山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：3.1电磁波的产生 跟踪训练（含解析）

3.1电磁波的产生跟踪训练
1．关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是（　　）
A．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，两者相互联系，统称为电磁场
B．电磁场从发生区域由近及远地传播就形成了电磁波
C．电磁波是一种物质，可在真空中传播，所以说真空中没有实物粒子，但有“场”这种特殊物质
D．电磁波在真空中的传播速度是3.0×108m/s
2．LC回路在电磁振荡过程中向外辐射电磁波。如图所示，为振荡电路某时刻的状态，以下说法正确的是（　　）
A．此时刻，电流正在增大
B．此时刻，线圈的自感电动势在变大
C．此时刻，电场能正在向磁场能转化
D．该回路振荡过程中辐射的电磁波的频率越来越小
3．将线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关连成如图所示的电路。先把开关置于1位置，为电容器充电。已知线圈的自感系数为，电容器的电容为。把开关置于2位置并开始计时，下列说法正确的是（　　）
A．时刻，回路中电流为零，磁场能全部转化为电场能
B．时刻，回路中电流最大，电场能全部转化为磁场能
C．从0时刻到时刻，电流由向流过电流表，电场能正向磁场能转化
D．从时刻到时刻，电流由到流过电流表，磁场能正向电场能转化
4．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（　　）
A．均匀变化的电场周围可产生电磁波
B．电磁波可能是横波，也可能是纵波
C．正交的电场和磁场叠加，形成了电磁场
D．一切电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s
5．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（　　）
A．麦克斯韦
B．奥斯特
C．爱因斯坦
D．法拉第
6．如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　）
A．此时电路中电流等于零
B．电容器正在充电
C．电感线圈中的电流正在增大
D．电容器两极板间的电场能正在减小
7．关于电磁场的理论，下列说法正确的是（
）
A．变化的电场周围产生磁场一定是变化的
B．变化的磁场周围产生的电场一定是变化的
C．均匀变化的磁场周围产生电场是均匀变化的
D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的
8．为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与电源或线圈L相连，如图所示。当S从a拨到b之后，由L与C构成的电路中产生振荡电流。那么（　　）
A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小
B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小
C．当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场能先变小后变大
D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L的自感电动势变大
9．如图为LC回路中电流随时间变化的图象，规定回路中顺时针电流方向为正。在t=T时，对应的电路是下图中的（　　）
A．
B．
C．
D．
10．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，电路电阻忽略不计，则此时（　　）
A．线圈
L两端电压在减小
B．A板带正电
C．电容器
C
正在充电
D．若只增大电容器两极板之间的距离，则振荡频率变大
11．___________预言电磁波的存在，而___________证实了电磁波的存在。
12．（1）麦克斯韦电磁场理论的内容是：_______，_______；
（2）电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是___的，并和该处电磁波的传播方向____，这就说明电磁波是___波；
（3）目前雷达发射的电磁波频率多在200
MHz至1000
MHz的范围内，请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题：
①雷达发射电磁波的波长范围是____；
②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离_____。
13．英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________（填“能”或“不能”）产生电场．已知电磁波在空气中的传播速度近似等于m/s，某广播电台的“经济、生活”节目的频率是1.03×108HZ，该电磁波在空气中的波长为______m．
14．磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况，如图所示，其中能产生电场的有__________图示的磁场，能产生持续电磁波的有____________图示的磁场。
A．
B．
C．
D．
参考答案
1．A
【解析】
A．只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，均匀变化的电场不能产生变化的磁场，均匀变化的磁场不能产生变化的电场，故A错误；
B．非均匀变化的电场周围产生变化的磁场，非均匀变化的磁场周围产生变化的电场且由近及远地传播就形成了电磁波，故B正确；
C．电磁波是一种物质，可在真空中传播，真空并不空，它有场这种物质，故C正确；
D．电磁波在真空中的传播速度总是3×108m/s，故D正确。
本题选不正确，故选A。
2．B
【解析】
A．根据图像可知，电流指向正极板，可知此时对电容器充电，故此时此刻电流正在减小，故A错误；
B．此时电路处于充电状态，故线圈的自感电动势在变大，故B正确；
C．此时电路处于充电状态，磁场能正在向电场能转化，故C错误；
D．根据
可知该回路振荡过程中辐射的电磁波的频率不变，故D错误。
故选B。
3．C
【解析】
A．根据电路图可知时刻，回路中电流最大，电场能全部转化为磁场能，A错误；
B．时刻，回路中电流为零，磁场能全部转化为电场能，B错误；
C．从0时刻到时刻，电容器放电，上极板的电子从移动，所以电流从从流过电流表，电场能正向磁场能转化，C正确；
D．从时刻到时刻，电容器充电，电流从流过电流表，磁场能正向电场能转化，D错误。
故选C。
4．D
【解析】
AC．周期性变化的电场可产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场可产生周期性变化的电场，变化的电场和磁场交替出现，由近及远的向外传播形成电磁波，选项AC错误；
B．电磁波是横波，电场方向与磁场方向垂直，选项B错误；
D．一切电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，选项D正确。
故选D。
5．A
【解析】
建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦。
故选A。
6．B
【解析】
根据图示磁场方向结合电流流向图示中电容器的正极板，说明电容器正在充电，电路中电流不为零，此时电感线圈中的电流逐渐减小，磁场能转化为电场能，所以电容器两极板间的电场能正在增大，ACD错误，B正确。
故选B。
7．D
【解析】
AB.非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场，所以变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，但不一定变化．同理，变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的，故AB错误；
C.均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故C错误；
D.周期性变化的振荡电场一定产生同周期变化的振荡磁场，故D正确．
故选D。
8．A
【解析】
AB．两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，当液体的高度升高，相当于插入的电介质越多，电容增大，根据
电容C增大时，震荡的周期T增大，由
可以判定，LC回路的振荡频率f减小，故B错误，A正确；
C．当S从a拨到b之后的半个周期内，电容作为电源放电，电感产生电流，故磁场先变大，故C错误；
D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流逐渐增大，但电流变化越来越慢，故L自感电动势变小，故D错误。
故选A。
9．D
【解析】
由图像可知，在时电流最大，则回路中磁场能最大，电场能最小，说明电容器放电；由图可得，在的时间内，回路中的电流为顺时针方向，即顺时针方向的电流放电，电流从上级板流出，故ACD错误，D正确。
故选D。
10．AD
【解析】
ABC．由题可知，线圈中的电流从B到A，此时电流正在增大，表明电容器正在放电，所以B板带正电，A板带负电，电场能正在向磁场能转化，线圈L两端的电压在减小，故A正确，BC错误；
D．根据振荡的周期公式，则频率为
根据电容器的公式可知，当增大电容器两极板之间的距离时，电容器的电容C减小，从而使振荡的频率增大，故D正确。
故选AD。
11．麦克斯韦
赫兹
【解析】
[1]麦克斯韦预言了电磁波的存在。
[2]
赫兹证实了电磁波的存在。
12．变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
垂直
垂直
横
0.3
m～1.5
m
能
【解析】
（1）［1］［2］麦克斯韦电磁场理论的内容是：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；
（2）［3］［4］［5］电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是垂直的，并和该处电磁波的传播方向垂直，这说明电磁波是横波；
（3）①［6］由v=f可知，发射的电磁波频率为f1=200
MHz时，电磁波的波长
1＝＝m＝1.5
m
发射的电磁波频率为f2=1000
MHz时，电磁波的波长
2＝＝m＝0.3
m
故雷达发射电磁波的波长范围是0.3
m～1.5
m；
②［7］电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔来确定距离，所以能根据x＝vt确定雷达和目标间的距离。
13．能
2.9
【解析】
[1]麦克斯韦电磁场理论认为，变化的磁场能产生电场。
[2]由，代入已知数据，解得：
；
14．BCD
BD
【解析】
[1]．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场．故BCD都可以产生电场．
[2]．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故只有BD可以产生电磁波．