在螺线管中不动时
B.将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
C.将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中
D.将磁铁插入螺线管的过程中
三、解答题
20.一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中,有可能发射电磁波吗?
21.(1)麦克斯韦的电磁理论主要有两个基本观点是
(2)在探究磁场产生电流的条件时,做了下面实验:由线圈,电流表构成的闭合回路.磁场提供:条形磁铁.请填写观察到现象
22.如图所示,电源的电动势为,电容器的电容为,线圈的电感为.将开关从拨向,经过一段时间后电容器放电完毕.求电容器的放电时间,放电电流的平均值是多少.
23.在LC振荡电路中,线圈L的自感系数为30μH,可调电容器C的可调范围为1.2~270pF。求振荡电路的频率范围。
24.如图所示的实验装置,当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时,导线环上两小球间也会产生电火花,这是为什么?这个实验证实了什么问题?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
A.将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍,则横截面积变为原来的二分之一,根据
可知则电阻丝的电阻变为原来的4倍,故A错误;
B.一小段通电直导线在某处不受磁场力,该处磁感应强度不一定为零,例如电流方向与磁场方向平行,故B错误;
C.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,故C正确;
D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,非均匀变化的电场周围产生非均匀变化的磁场,故D错误。
故选C。
2.C
【详解】
A.只有周期性变化的电场和磁场,才能激发电磁波,而稳定的电场和磁场不能产生电磁波,A错误;
B.均匀变化的电场,产生恒定的磁场,但是恒定的磁场不能产生电场,故不能产生电磁波,B错误;
C.做非匀变速运动的电荷可以在空间产生变化的电磁场,形成电磁波,C正确;
D.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,D错误;
故选C。
3.D
【详解】
A.用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向,而上极板是正极板,这时电容器正在放电,电流减小越来越慢,故线圈中自感电动势在减小,A错误;
B.这时电容器正在放电,故两板间电压在减小,B错误;
C.因为放电过程电场能减小,所以磁场能增大,电场能能向磁场能转化,C错误;
D.在电容器内放入绝缘物质,可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领,D正确;
故选D。
4.C
【详解】
AB.由题图可知,t1时刻电容器两端电压最高时,电路中振荡电流为零;t2时刻电容器两端电压为零,电路中振荡电流最强,磁场能最大,AB错误;
C.在t2至t3的过程中,电容器两板电压增加,必有电场能增加,故C正确;
D.在t3至t4过程中,电容器两板电压减小,带电荷量同时减少,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】
通过图示电流方向为电流流向正极板,知电容器在充电,振荡电流减小,且电流变化得越来越快,即电流变化率增加,电容器上的电荷量正在增大,磁场能正在向电场能转化,由电容器充、放电规律可知,再经过0.75个周期,电流方向与此时相同。
故选B。
6.B
【详解】
由图像可知,在内,极板上电荷量正在增大,说明LC振荡电路正在充电,回路中振荡电流正在减小,磁场能向电场能转化。
故选B。
7.B
【详解】
A.均匀变化的电场产生恒定的磁场,只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场,故A错误;
B.电磁波由真空进入介质传播时,波速变小,结合可知,波长将变短,故B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验验证了电磁波的存在,故C错误;
D.电磁波是横波,即电磁振动方向与波速垂直,可以在真空中传播,故D错误。
故选B。
8.D
【详解】
A.电磁波是横波,所以A错误;
B.赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家,所以B错误;
C.频率越高的电磁波,波长越短,所以C错误;
D.电磁波可以传递信息和能量,所以D正确;
故选D。
9.C
【详解】
AB.在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速,与电磁波的频率、能量大小无关,故A、B错误;
C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花,是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势,故C正确;
D.当赫兹实验中的电火花停止即发射电路的电磁振荡停止,只是不再产生新的电磁波,但已产生的电磁波不会立即消失,还会继续传播,故D错误。
故选C。
10.D
【详解】
A.赫兹最早通过实验捕捉到电磁波,故A错误;
B.电流的磁效应是奥斯特发现的,故B错误;
C.法拉第在前人的实验基础上总结出电磁感应规律,故C错误;
D.元电荷e的数值是由物理学家密立根通过油滴实验测定的,故D正确。
故选D。
11.C
【详解】
A.变化的电场周围存在磁场,故A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,但机械波的传播需要介质,故B错误;
C.电磁波在真空中的速度等于光速为3×108m/s,故C正确;
D.电磁场理论是物理学家麦克斯韦建立的,D错误。
故选C。
12.D
【详解】
A.根据麦克斯韦电磁理论可知,均匀变化的磁场,产生稳定的电场,非均匀变化的磁场,产生变化的电场,A错误;
B.根据麦克斯韦电磁理论可知,均匀变化的电场,产生稳定的磁场,非均匀变化的电场,产生变化的磁场,B错误;
C.稳定的磁场周围没有电场产生,C错误;
D.根据麦克斯韦电磁理论可知,均匀变化的电场,产生稳定的磁场,非均匀变化的电场,产生变化的磁场,变化的电场和变化的磁场互相激发,由近及远传播形成电磁波,D正确。
故选D。
13.D
【详解】
由题图中磁场的方向可知,此时电容器正在充电,电路中电流正在减小,线圈中的磁场正在减弱,磁场能正在向电场能转化,故D正确,ABC错误。
故选D。
14.A
【详解】
A.根据磁感应强度的方向可知,回路中的电流为逆时针方向,则若电容器上极板带正电,则电容器正在放电,选项A正确;
B.若电容器上极板带负电,则电容器正在充电,则线圈中的电流正在减小,选项B错误;
C.若磁场正在增强,则回路中电流正在变大,电容器在放电,即电容器两极板间的电场强度正在减小,选项C错误;
D.若磁场正在减弱,则回路中电流正在变小,电容器在充电,电流减小的越来越快,则线圈的自感电动势正在增加,选项D错误。
故选A。
15.C
【详解】
A.由图可知在t1时刻,电容器极板上的电荷量为零,根据电磁振荡的特点可知,t1时刻是电容器放电结束的时刻,电路中的电流最大,故A错误;
B.由图可知,在t2时刻,电容器极板上的电荷量最大,电路中只有电场能,故B错误;
C.由图可知在t3时刻,电容器极板上的电荷量为零,是电容器放电结束的时刻,电感线圈两端电压为零,故C正确;
D.由图可知在t3~t4时间内,电容器极板上的电荷逐渐增加,电容器充电,电路中的电流不断减小,故D错误。
故选C。
16. 充电 正 下 增大
【详解】
[1][2][3][4]先由题意得周期
经过,此时处于时刻,因此作出图像为以上极板带正电为正的余弦函数图像,如图所示
在时刻,从图可看出,电容器正在充电,因此上极板带正电。
因此图像为以LC回路中由逆时针方向电流为正的余弦函数,在时刻,线圈中电流方向向下,逐渐增加,因此磁场能也逐渐增大。
17. 热 20 赫兹
【详解】
[1]电流通过导体时能使导体的温度升高,电能变成内能,这就是电流的热效应;
[2]输电线上的电流为
[3]最早通过实验证实电磁波存在的科学家是赫兹。
18. 麦克斯韦 电磁 赫兹 热效应 一切物体 长 衍射 化学效应 高温物体 荧光 杀菌、消毒 X 短
【详解】
[1][2][3][4]麦克斯韦提出光是一种电磁波,后来赫兹用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是热效应;
[5][6]一切物体都会发出红外线,由电磁波谱可知,红外线波长比红光长;
[7]由发生明显衍射件可知,红外线衍射现象较显著,易透过云雾,可用于高空摄影;
[8][9][10[11]紫外线的主要作用是化学效应,高温物体能发出紫外线,紫外线还有荧光,杀菌、消毒作用;
[12][13]伦琴射线又叫x射线,波长比紫外线短。
19. 电场 磁场 电磁波 A C
【详解】
(1) 麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,从而预言了电磁波的存在.
(2)A:磁铁放在螺线管中不动时,螺线管中磁通量不变,没有感应电流产生.
BCD:将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中或将磁铁插入螺线管的过程中,螺线管中磁通量变化,产生感应电流,电流表发生偏转;将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中,螺线管中磁通量变化较快,产生的感应电流较大,电流表发生较大偏转.
故不能使电流偏转的是A,能使电流表指针偏转较大的是C.
20.有可能向外辐射电磁波
【详解】
一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中,电子受到质子的库仑引力的作用增大,做加速度a增大的加速运动,电子在运动过程中周围空间会产生非均匀变化的电场,所以有可能向外辐射电磁波。
21.(1)变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场 (2)偏转 不偏转 偏转
【详解】
试题分析:(1)麦克斯韦电磁场理论的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场.(2)条形磁铁插入线圈过程有磁通量的变化会产生感应电流,电流表偏转;条形磁铁静止在线圈中无磁通量的变化不会产生感应电流,电流表不偏转;条形磁铁从线圈中抽出过程有磁通量的变化会产生感应电流,电流表偏转.
考点:本题考查了麦克斯韦的电磁理论、探究感应电流的产生
22.;
【详解】
振荡电路的振荡周期为:,
则放电完毕的时间为:

根据电容定义式:知:

在内电流平均值为
23.
【详解】
根据LC振荡电路的频率公式
故此振荡电路的频率范围是
24.当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场,这种变化的电磁场传播到导线环时,在导线环中激发出感应电动势,使导线环上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在
【详解】
当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场,这种变化的电磁场传播到导线环时,在导线环中激发出感应电动势,使导线环上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页