烟台市第十中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：3.1电磁波的产生 课时训练（含解析）

3.1电磁波的产生
课时训练
1．如图所示，it图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像，在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中(
)．
A．Oa段
B．ab段
C．bc段
D．cd段
2．LC回路在电磁振荡过程中向外辐射电磁波如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（
）
A．电容器正在放电
B．电容器正在充电
C．电感线圈中的电流正在增大
D．该回路振荡过程中辐射的电磁波的频率越来越小
3．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
B．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
4．如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。当t=0时刻开关S置于b端，若LC振荡电路的周期T=0.04s。下列说法正确的是（　　）
A．t=0.01s时回路中的电流顺时针方向达到最大值
B．t=0.02s时电感线圈中的自感电动势值最小
C．t=0.01s~0.02s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大
D．t=0.04s~0.05s时间内，线圈中的磁场能逐渐减小
5．关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确的是（　　）
A．无线电波中，微波比长波更容易发生衍射
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能
6．在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻（　　）
A．电容器正在充电
B．振荡电流正在增大
C．线圈中的磁场正减弱
D．磁场能正在向电场能转化
7．最早测定电磁波在真空中的传播速度就是光速的物理学家是（　　）
A．法拉第
B．麦克斯韦
C．赫兹
D．惠更斯
8．在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则（　　）
A．0~0.5ms内，电容器C正在充电
B．0.5ms~1ms内，电容器上极板带正电荷
C．1ms~1.5ms内，Q点比P点电势高
D．1.5ms~2ms内，线圈的磁场能减少，磁感应强度增大
9．如图所示是一个水平放置的玻璃圆环型小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环型小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比，其方向竖直向下，设小球在运动过程中电荷量不变，那么(　　)
A．小球受到的向心力大小不变
B．小球受到的向心力大小不断增加
C．洛伦兹力对小球做了正功
D．小球受到的磁场力逐渐变大
10．如图所示为LC振荡电路某时刻的情况，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电
B．电感线圈中的电流正在减小
C．若仅增大电容器的电容，振荡频率增大
D．要有效地发射电磁波，振荡电路必须要有足够高的振荡频率
11．红外线、紫外线、射线、射线和射线中不属于电磁波的是________．
12．_______和_______是相互联系着的，形成一个不可分割的统一体，并从发生区域向周围空间传播，就形成了_______.
13．木棍在水面振动会产生________；说话是声带的振动在空气中形成________；与此相似，导线中电流的速度变化会在空间激起________，它虽然看不见、摸不到。但是它确实可以给我们传递各种信息。
14．电磁波的传播速度等于____________,与光速相同。为此麦克斯韦认为光是一种_____________。电磁波的传播速度等于________________的乘积。
参考答案
1．D
【解析】
某段时间里，回路的磁场能在减小，说明回路中的电流在减小，电容器充电，而此时M带正电，那么一定是给M极板充电，电流方向顺时针．由题意知t＝0时，电容器开始放电，且M极板带正电，结合it图像可知，电流以逆时针方向为正方向，因此这段时间内，电流为负，且正在减小，符合条件的只有图像中的cd段，故选D.
2．B
【解析】
AB．由右手螺旋定则可判断图示时刻电流方向为逆时针方向，又电容器下极板带正电，说明电容器正在充电，选项A错误，B正确；
C．电容器充电时，电容器上的电荷量增大，电流在减小，选项C错误；
D．由振荡电路的周期公式可知其周期不变，因此频率也不变，选项D错误。
故选B。
3．C
【解析】
A．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，只有非均匀变化的电场产生变化的磁场，故A错误；
B．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，故B错误；
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，故C正确；
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
4．C
【解析】
A．当开关S置于b端时，电容器开始放电，电容器上极板带正电，当时回路中的电流逆时针方向达到最大值，故A错误；
B．当时为电流逆时针电容器充电结束时，该时刻电流变化最快，自感电动势最大，故B错误；
C．在时间内，为给电容器充电，电容器下极板带正电，在时刻充电结束，电容器带电量最大，所以在这段时间内电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大，故C正确；
D．根据周期性可知，在时间内与时间内相同，为电容器放电过程，电场能逐渐减小而磁场能量逐渐增大的过程，故D错误。
故选C。
5．A
【解析】
A．
波长越长衍射现象越明显，无线电波中，长波比微波更容易发生衍射，故A错误，符合题意；
B．
周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确，不符合题意；
C．
电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故C正确，不符合题意；
D．
LC振荡电路放电过程中，电容带电量减小，回路电流增强，电场能转化为磁场能，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．B
【解析】
A．分析线圈中的磁场方向，根据安培定则可知，电流从向上向下流过线圈，分析电容器场强方向可知，上极板带正电，则电容器在放电，故A错误；
B．根据电磁振荡规律可知，电容器放电，振荡电流正在增大，故B正确；
CD．电容器放电，电场能向磁场能转化，磁场逐渐增强，故CD错误。
故选B。
7．C
【解析】
德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的波长和频率，证实了电磁波的传播速度等于光速；麦克斯韦预言了电磁波的存在；法拉第首次发现电磁感应现象，并进而得到产生交流电的方法；惠更斯建立向心力定律，提出动量守恒原理，并改进了计时器，故A、B、D错误，C正确；
故选C。
8．C
【解析】
A．由图乙可知，在0至0.5ms内，电路电流在增大，电容器正在放电，故A错误；
B．由图乙可知，在0.5ms至1ms内，电流是正的，即经过点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B错误；
C．由图乙可知，在1ms至1.5ms内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定律可知电感线圈下端电势高，上端电势低，即点比点电势高，故C正确；
D．由图乙可知，在1.5ms至2ms内，电路电流减小，磁场减弱，磁感应强度变小，电路处于充电过程，磁场能转化为电场能，磁场能减小，故D错误；
故选C。
9．BD
【解析】
A、由麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一个恒定的感应电场，由楞次定律可知，此电场方向与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小球做正功，小球的速度逐渐增大，向心力也随着增大，故A错误，B正确．C、洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误．D、带电小球所受洛伦兹力F=qBv，随着速度的增大而增大，故D正确．故选BD．
【点睛】
根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；并由楞次定律与洛伦兹力对运动电荷不做功，即可求解．
10．ABD
【解析】
A．从电流方向和磁感线看，电容器在充电，故A正确；
B．电容器充电过程中，电流会越来越小，线圈电流变小，故B正确；
C．根据振荡电路周期的公式
可知增大电容，周期增大，频率减小，故C错误；
D．要有效地发射电磁波，振荡电路必须要有足够高的振荡频率，振荡频率越高，发射电磁波的本领越强，故D正确。
故选ABD。
11．射线
【解析】
[1]电磁波组成：有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故不属于电磁波的为β射线。
12．正变化的电场
变化的磁场
电磁波
【解析】
[1][2][3]由麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，并从发生区域向周围空间传播，就形成了电磁波。
13．水波
声波
电磁波
【解析】
[1]木棍在水面振动会引起水上下的波动，从而产生水波；
[2]说话时声带的振动的会引起空气的振动并向外传播而形成使声波；
[3]导线中电流的迅速变化会在空间激起的交替变化电场和磁场，即电磁波，但电磁波是看不见、摸不到，但是我们可以用实验的方法探测到它，如只是在闭合或断开开关的瞬间才有“咔哒”声从收音机中传来；所以它是存在的。
14．
电磁波
波长与频率
【解析】
[1][2]电磁波的传播速度等于，即与光速相同，为此麦克斯韦认为光是一种电磁波，
[3]由波长、波速、频率间的关系可知，电磁波的传播速度等于波长与频率的乘积。