4.1电磁波的产生 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 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 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-16 00:27:48 | ||
图片预览
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．LC振荡电路中，某时刻线圈的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（ ）
A．若线圈的磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电
C．若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大
D．若电容器正在放电，则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大
2．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器上的自由电荷在增加
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化
D．电路中电流沿逆时针方向
3．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
4．在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是（ ）
A．电容器中的电场最强
B．电路里的磁场最强
C．电场能已有一部分转化成磁场能
D．磁场能已有一部分转化成电场能
5．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
6．关于波，下列说法正确的是（ ）
A．赫兹预言了电磁波的存在
B．海边的波涛总是沿着与海岸垂直的方向袭来
C．地震发生时，国际空间站上能够清晰地接收到地震波
D．我们说话发出的声波属于机械波，频率越高的声波在空气中传播速度越大
7．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止，有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球的带电荷量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受洛伦兹力，不运动
8．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示（上方为侧视图，下方为真空室的俯视图），当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B．电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速
D．根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
9．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
10．关于电磁波与声波的比较，下列说法错误的是（ ）
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
D．电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的，与其他因素无关
11．某种除颤器的简化电路，由低压直流电源经过电压变换器变成高压电，然后整流成几千伏的直流高压电，对电容器充电，如图甲所示。除颤时，经过电感等元件将脉冲电流（如图乙所示）作用于心脏，实施电击治疗，使心脏恢复窦性心律。某次除颤过程中将电容为的电容器充电至，电容器在时间内放电至两极板间的电压为0。其他条件不变时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈的自感系数L越大，放电脉冲电流的峰值越小
B．线圈的自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越长
C．电容器的电容C越小，电容器的放电时间越长
D．在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为
12．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 ）
A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小
B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大
13．LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻线圈中自感电动势最小 B．t2时刻线圈中电流方向不发生变化
C．t1~t2中某时刻与图乙状态相对应 D．t3~t4时间内回路中的电流为逆时针方向
14．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置.下列有关电磁波的说法，正确的是（ ）
A．恒定电场可以在其周围产生电磁波
B．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波的传播不需要介质
D．电磁波具有能量，但没有质量
15．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
二、填空题
16．电磁场与电磁波
（1）麦克斯韦电磁场理论
a.变化的磁场产生电场
①在变化的磁场中放入一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生____。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了____。
②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生___ 。
b变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生___，即_____的电场在空间产生磁场。
（2）电磁场：变化的___ 和____所形成的不可分割的统一体。
（3）电磁波
a.电磁波的产生：____变化的电场和____变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。
b.电磁波的特点
①电磁波____在真空中传播。
②电磁波的传播速度等于____。
③光在本质上是一种电磁波。即光是以____形式传播的一种电磁振动。
c.电磁波的波速
①波速、波长、频率三者之间的关系：波速=___ ×_____。
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=____。
②电磁波在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
17．甲、乙两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，自感线圈的直流电阻不计，自感线圈的自感系数都是L=9×10-4H，甲图中开头S先接a端，充电结束后将开关S扳到b端；乙图中开关S先闭合，稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.14×10-4s时刻，电容器C1正在___________（选填“充电”或“放电”），电容器C1的上极板带___________（选填“正电”或“负电”）；自感线圈L2中的电流方向为___________（选填“向左”或“向右”），自感线圈L2中的磁场能正在___________（选填“增大”或“减小”）。
18．在电场中，将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能________（选填“增加”或“减少”）；如图所示，a为某导体的图像，则该导体的电阻R=________Ω；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，最早预言电磁波存在的科学家是________（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）。
19．（1）振荡电流：大小和方向都做______迅速变化的电流；
（2）振荡电路：能产生______的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
三、解答题
20．如图所示，线圈的自感系数L＝0.5 mH ， 电容器的电容C＝0.2 μF．电源电动势E＝4 V ， 电阻的阻值R＝10 Ω ， 不计线圈和电源的内阻，闭合开关S ， 待电路中电流稳定后 断开S ， 求
（1）LC回路的振荡频率．
（2）LC回路振荡电流的有效值．
（3）从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间．
21．振荡电路中电容器电容为C， 振荡电流．
（1）求此电路中线圈的自感系数L；
（2）设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ， 求此电磁波在此介质中传播速度v．
22．振荡电路中的电容为30~390 pF，电感为88.6×10–3 H，振荡电路中产生的振荡电流的周期在什么范围内？如果电容器的电容为C1时，电路中的最大电流为I1，保持电容器的最大带电荷量不变，突然将C1减小到C2，电路中的最大电流为I2，试比较I1与I2．
23．空间中传播的电磁波有哪些特点？_________
24．麦克斯韦在建立电磁场理论的过程中，提出了什么假设？运用了哪些物理思想？它们对建立电磁场理论有什么意义？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
AC．该题图示只给出了某时刻线圈中电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向，但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器正处于放电阶段，线圈中的电流正在增大，线圈的磁场正在增强，知C正确，A错误；
B．若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在充电，线圈中的电流正在减小，知B正确；
D．由楞次定律知，若电容器正在放电，则线圈中的电流变大，则线圈中的自感电动势正在阻碍电流变大，D正确。
本题选说法错误的，故选A。
2．D
【详解】
BD．由螺线管中电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，电路中电流沿逆时针方向，故D正确，B错误；
AC．根据平行板电容器内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流沿逆时针方向，电容器正在放电，电容器上的自由电荷在减少，电场能正在向磁场能转化，故AC错误。
故选D。
3．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。
4．A
【详解】
LC振荡电路电容器充电完毕尚未开始放电时，电容器中电场最强，磁场最弱，电场能和磁场能之间还没有发生转化。
故选A。
5．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。
6．B
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在；赫兹证实了电磁波的存在；故A错误；
B．海边的波涛总是沿与海岸垂直的方向运动；故B正确；
C．地震波不能在真空中传播，无法传到空间站去；故C错误；
D．机械波的波速由介质决定，和频率无关；故D错误；
故选B。
7．B
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，B正确；ACD错误；
故选B。
8．A
【详解】
A．当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A正确；
B．洛伦兹力恒不做功，B错误；
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C错误；
D．电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D错误。
故选A。
9．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。
10．D
【详解】
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质，A正确，不符合题意；
BC．由空气进入水中时，电磁波速度变小，频率不变，波长变短；声波速度变大，频率不变，波长变长，BC正确，不符合题意；
D．电磁波在介质中的速度由介质和频率共同决定的，而声波的波速由介质的决定，D错误，符合题意。
故选D。
11．A
【详解】
A．线圈的自感系数L越大，阻碍电流的感抗越大，则放电电流越小，放电脉冲电流的峰值也越小，故A正确；
BC．振荡电路的振荡的振荡周期为
电容器在时间内放电至两极板间的电压为0，即
则线圈的自感系数L越大，放电脉冲电流的放电时间越长；电容器的电容C越大，放电脉冲电流的放电时间越长，故BC错误；
D．电容为的电容器充电至，则电容器储存的电量为
故在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为，故D错误；
故选A。
12．C
【详解】
A．根据题述，t=0时电容器充满电，开始放电，t=0.02 s时LC回路中线圈上电流第一次达到最大值，可知0~0.02 s时间内电流逐渐增大，A错误；
B．根据LC振荡电路规律，0.04 s时电流再次为零，然后电容器反向放电，t=0.05 s时回路中的电流方向与图（b）中电流方向相反， B错误；
C．在t=0.02s时电流第一次达到最大值，此时磁场能最大，那么时刻磁场能也最大，C正确；
D．当
此时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，D错误。
故选C。
13．B
【详解】
A．在时刻，上极板的电量达到最大，电流变化率最大，因此线圈中的自感电动势达到最大，故A错误；
B．时刻电量的变化率不变，线路中的电流变化率也不变，所以线圈的电流方向保持不变，故B正确；
C．时间内电量减少，而乙图电路电流为逆时针，电容器下极板带正电，电容器处于充电状态，电荷量变大，故C错误；
D．从，上极板的负电荷转移到下极板，这是电容的放电，所以线圈中的感应电流是顺时针，故D错误。
故选B。
14．C
【详解】
A．由电磁场理论可知，周期性变化的电场在空间引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起变化的电场，于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，产生电磁波，因此恒定电场不可以在其周围产生电磁波，A错误；
B．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用电火花实验证实了电磁波的存在，B错误；
C．由电磁波可以脱离电荷独立存在可知，不需要借助媒质传播，因此电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，C正确；
D．电场和磁场本身就是一种物质，因此电磁波是一种物质，具有能量，由质能方程可知，电磁波也有质量，D错误。
故选C。
15．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。
16． 感应电流 电场 电场 生磁场 变化 电场 磁场 周期性 周期性 可以 光速 波动 波长 频率 λf
略
17． 充电 正电 向左 增大
【详解】
[1][2]由公式可求得LC回路振荡周期
t=3.14×10-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像（以上极板带正电为正），也是题图乙对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像均为余弦函数图像。在T时刻，从题图甲对应的q-t图像看出，电容器C1正在充电且上极板带正电。
[3][4]从题图乙对应的i-t图像看出，自感线圈L2中的电流向左且正在增大，所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。
18． 减少 3 麦克斯韦
【详解】
[1] 将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能减少；
[2]根据图像可得导体的电阻
[3]最早预言电磁波存在的科学00.510A家是麦克斯韦。
19． 周期性 振荡电流
【详解】
略
20．（1）1.6×104Hz （2）0.28 A （3）4.7×10－5S
【详解】
(1)根据,可求得频率为f=1.6×104Hz．
(2)LC回路的最大电流为
振荡电流产生正弦式交变电流，
(3)由，得T=6.25×10-5s．当S断开时，电容器上的带电量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，
故当电容器上极板带正电荷量最大，经历的最短时间为.
【点睛】
该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，理解充电与放电过程，电量，电场强度，电压，电流的大小如何变化．
21．（1） （2）
【详解】
（1）根据瞬时电流的表达式：i=Imsinωt，又ω=2πf，可得：，代入公式．
（2）此电路发射的电磁波在介质中的波长为λ，此电磁波在此介质中传播速度：v＝λf＝
【点睛】
该题考查振荡电路的频率的公式 ，与电磁波在介质中传播速度v=λf．代入表达式结合即可．属于基础题目．
22．1.0×10–6~3.69×10–6 s I2>I1
【详解】
T=2π
T1=2π=2×3.14×=1.0×10–6 s
T2=2π=2×3.14×=3.69×10–6 s
则其周期的范围为：1.0×10–6~3.69×10–6 s．
当电容器的电容突然减小时，放电速度加快，则周期变小，而一个周期通过电路的电荷量总量不变，所以电流会增大，则I2>I1．
23．见解析
【详解】
（1）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E的方向和磁感应强度B的方向总是互相垂直的，并且它们都和电磁波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
（2）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E和磁感应强度 B都随时间做周期性变化。变化的规律与电磁振源的振荡规律相同。例如，当振荡电流按正弦规律变化时E和B也以相同的频率按正弦规律变化。
（3）在电磁波传播过程中，空间中任一点的电场强度E和磁感应强度B的相位相同。
24．见解析
【详解】
麦克斯韦关于电磁场理论的两大假设是“感生电场”和“位移电流”的假说。感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想，所以涡旋电场是一个虚拟的电场。变化的磁场周围不存在这个涡旋电场，是附加给变化的磁场的。位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。但位移电流只表示电场的变化率，与传导电流不同，它不产生热效应、化学效应等。
他在研究电磁场的基础上预见了电磁波的存在，在惠更斯克的波动理论的基础上提出光的电磁说，认为光就是具有一定频率范围的电磁波，且测得电磁波的速度十分接近光速。光的电磁说是人类对光的本性认识的一次飞跃。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．LC振荡电路中，某时刻线圈的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（ ）
A．若线圈的磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电
C．若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大
D．若电容器正在放电，则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大
2．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器上的自由电荷在增加
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电路中磁场能正在向电场能转化
D．电路中电流沿逆时针方向
3．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
4．在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是（ ）
A．电容器中的电场最强
B．电路里的磁场最强
C．电场能已有一部分转化成磁场能
D．磁场能已有一部分转化成电场能
5．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
6．关于波，下列说法正确的是（ ）
A．赫兹预言了电磁波的存在
B．海边的波涛总是沿着与海岸垂直的方向袭来
C．地震发生时，国际空间站上能够清晰地接收到地震波
D．我们说话发出的声波属于机械波，频率越高的声波在空气中传播速度越大
7．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止，有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球的带电荷量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受洛伦兹力，不运动
8．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示（上方为侧视图，下方为真空室的俯视图），当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B．电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速
D．根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
9．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
10．关于电磁波与声波的比较，下列说法错误的是（ ）
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
D．电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的，与其他因素无关
11．某种除颤器的简化电路，由低压直流电源经过电压变换器变成高压电，然后整流成几千伏的直流高压电，对电容器充电，如图甲所示。除颤时，经过电感等元件将脉冲电流（如图乙所示）作用于心脏，实施电击治疗，使心脏恢复窦性心律。某次除颤过程中将电容为的电容器充电至，电容器在时间内放电至两极板间的电压为0。其他条件不变时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈的自感系数L越大，放电脉冲电流的峰值越小
B．线圈的自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越长
C．电容器的电容C越小，电容器的放电时间越长
D．在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为
12．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 ）
A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小
B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大
13．LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻线圈中自感电动势最小 B．t2时刻线圈中电流方向不发生变化
C．t1~t2中某时刻与图乙状态相对应 D．t3~t4时间内回路中的电流为逆时针方向
14．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置.下列有关电磁波的说法，正确的是（ ）
A．恒定电场可以在其周围产生电磁波
B．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波的传播不需要介质
D．电磁波具有能量，但没有质量
15．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
二、填空题
16．电磁场与电磁波
（1）麦克斯韦电磁场理论
a.变化的磁场产生电场
①在变化的磁场中放入一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生____。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了____。
②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生___ 。
b变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生___，即_____的电场在空间产生磁场。
（2）电磁场：变化的___ 和____所形成的不可分割的统一体。
（3）电磁波
a.电磁波的产生：____变化的电场和____变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。
b.电磁波的特点
①电磁波____在真空中传播。
②电磁波的传播速度等于____。
③光在本质上是一种电磁波。即光是以____形式传播的一种电磁振动。
c.电磁波的波速
①波速、波长、频率三者之间的关系：波速=___ ×_____。
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=____。
②电磁波在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
17．甲、乙两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，自感线圈的直流电阻不计，自感线圈的自感系数都是L=9×10-4H，甲图中开头S先接a端，充电结束后将开关S扳到b端；乙图中开关S先闭合，稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.14×10-4s时刻，电容器C1正在___________（选填“充电”或“放电”），电容器C1的上极板带___________（选填“正电”或“负电”）；自感线圈L2中的电流方向为___________（选填“向左”或“向右”），自感线圈L2中的磁场能正在___________（选填“增大”或“减小”）。
18．在电场中，将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能________（选填“增加”或“减少”）；如图所示，a为某导体的图像，则该导体的电阻R=________Ω；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，最早预言电磁波存在的科学家是________（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）。
19．（1）振荡电流：大小和方向都做______迅速变化的电流；
（2）振荡电路：能产生______的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
三、解答题
20．如图所示，线圈的自感系数L＝0.5 mH ， 电容器的电容C＝0.2 μF．电源电动势E＝4 V ， 电阻的阻值R＝10 Ω ， 不计线圈和电源的内阻，闭合开关S ， 待电路中电流稳定后 断开S ， 求
（1）LC回路的振荡频率．
（2）LC回路振荡电流的有效值．
（3）从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间．
21．振荡电路中电容器电容为C， 振荡电流．
（1）求此电路中线圈的自感系数L；
（2）设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ， 求此电磁波在此介质中传播速度v．
22．振荡电路中的电容为30~390 pF，电感为88.6×10–3 H，振荡电路中产生的振荡电流的周期在什么范围内？如果电容器的电容为C1时，电路中的最大电流为I1，保持电容器的最大带电荷量不变，突然将C1减小到C2，电路中的最大电流为I2，试比较I1与I2．
23．空间中传播的电磁波有哪些特点？_________
24．麦克斯韦在建立电磁场理论的过程中，提出了什么假设？运用了哪些物理思想？它们对建立电磁场理论有什么意义？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
AC．该题图示只给出了某时刻线圈中电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向，但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器正处于放电阶段，线圈中的电流正在增大，线圈的磁场正在增强，知C正确，A错误；
B．若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在充电，线圈中的电流正在减小，知B正确；
D．由楞次定律知，若电容器正在放电，则线圈中的电流变大，则线圈中的自感电动势正在阻碍电流变大，D正确。
本题选说法错误的，故选A。
2．D
【详解】
BD．由螺线管中电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，电路中电流沿逆时针方向，故D正确，B错误；
AC．根据平行板电容器内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流沿逆时针方向，电容器正在放电，电容器上的自由电荷在减少，电场能正在向磁场能转化，故AC错误。
故选D。
3．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。
4．A
【详解】
LC振荡电路电容器充电完毕尚未开始放电时，电容器中电场最强，磁场最弱，电场能和磁场能之间还没有发生转化。
故选A。
5．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。
6．B
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在；赫兹证实了电磁波的存在；故A错误；
B．海边的波涛总是沿与海岸垂直的方向运动；故B正确；
C．地震波不能在真空中传播，无法传到空间站去；故C错误；
D．机械波的波速由介质决定，和频率无关；故D错误；
故选B。
7．B
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，B正确；ACD错误；
故选B。
8．A
【详解】
A．当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A正确；
B．洛伦兹力恒不做功，B错误；
C．电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C错误；
D．电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D错误。
故选A。
9．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。
10．D
【详解】
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质，A正确，不符合题意；
BC．由空气进入水中时，电磁波速度变小，频率不变，波长变短；声波速度变大，频率不变，波长变长，BC正确，不符合题意；
D．电磁波在介质中的速度由介质和频率共同决定的，而声波的波速由介质的决定，D错误，符合题意。
故选D。
11．A
【详解】
A．线圈的自感系数L越大，阻碍电流的感抗越大，则放电电流越小，放电脉冲电流的峰值也越小，故A正确；
BC．振荡电路的振荡的振荡周期为
电容器在时间内放电至两极板间的电压为0，即
则线圈的自感系数L越大，放电脉冲电流的放电时间越长；电容器的电容C越大，放电脉冲电流的放电时间越长，故BC错误；
D．电容为的电容器充电至，则电容器储存的电量为
故在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为，故D错误；
故选A。
12．C
【详解】
A．根据题述，t=0时电容器充满电，开始放电，t=0.02 s时LC回路中线圈上电流第一次达到最大值，可知0~0.02 s时间内电流逐渐增大，A错误；
B．根据LC振荡电路规律，0.04 s时电流再次为零，然后电容器反向放电，t=0.05 s时回路中的电流方向与图（b）中电流方向相反， B错误；
C．在t=0.02s时电流第一次达到最大值，此时磁场能最大，那么时刻磁场能也最大，C正确；
D．当
此时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，D错误。
故选C。
13．B
【详解】
A．在时刻，上极板的电量达到最大，电流变化率最大，因此线圈中的自感电动势达到最大，故A错误；
B．时刻电量的变化率不变，线路中的电流变化率也不变，所以线圈的电流方向保持不变，故B正确；
C．时间内电量减少，而乙图电路电流为逆时针，电容器下极板带正电，电容器处于充电状态，电荷量变大，故C错误；
D．从，上极板的负电荷转移到下极板，这是电容的放电，所以线圈中的感应电流是顺时针，故D错误。
故选B。
14．C
【详解】
A．由电磁场理论可知，周期性变化的电场在空间引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起变化的电场，于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，产生电磁波，因此恒定电场不可以在其周围产生电磁波，A错误；
B．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用电火花实验证实了电磁波的存在，B错误；
C．由电磁波可以脱离电荷独立存在可知，不需要借助媒质传播，因此电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，C正确；
D．电场和磁场本身就是一种物质，因此电磁波是一种物质，具有能量，由质能方程可知，电磁波也有质量，D错误。
故选C。
15．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。
16． 感应电流 电场 电场 生磁场 变化 电场 磁场 周期性 周期性 可以 光速 波动 波长 频率 λf
略
17． 充电 正电 向左 增大
【详解】
[1][2]由公式可求得LC回路振荡周期
t=3.14×10-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像（以上极板带正电为正），也是题图乙对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像均为余弦函数图像。在T时刻，从题图甲对应的q-t图像看出，电容器C1正在充电且上极板带正电。
[3][4]从题图乙对应的i-t图像看出，自感线圈L2中的电流向左且正在增大，所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。
18． 减少 3 麦克斯韦
【详解】
[1] 将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能减少；
[2]根据图像可得导体的电阻
[3]最早预言电磁波存在的科学00.510A家是麦克斯韦。
19． 周期性 振荡电流
【详解】
略
20．（1）1.6×104Hz （2）0.28 A （3）4.7×10－5S
【详解】
(1)根据,可求得频率为f=1.6×104Hz．
(2)LC回路的最大电流为
振荡电流产生正弦式交变电流，
(3)由，得T=6.25×10-5s．当S断开时，电容器上的带电量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，
故当电容器上极板带正电荷量最大，经历的最短时间为.
【点睛】
该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，理解充电与放电过程，电量，电场强度，电压，电流的大小如何变化．
21．（1） （2）
【详解】
（1）根据瞬时电流的表达式：i=Imsinωt，又ω=2πf，可得：，代入公式．
（2）此电路发射的电磁波在介质中的波长为λ，此电磁波在此介质中传播速度：v＝λf＝
【点睛】
该题考查振荡电路的频率的公式 ，与电磁波在介质中传播速度v=λf．代入表达式结合即可．属于基础题目．
22．1.0×10–6~3.69×10–6 s I2>I1
【详解】
T=2π
T1=2π=2×3.14×=1.0×10–6 s
T2=2π=2×3.14×=3.69×10–6 s
则其周期的范围为：1.0×10–6~3.69×10–6 s．
当电容器的电容突然减小时，放电速度加快，则周期变小，而一个周期通过电路的电荷量总量不变，所以电流会增大，则I2>I1．
23．见解析
【详解】
（1）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E的方向和磁感应强度B的方向总是互相垂直的，并且它们都和电磁波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
（2）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E和磁感应强度 B都随时间做周期性变化。变化的规律与电磁振源的振荡规律相同。例如，当振荡电流按正弦规律变化时E和B也以相同的频率按正弦规律变化。
（3）在电磁波传播过程中，空间中任一点的电场强度E和磁感应强度B的相位相同。
24．见解析
【详解】
麦克斯韦关于电磁场理论的两大假设是“感生电场”和“位移电流”的假说。感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想，所以涡旋电场是一个虚拟的电场。变化的磁场周围不存在这个涡旋电场，是附加给变化的磁场的。位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。但位移电流只表示电场的变化率，与传导电流不同，它不产生热效应、化学效应等。
他在研究电磁场的基础上预见了电磁波的存在，在惠更斯克的波动理论的基础上提出光的电磁说，认为光就是具有一定频率范围的电磁波，且测得电磁波的速度十分接近光速。光的电磁说是人类对光的本性认识的一次飞跃。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页