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.关于麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
2.物理学中最早提出利用电场线描述电场、发现电流的磁效应和用实验证实电磁场理论的依次是哪几位物理学家( )
A.法拉第、安培和麦克斯韦 B.奥斯特、安培和麦克斯韦
C.法拉第、奥斯特和赫兹 D.安培、奥斯特和赫兹
3.电磁感应知识及其应用的下列说法错误的是( )
A.手机既可以发射电磁波,又可以接收电磁波
B.磁电式电流表、电压表中线圈要绕在铝框上一个重要原因是利用电磁阻尼
C.在电磁炉上加热食品须使用金属器皿,是因金属在交变磁场中产生涡流发热
D.对于同一线圈,当电流变化越大时,线圈中产生的自感电动势一定越大
4.在LC电路中发生电磁振荡时,以下说法正确的是( )
A.电容器的某一极板,从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止,这一段时间为一个周期
B.当电容器放电完毕瞬间,回路中的电流为零
C.提高充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大
D.要提高振荡频率,可减小电容器极板间的正对面积
5.在如图所示的LC振荡电路中,已知某时刻电流i的方向指向A板,且正在增大,则此时( )
A.B板带负电 B.A、B两板间的电压在增大
C.电容器C正在充电 D.电场能正在转化为磁场能
6.下列说法不正确的是( )
A.奥斯特发现了电流的磁效应
B.中国科学家赵忠贤研制的钇-钡-铜-氧系材料,超导转变温度提高到了
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在
D.库仑研究了电荷间的相互作用,并测出了元电荷的数值
7.下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是( )
A.变化的磁场产生的电场一定是变化的
B.不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场
C.稳定的磁场产生不稳定的电场
D.周期性变化的磁场在周围空间产生的变化电场
8.电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络,这些信息都是通过电磁波来传递的。下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是( )
A.变化的磁场产生的电场一定是变化的
B.不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场
C.稳定的磁场产生不稳定的电场
D.振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的
9.在如图所示的LC电磁振荡电路中,若想增大电磁振荡的频率,可采取的措施是( )
A.保持电感器的电感不变,只增大电容器的电容 B.保持电容器的电容不变,只增大电感器的电感
C.同时增大电感器的电感和电容器的电容 D.同时减少电感器的电感和电容器的电容
10.如图所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像,在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应( )
A.逐渐增强 B.逐渐减弱 C.不变 D.无法确定
11.下列说法中正确的是( )
A.变化的磁场产生变化的电场 B.变化的电场产生变化的磁场
C.麦克斯韦证实了电磁波的存在 D.电磁波能在真空中传播
12.下列说法正确的是( )
A.“隔墙有耳”描述的是声音的干涉现象
B.工业生产中利用激光切割金属,主要应用的是激光平行度好的特点
C.站在站台上的乘客听到远处开来火车的鸣笛声频率升高
D.物理学家麦克斯韦通过实验证实了赫兹预言的电磁波的存在
13.以下关于电磁场理论和电磁波的有关说法正确的是( )
A.变化的电场周围一定产生电磁波
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.电磁波在介质中以光速传播
14.LC振荡电路中,某时刻电容器上、下极板的带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示,则此时( )
A.电容器正在充电 B.电容器两端的电压正在减小
C.磁场能正在转化为电场能 D.线圈中的自感电动势在增加
15.如图所示为一理想LC电路,已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时,极板间有一带电灰尘(图中末画出)恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响,重力加速度为。当电路中的开关闭合以后,则( )
A.灰尘将在两极板间做往复运动 B.灰尘运动过程中加速度方向可能会向上
C.电场能最大时灰尘的加速度一定为零 D.磁场能最大时灰尘的加速度一定为
二、填空题
16.根据麦克斯韦电磁场理论,如果在空间某区域有周期性变化的电场,这个变化的电场就会在周围产生_____;第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是_____.
17.木棍在水面振动会产生________;说话是声带的振动在空气中形成________;与此相似,导线中电流的速度变化会在空间激起________,它虽然看不见、摸不到。但是它确实可以给我们传递各种信息。
18.电磁场:变化的____和变化的____交替产生,形成不可分割的统一体,称为___。
19.下列说法正确的是_________。
A.不管系统的固有频率如何,它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率,与系统的固有频率无关
B.游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的,说明机械波从一种介质进入另一种介质,频率并不改变
C.当光从一种介质射入另一种介质时,如果入射角足够大,就会发生全反射现象
D.麦克斯韦电磁场理论的主要论点是变化的磁场激发电场,变化的电场激发磁场
E.相对论认为:一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度大
三、解答题
20.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?
21.回旋加速器中的磁感应强度为B,被加速的粒子的电荷量为q,质量为m,用振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源,电感L和电容C的数值应该满足什么条件?
22.一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成,可变电容器电容的变化范围是30~300pF,调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz,已知光速c=3×108m/s,求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
23.如图所示,线圈的自感系数为3 μH,在线圈的中间有抽头2,电容器的电容可在150~300 pF之间变化,S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。
24.在LC振荡电路中,线圈的自感系数L=2.5mH,电容器的电容C=4μF。求:
(1)该回路的周期是多大?(取3.14)
(2)设t=0时,电容器两极板间电压最大,在t=9.0×10-3s时,通过线圈的电流是增大还是减小?这时电容器处在什么过程中?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,A错误;
B.根据麦克斯韦电磁场理论,如果电场的变化是均匀的,产生的磁场就是稳定的,如果电场的变化是不均匀的,产生的磁场就是变化的,B错误;
C.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,C错误;
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场,D正确。
故选D。
2.C
【详解】
物理学中最早提出利用电场线描述电场的是法拉第;发现电流的磁效应的是奥斯特;用实验证实电磁场理论的物理学家是赫兹。
故选C。
3.D
【详解】
A.手机在使用过程中,将要传递的信息用电磁波发射出去,另一方面又可以通过接收电磁波来获取他人传递给自己的信息,故A正确;
B.常常用铝框做骨架,起到电磁阻尼作用,是为了利用电磁感应,故B正确;
C.电磁炉是采用电磁感应原理,在金属锅上产生涡流,使锅体发热从而加热食物的,与微波炉工作原理不同,故C正确;
D.根据法拉第电磁感应定律,当电流变化越快时,磁通量变化越快,自感电动势越大,故D错误。
本题选说法错误项,故选D。
4.D
【详解】
A.电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间,电容器完成了放电和反向充电过程,时间为半个周期,A错误;
B.电容器放电完毕瞬间,电路中电场能最小,磁场能最大,故电路中的电流最大,B错误;
C.振荡周期仅由电路本身决定,与充电电压等无关,C错误;
D.提高振荡频率,就是减小振荡周期,可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C,达到增大振荡频率的目的,D正确.
故选D。
5.D
【详解】
通过图示电流方向,知电容器在放电,则电容器上极板A带负电,下极B板带正电,振荡电流增大,电容器上的电荷量正在减小,由
知AB两板间的电压在减小,电场能正在向磁场能转化,D正确,ABC错误。
故选D。
6.D
【详解】
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系,选项A正确;
B.中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜 -氧系材料上把临界超导温度提高到90K,选项B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,选项C正确;
D.最早测定元电荷电量的科学家是密立根,选项D错误。
本题选不正确的,故选D。
7.D
【详解】
A.均匀变化的磁场产生稳定的电场,选项A错误;
B.不均匀变化的电场不一定产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,选项B错误;
C.稳定的磁场不产生电场,选项C错误;
D.周期性变化的磁场在周围空间产生的同频率变化电场,选项D正确。
故选D。
8.D
【详解】
A.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场周围能产生电场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,故A错误;
B.不均匀变化的电场产生变化的磁场,磁场有可能不是均匀变化的;均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,故B错误;
C.稳定的磁场其周围不产生电场,故C错误;
D.振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的,振荡的电场在周围空间产生的磁场是也振荡的,故D正确。
故选D。
9.D
【详解】
根据
可知要使f增大,可以减小电容和电感,故ABC错误,D正确。
故选D。
10.C
【详解】
由题图可知,磁场均匀增强,根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场产生恒定的电场,故场强E不变,选项C正确;ABD错误;
故选C。
11.D
【详解】
A.均匀变化的磁场产生稳定不变的电场,选项A错误;
B.均匀变化的电场产生稳定不变的磁场,选项B错误;
C.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹证实了电磁波的存在,选项C错误;
D.电磁波能在真空中传播,选项D正确。
故选D。
12.C
【详解】
A.“隔墙有耳”现象是因为声波的波长较长,容易发生明显的衍射,即声波绕过障碍物继续传播,A错误;
B.利用激光切割金属,是利用激光亮度高的特点,B错误;
C.根据多普勒效应,当物体振动频率不变时,距离声源越近,声音的音调越高,所以当火车靠近时,人感知的音调逐渐变高,频率升高,C正确;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证明了电磁波的存在,D错误。
故选C。
13.B
【详解】
A.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,不能产生电磁波,A错误;
B.电磁波由真空中进入某种介质传播时,速度变小,频率不变,则波长会变短,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,C错误;
D.电磁波在真空中以光速传播,在介质中的速度小于光速,D错误。
故选B。
14.B
【详解】
A.由图根据右手螺旋定则可知,螺线管中电流方向为从上往下看逆时针,而电容器上极板带正电,则电容器正在放电,故A错误;
B.电容器放电过程中,电容器两端电压正在减小,故B正确;
C.电容器放电过程中,电能正在转化为磁场能,故C错误;
D.电容器放电过程中,电流增大的越来越慢,则线圈中的自感电动势在减小,故D错误。
故选B。
15.D
【详解】
ABC.当开关断开时,灰尘静止,则有
此时电场能最大,极板间电场强度最大,若开关闭合,电场能减小,极板间电场强度减小,则灰尘会向下极板运动,振荡回路磁场能和电场周期性改变,根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时,电场力变为向下,和重力方向相同,灰尘的此时的加速度为2g,所以灰尘的加速度不可能向上,灰尘的加速度大于等于0,且一直向下,所以灰尘不会在两极板间做往复运动,故ABC错误;
D.当磁场能最大时,电场能为0,极板间电场强度为0,灰尘只受重力,加速度一定为g,故D正确。
故选D。
16. 周期性变化的磁场 赫兹
【详解】
如果在空间某区域有周期性变化的电场,这个变化的电场就会在周围产生周期性变化的磁场;第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹.
17. 水波 声波 电磁波
【详解】
[1]木棍在水面振动会引起水上下的波动,从而产生水波;
[2]说话时声带的振动的会引起空气的振动并向外传播而形成使声波;
[3]导线中电流的迅速变化会在空间激起的交替变化电场和磁场,即电磁波,但电磁波是看不见、摸不到,但是我们可以用实验的方法探测到它,如只是在闭合或断开开关的瞬间才有“咔哒”声从收音机中传来;所以它是存在的。
18. 电场 磁场 电磁场
【详解】
[1][2][3]电磁场:变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场。
19.ABD
【详解】
A选项:不管系统的固有频率如何,它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率,与系统的固有频率无关,选项A正确;
B选项:游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的,说明机械波从一种介质进入另一种介质,频率并不改变,选项B正确;
C选项:当光从光密介质射入另一种光疏介质时,如果入射角足够大,就会发生全反射现象,选项C错误;
D选项:麦克斯韦电磁场理论的主要论点是变化的磁场激发电场,变化的电场激发磁场,选项D正确;
E选项:相对论认为,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小,选项E错误。
故选ABD。
20.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。
21.
【详解】
回旋加速器中粒子运动的周期为
LC振荡电路的周期
用LC振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源,则LC振荡电路的周期等于粒子的运动周期即
即
22.1739kHz;173m.
【详解】
由
知,当C最小时,则f最大
所以
fmax=1739kHz
由v=λf知,当f最大时,λ最小,所以
23.1.884×10-7s,1.06×107Hz
【详解】
根据
可得振荡的最大周期为
s=1.884×10-7 s
根据
解得
Hz=1.06×107 Hz
24.(1)6.28×10-4s;(2)减小;反向充电过程
【详解】
(1)由电磁振荡的周期公式可得该回路的周期
T=2=2×3.14×s=6.28×10-4s
(2)因为t=9.0×10-3s相当于14.33个周期,而<0.33T<,由电磁振荡的周期性可知,当t=9.0×10-3s时,LC回路中的电磁振荡正处在~的变化过程中。
t=0时,电容器两极板间电压最大,极板上电荷量最多,电路中电流值为零,则回路中电流随时间的变化规律如图所示,结合图像可知,在t=9.0×10-3s时,通过线圈的电流在减小,这时电容器正处在反向充电过程中。
答案第1页,共2页
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