济南历城四中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：3.1电磁波的产生 达标作业（含解析）

3.1电磁波的产生
1．在LC振荡电路中，时刻和时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．在时刻电容器正在充电
B．在时刻电容器正在充电
C．在时刻电路中的电流处在减小状态
D．在时刻电路中的电流处在增大状态
2．为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是：（
）
A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数
C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯
D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数
3．在LC振荡电路中，当电容器的电荷量最大时（　　）
A．电场能正在向磁场能转化
B．电场能开始向磁场能转化
C．电场能向磁场能转化完毕
D．磁场能正在向电场能转化
4．预言了电磁波的存在，而且还揭示了电、磁、光现象在本质上是统一的物理学家是（　　）
A．洛伦兹
B．赫兹
C．法拉第
D．麦克斯韦
5．下列说法中正确的是　　
A．变化的磁场不能产生电场
B．变化的电场不能产生磁场
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在
D．电磁波能在真空中传播
6．关于电磁波的下列说法，正确的是(　　)
A．电磁波可以在真空中传播
B．电磁波不具有能量
C．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
D．赫兹预言了电磁波的存在
7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是
A．任何电场都会产生磁场
B．任何磁场都会产生电场
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在
D．电磁波是纵波，可以在真空中传播
8．下列说法中正确的有（??
）
A．满足F=﹣kx的振动是简谐运动
B．波可以发生干涉、衍射等现象
C．由波速公式v=λf可知，空气中声波的波速由f、λ共同决定
D．发生多普勒效应时波的频率发生了变化
E.周期性的振荡电场和振荡磁场彼此交互激发并向远处传播形成电磁波
9．如图所示的LC振荡回路，当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是（
）
A．振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零
B．振荡电流达到最大值时，磁场能最大
C．振荡电流为零时，电场能为零
D．振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半
10．关于电磁场和电磁波，正确说法是（　　）
A．电磁波传播速度总是
3×108m/s
B．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
C．电场和磁场总是相互联系，它们统称为电磁场
D．光是一种电磁波
11．如图所示，一LC回路的电感L=0.25H，电容C=4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求：
（1）此LC振荡电路的周期为多少？
（2）当t=2.0×10-3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？
（3）如电容器两板电压最大为10V，则在前T/4内的平均电流为多大？
12．如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。
13．如图所示的振荡电路中，线圈自感系数L=0.5H，
电容器电容C=2μF，
现使电容器上极板带正电，从接通电键K时刻算起。
（1）当t=3.0×10﹣2s时，电路中电流方向如何？
（2）经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？
参考答案
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
AC．由题图t1时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在放电，电流处于增大状态，选项AC错误；
BD．而由t2时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在充电，电流处于减小状态，选项B正确，D错误。
故选B。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
由LC振荡电路的周期为，为了增大LC振荡电路的固有频率可减小周期大小，增大电容器的正对面积电容增加，在线圈中放入铁芯电感增加，因此电路的周期增大，A错误；
电容器极板的面积减小电容增加，线圈匝数增加电感增加，B错误；
减小电容器的距离电容增加，放入贴心电感增加，C错误
减小电容器的正对面积则电容减小，减小线圈的匝数电感减小，因此周期减小频率增加，D正确
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
电容器上的q不断增加，说明电容器在不断充电，磁场能正在向电场能转化，当电荷量达到最大时，充电完毕，即磁场能向电场能转化完毕，也是电场能开始向磁场能转化，故ACD错误，B正确。
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上是统一的。ABC错误，D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
变化的磁场周围会产生电场，故A错误；变化的电场周围会产生磁场；故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在；但赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在；故C错误；电磁波可以在真空、固体、液体、气体中传播；故D正确；故选D．
6．A
【解析】
【详解】
A．电磁波既可以在介质中传播，也可以在真空中传播，故A正确；
B．电磁波能够传播能量，说明电磁波具有能量，它是一种物质，故B错误；
CD．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹第一个在实验室证实了电磁波的存在，故C、D错误；
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
A．变化的电场会产生磁场，这是麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点之一，故A错误；
B．变化的磁场会产生电场，这是麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点之一，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹实验验证了电磁波的存在，故BC正确；
D．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，形成电磁波，电场与磁场相互垂直，所以电磁波是横波，可以在真空中传播，故D错误．
故选C．
8．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A、在简谐运动的回复力表达式F=-kx中，对于弹簧振子，F为振动物体在振动方向受到的合外力，k为弹簧的劲度系数；对于单摆回复力为重力沿圆周的切向分力，故A正确．B、一切波都可以发生干涉和衍射现象，是波特有现象，故B正确．C、声波是机械波，机械波的波速由介质决定，故C错误．D、多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故D错误．E、变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，交替产生电场和磁场形成由近向远传播的电磁波，故E正确．故选ABE．
【点睛】
衍射、干涉是波所特有的现象，机械波的波速由介质决定；根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高．当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，交替产生，由近向远传播，形成电磁波．
9．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．当电流达最大时，此时磁场能是大，电场能最小，电容器上的带电量为零；故AB正确；
C．当电流为零时，充电完成，此时磁场能为零；电场能最大；故C错误；
D．由振荡电路的周期性可知，振荡电流相邻两次为零时间间隔等于振荡周期的一半；故D正确；
故选ABD．
点睛：电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化．注意形成记忆性的规律，以便于更快更准确的解题．
10．BD
【解析】
【详解】
A．电磁波只有在真空中传播速度才是3×108m/s，故A错误；
B．电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播。故B正确；
C．变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场。故C错误；
D．光是一种电磁波。故
D正确。
故选BD。
11．1）；（2）负电；逆时针。（3）
【解析】
【详解】
（1）根据可得此LC振荡电路的周期为
（2）当t=2.0×10-3s时，即从t=0时刻开始在第二个周期阶段，电容器反向充电，此时上板带负电荷，电流方向为逆时针方向；
（3）如电容器两板电压最大为10V，则电容器带电量最大值为
Q=CU=4×10-5C
则在前T/4内的平均电流为
12．见解析
【解析】
【详解】
当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间也产生了火花。
13．（1）顺时针方向电流
（2）
【解析】
(1)LC回路振荡的周期：
当t＝3.0×10－2
s时，t＝4.78T，即，
此时电容器正处于正向充电阶段，所以电流方向为顺时针．
(2)当接通开关S时，电容器开始放电，当电场能完全转化为磁场能时，磁场能第一次达到最大，此时
【点睛】该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，及Q=CU，公式的理解与应用．