2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步练习--第4章 电磁波复习提升

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2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步
本章复习提升
易混易错练
　　　　　　　　　　　　　　　
易错点1　不清晰电磁振荡过程出错
1.如图所示,L为一直流电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光,现突然断开S,并开始计时,下列选项中能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值表示a极板带正电) (　　)
2.(2021山东泰安期末)图a为LC振荡电路,通过P点的电流如图b所示,规定通过P点向左的电流方向为正方向,下列说法正确的是　 (　　)
A.在t1时刻,线圈中的磁场能最大
B.在t2时刻,电容器的电场能最大
C.0~t1时间内电容器正在充电,上极板带正电
D.t1~t2时间内电容器正在放电,上极板带负电
易错点2　记混影响LC振荡电路周期或频率的因素
3.如图甲所示电路中,把开关S扳到1,电源对电容器充电,待充电完毕,把开关S扳到2,电容器与带铁芯的线圈L组成的LC振荡电路中产生振荡电流,电流传感器能实时显示流过电容器的电流。规定电流向下流过电流传感器的方向为正方向,图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。下列说法正确的是 (　　)
A.S扳到1时电流如图线1所示,S扳到2时电流如图线4所示
B.S扳到1时电流如图线2所示,S扳到2时电流如图线3所示
C.换用电动势更大的电源,振荡电路的周期将变大
D.拔出线圈内的铁芯,振荡电路的频率将变小
易错点3　对电磁场产生的条件理解不清
4.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是 (　　)
A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
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.振荡的电场在周围空间一定产生同频率振荡的磁场
思想方法练
一、类比法(电磁波与机械波的类比)
　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.类比法是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不正确的是 (　　)
A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用
B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
二、对称法
2.如图所示,LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻不计,在图示状态回路中电流方向如箭头所示,且此时电容器C的极板A带正电荷,则该状态 (　　)
A.电流i正在增大
B.电容器带电荷量正在增加
C.电容器两极板间电压正在减小
D.线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增大
三、图像法
3.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电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,电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,线路中的磁场能最大
D.t=0.10 s时,线路中的电场能最大
4.(2022浙江金华期末)如图甲为LC振荡电路中电容器上极板电荷量q随时间t在一个周期内的变化图像,图乙为对应的LC振荡电路某时刻的状态,线圈L中磁场方向向上,电容器中电场方向向上,则 (　　)
A.t1时刻线圈中自感电动势为零
B.t1~t2时间内LC振荡电路内的电流为逆时针
C.t2~t3中某时刻与图乙状态相对应
D.图乙中电容器极板间电场能逐渐减小
5.在LC电磁振荡回路中,电容两端的电压u随时间t变化的规律如图所示,则 (　　)
A.在t1时刻,电路中的磁场能最小
B.在t2时刻,电路中的磁场能最小
C.从t2至t3,电路中磁场能转化为电场能
D.从t2至t3,电路中电场能转化为磁场能
本章复习提升
易混易错练
1.BC 2.D 3.A 4.D
1.BC　S闭合时,D正常发光,此时电容器两极板间的电势差为零,根据Q=CU知,所带的电荷量为零;断开S,由于线圈阻碍电流的变化,电容器反向充电,a极板带负电,电荷量逐渐增大,磁场能转化为电场能,充电完毕后,又开始放电,将电场能转化为磁场能,形成LC振荡电路,电荷量随时间周期性变化,故A错误,B正确。突然断开S,线圈中电流减小,则出现感应电动势,从而对电容器进行充电,导致磁场能减小,电场能增大,则电流减小,方向沿顺时针方向,结合振荡电流的周期性可知C正确,D错误。
2.D　0~t1时间内,电流为正,且正在减小,即电流沿逆时针方向减小,说明电容器正在充电,电流方向为正电荷的运动方向,所以上极板带负电;在t1时刻,电流最小,而线圈中的磁场能与电流同步变化,则在t1时刻,线圈中的磁场能最小,故A、C错误。t1~t2时间内,电流为负,且正在增加,即电流沿顺时针方向增加,说明电容器正在放电,电流方向为正电荷的运动方向,所以上极板带负电;在t2时刻,电流最大,电容器带的电荷量为零,电容器电场能最小,故B错误,D正确。
3.A　S扳到1时,电容器充电,电流沿正方向逐渐减小,图线1符合,S扳到2时产生振荡电流,t=0时刻电流为零,前半个周期电流方向为负,图线4符合,故A正确,B错误;振荡电路的周期T=2π,可知周期与电动势无关,故C错误;振荡电路的频率f=,拔出线圈内的铁芯,线圈自感系数减小,频率将变大,故D错误。
4.D　只有变化的电场能够产生磁场,选项A错误;均匀变化的电场产生恒定的磁场,选项B、C错误;周期性变化的振荡电场在其周围空间将产生同频率的振荡磁场,选项D正确。
思想方法练
1.D 2.B 3.C 4.BC 5.AC
1.D　波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的,对电磁波当然也成立,故A正确;干涉和衍射是波的特性,机械波、电磁波都是波,都具有这些特性,故B正确;机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要介质,而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远地传播形成的,所以电磁波传播不需要介质,故C正确;机械波既有横波又有纵波,但是电磁波只能是横波,因为电磁波能够发生偏振现象,而偏振现象是横波才有的,D项错误。
2.B　根据图示电路知,该LC振荡电路中电容器正在充电,电流在减小,磁场能转化为电场能,选项A错误;电容器充电,电容器的电荷量在增大,选项B正确;电容器的电荷量在增大,根据U=得,电容器两极板间电压在增大,选项C错误;充电的过程,电荷量在增加,磁场能转化为电场能,电流在减小,所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小,选项D错误。
3.C　根据题述,t=0时电容器充满电,开始放电,t=0.02 s 时LC电路中线圈上的电流第一次达到最大值,作出LC电路中电流随时间变化的图像(规定开始放电时电流方向为正),如图所示,0~0.02 s时间内电流逐渐增大,A错误;t=0.04 s时电流再次为零,然后电容器反向放电,t=0.05 s时电路中的电流方向与题图(b)中电流方向相反,选项B错误;线圈中电流最大时磁场能最大,则t=0.06 s和t=0.10 s时磁场能最大,电场能最小,选项C正确,D错误。
4.BC　t1时刻回路中电流为零,电流的变化率达到最大,线圈中自感电动势最大,故A错误;t1~t2时间内,电容器放电,且上极板带正电,所以LC振荡电路内的电流为逆时针,故B正确;t2~t3时间内电容器充电,且上极板带负电,所以LC振荡电路内的电流为逆时针,根据安培定则可知L中磁场方向向上,所以t2~t3中某时刻与图乙状态相对应,此时电容器极板间电场能逐渐增大,故C正确,D错误。选B、C。
5.AC　在t1时刻,电路中电容器两端的电压最大,故两极板之间的电场最强,电场能最大,根据能量守恒定律可知此时磁场能最小,选项A正确;在t2时刻,电路中电容器两端的电压为0,两极板之间的电场强度为0,故电场能为0,根据能量守恒定律可知,此时磁场能最大,选项B错误;从t2至t3电容器两端的电压逐渐增大,故两极板之间的电场逐渐增强,则电路的电场能不断增大,即磁场能正在转化为电场能,选项C正确,D错误。
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