第十四章 第1节 电磁波的发现
第2节 电磁振荡
练能力、课后提升
一、选择题
1．(多选)在电磁学发展的过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
解析：选AC 由物理学史可知，奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A正确；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，B错误；库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，C正确；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，D错误．
2．(多选)(2019·江西南昌二中期中)用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t的变化规律，正确的是( )
解析：选ABD 恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，选项B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对于正弦曲线，t＝0时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，选项C错误，D正确．
3.已知穿过某一平面的磁通量随时间变化的规律，如图所示．则关于在该磁场周围的某位置产生的电场的电场强度( )
A．逐渐增强 B．逐渐减弱
C．不变 D．无法确定
解析：选C 由磁通量随时间变化的规律的图象可知，穿过平面的磁场在均匀变化，则在磁场周围产生的电场是稳定不变的，C正确．
4．下列对电磁波的特点的认识正确的是( )
A．电磁波在任何介质中的传播速度都为3×108 m/s
B．电磁波不能产生干涉现象
C．电磁波的传播方向可以与电场强度的方向一致
D．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短
解析：选D 电磁波只有在真空中传播的速度才为3×108 m/s，A错误；电磁波是一种波，它具有波的一切特征，能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，B错误；电磁波的传播方向与电场强度的方向垂直，C错误；电磁波在传播过程中频率不变，由于电磁波在介质中传播速度变小，由波动公式v＝λf知，波长变短，D正确．
5．(多选)下列说法正确的是( )
A．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
B．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
C．电磁波必须依赖于介质传播
D．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直
解析：选BD 只有变化的电场(磁场)周围才能产生磁场(电场)，并且均匀变化的电场(磁场)周围产生的磁场(电场)是稳定的，A错误；只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，电磁场就能由近及远地传播，形成电磁波，B正确；电磁波是周期性变化的电场与磁场交替激发由近及远传播的，所以传播不需要介质，C错误；变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场，电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直的，且与传播方向垂直，D正确．
6．如图所示，L是不计电阻的电感器，C是电容器，闭合电键K，待电路达到稳定状态后，再断开电键K，LC电路中将产生电磁振荡．如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，断开电键K的时刻为t＝0，那么下列四个图中能够正确表示电感中的电流随时间变化规律的是( )
解析：选B 电键闭合时，电流从a流向b为正，当断开电键后，电感器与电容器构成一振荡电路，此时ab中有正向最大电流随后形成振荡电流，根据振荡电流的规律，可知选项B正确．
7. (2019·潍坊一中期中)在如图所示的LC振荡电路中，已知线圈的自感系数不变，电容器为可调电容器，开始时电容器的电容为C0，欲使振荡电路的固有频率加倍．则电容器的电容应变为( )
A．4C0 B．2C0
C.C0 D.C0
解析：选D 由题意，固有频率变为原来的2倍，即周期变为原来的，由T＝2π知，L不变，只有C＝C0时符合要求，D正确．
8．(2018·西南大学附中期末)某LC振荡电路在正常工作，某一时刻回路中的电流沿顺时针方向，且此时上极板带正电如图所示．假设此时电流的大小为i，两板间的电势差用U表示，电容器所带的电荷量用q表示，线圈中的磁场能用EB表示，线圈周围的磁感应强度用B表示．则此时( )
A．i和EB都在逐渐增大 B．U正在增大
C．q正在减小 D．B正在增强
解析：选B 题图中标明电流方向为顺时针方向，且电容器上极板带正电，说明电容器正处于充电状态．电容器充电过程中，回路中电流减小，磁场能减小，A错误；电压正在增大，B正确；电场能增多，电容器带电量正在增大，C错误；线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，D错误．
9．(多选)图甲所示LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示(规定沿顺时针方向的电流为正)．则( )
A．0.5 s 至1 s时间内，电容器充电
B．0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电
C．1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能
D．1 s至1.5 s时间内，电容器下极板的电势高
解析：选AD 由题图乙可知，在0.5～1 s的时间内，电流为正方向，且电流值正在减小，由题意可知，LC回路中的电流是沿顺时针方向的，而且电容器C正在充电，由于充电电流是由电容器C的负极板流出，流向正极板，可知在0.5～1 s的时间内电容器C的上极板带负电，下极板带正电，选项A正确，B错误；在1～1.5 s的时间内，电流为负方向，且电流瞬时值正在增大，所以电场能正在转化为磁场能，由题意可知，此时间内LC回路中的电流是沿逆时针方向的，所以电容器下极板的电势高，选项C错误，D正确．
10．(多选)LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若t2－t1＝，则( )
A．在t1时刻电容器正在充电
B．在t2时刻电容器两极间电场正在增强
C．在t1时刻电路中电流正在增大
D．在t2时刻自感线圈中磁场正在增强
解析：选BC 由t2－t1＝知t2－t1＝，从题图可看出t1、t2两个时刻螺线管处的电流都是从左向右通过螺线管，由于电流方向是正电荷运动方向，t1时刻正电荷从左极板流出然后通过螺线管，正处于放电状态，只要是放电，振荡电流就是增大的，故A错误，C正确；t2时刻，电流从左向右通过螺线管，而右极板带正电，说明正电荷正往右极板上聚集，所以t2时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两极间电场增强，故B正确；又由于充电过程振荡电流总是减小的，故线圈中磁场在减弱，故D错误．
二、非选择题
11．麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图所示，求该光波的频率．
解析：设光在介质中的传播速度为v，波长为λ，频率为f，则f＝①
又n＝②
联立①②式得f＝③
从波形图上读出波长λ＝4×10－7 m，代入数据解得f＝5×1014 Hz.
答案：5×1014 Hz
12．实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1 μF.在两极板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两极板间．还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：
(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
(2)当线圈中电流最大时，粉尘的加速度为多少？
解析：(1)开关断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，形成LC振荡电路，
T＝2π＝2π×10－5 s，经＝π×10－5 s时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，
由牛顿第二定律得a＝＝2g.
(2)线圈中电流最大时，电容器两极板间的场强为零，由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下．
答案：(1)2g (2)g，方向竖直向下
课件30张PPT。第1节 电磁波的发现
第2节 电磁振荡固知识、要点梳理感应电流 电场 电场力 定向 闭合电路 电场 电场 对称 磁场 磁场 周期性 周期性 变化的 变化 电场 磁场 电磁波 赫兹 方向 振荡电流 周期性 周期性变化 次数 练能力、课后提升点 击 进 入
