3.1 电磁波的产生 同步训练 (含解析) (3)

第3章　电磁波
第1节　电磁波的产生
(时间：60分钟)
知识点
基础
中档
稍难
LC振荡电路
1、2、3
LC振荡电路的周期
4、5
麦克斯韦电磁理论
6、7
8
电磁波
9、10
综合提升
11、12
知识点一　LC振荡电路
1．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是
(　　)．
A．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大
B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零
C．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能
D．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能
解析　振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零，A错；振荡电流为零时，LC回路振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中自感电动势最大，B错；振荡电流增大时，电容的电场能转化为磁场能，C错；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，D对．
答案　D
2.某时刻LC振荡电路的状态如图3－1－8所示，则此时刻
(　　)．
A．振荡电流i在减小
B．振荡电流i在增大
C．电场能正在向磁场能转化
D．磁场能正在向电场能转化
解析　图中电容器上极板带正电荷，图中给出的振荡电流方向，说明正电荷向上极板聚集，所以电容器正在充电，电容器充电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化，所以A、D选项正确．
答案　AD
3．在LC振荡电路中，当电容器的电荷量最大时
(　　)．
A．电场能开始向磁场能转化
B．电场能正在向磁场能转化
C．电场能向磁场能转化完毕
D．磁场能正在向电场能转化
解析　在LC振荡电路中，当电容器所带的电荷量最大时，电场能最大，磁场能最小，是电场能开始向磁场能转化的时刻，也是磁场能向电场能转化完毕的时刻，故选A.
答案　A
知识点二　LC振荡电路的周期
4．在LC回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
解析　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；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；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；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C，达到增大振荡频率的目的，D正确．
答案　D
5．某种电子钟是利用LC振荡电路来制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1
min，造成这种现象的可能原因是
(　　)．
A．L不变，C变大了
B．L不变，C变小了
C．L变小了，C不变
D．L、C均变小了
解析　根据周期T＝2π可知，钟表变快是因为LC电路的周期变小了．
答案　BCD
知识点三　麦克斯韦电磁理论
6．下列关于电磁场理论的叙述正确的是
(　　)．
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B．周期性变化的磁场产生同频率的变化电场
C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
解析　变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流．若无闭合回路电场仍然存在，A正确．若形成电磁场必须有周期性变化的电场或磁场，B对，C、D错．
答案　AB
7．下列说法正确的是
(　　)．
A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场
D．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波
解析　电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故B错、C对；恒定电流周围存在稳定磁场，A对．电磁波的形成必须有周期性变化的电磁场互相激发，D项错．
答案　AC
8．某电路中电场随时间变化的图象如下列各图所示，能发射电磁波的电场是(　　)．
解析　图A中电场不随时间变化，不会产生磁场．图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波．图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波．
答案　D
知识点四　电磁波
9．所有电磁波在真空中传播时，具有的相同物理量是
(　　)．
A．频率
B．波长
C．能量
D．波速
解析　不同电磁波在真空中传播时，只有速度相同，即为光速．
答案　D
10．电磁波与机械波相比较，下列说法正确的是
(　　)．
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速度都相同，机械波的速度大小取决于介质
C．机械波有横波、纵波，而电磁波只有横波
D．机械波和电磁波都具有一切波的特性
解析　电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，A正确．不同频率的机械波在同一种介质中传播速度相同(例如男女声大合唱)，不同频率的电磁波在同一种介质中传播速度不同(例如光的色散)，B不对．由二者的特性可知C、D正确．
答案　ACD
11.某空间出现了如图3－1－9所示的一组闭合电场线，这可能是(　　)．
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增强
C．沿BA方向磁场在迅速增强
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
解析　根据电磁感应，闭合回路中的磁通量发生变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断．根据麦克斯韦电磁场理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中电荷受到了电场力作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知，选项A、C正确．
答案　AC
12.如图3－1－10所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速度v0沿逆时针方向匀速转动．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球的带电量不变，那么(　　)．
A．小球对玻璃环的压力不断增大
B．小球受到的磁场力不断增大
C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动
D．磁场力对小球一直不做功
解析　玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向．在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．
小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F＝Bqv，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力．考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力F不一定始终在增大．
磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功．
答案　CD
图3-1-8
图3-1-9
图3-1-10