广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：3.2电磁场与电磁波 课时训练（含解析）

3.2电磁场与电磁波
1．如图甲电路中，是电阻不计的电感器，是电容器，闭合开关，待电路达到稳定状态后，再断开开关，电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器中的电流方向从到为正，断开开关的时刻为，那么图乙中能正确表示电感器中的电流随时间变化规律的是（
）
A．
B．
C．
D．
2．在振荡电路中，当振荡电流为零时，下列说法中正确的是（
）．
A．电容器充电完毕，电容器的电荷量达到最大，场强也最大
B．磁场能开始向电场能转化
C．穿过线圈的磁通量最大
D．线圈中产生的自感电动势最小
3．关于物理定律的适用条件与应用，下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过实验直接证明了自由落体的物体做匀变速直线运动
B．牛顿将万有引力定律发表在《自然哲学的数学原理》中，并测得了引力常量
C．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场
D．麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，预言并首先捕捉到了电磁波
4．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法中正确的是
A．汤姆孙发现质子，揭开了研究原子结构的序幕。
B．卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型
C．麦克斯韦提出了电磁场理论，并实验证明了电磁波的存在
D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在
5．下列电磁波中频率最高的是
A．红外线
B．γ射线
C．紫外线
D．无线电波
6．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是（　　）
A．电场一定产生磁场，磁场一定产生电场
B．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
C．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
D．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
7．首先从理论上预见电磁波的存在和第一次用实验证实电磁波存在的科学家分别是
A．惠更斯、奥斯特
B．麦克斯韦、赫兹
C．伽利略、法拉第
D．赫兹、麦克斯韦
8．某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分.已知线圈自感系数L＝2.5×10—3H，电容器电容C＝，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则
A．LC振荡电路的周期
B．当时，电容器上极板带正电
C．当时，电路中电流方向为顺时针
D．当
时，电场能正转化为磁场能
9．近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为（
）
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B．一切物体均在不停地辐射红外线
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线
D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线
10．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是
A．电磁波是纵波，而机械波既有横波又有纵波
B．机械波和电磁波在传播时都需要介质
C．机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定
D．当机械波或电磁波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小
11．下列关于电磁场的说法中正确的是（
）
A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
B．任何变化的电场周围一定有磁场
C．周期变化电场和周期变化磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场
D．电磁波的理论在先，实践证明在后
12．要接收到载有音频信号的电磁波，并通过耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的（
）
A．调幅
B．调频
C．调谐
D．解调
13．关于电磁波，下列说法正确的是
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
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、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
14．下列关于电磁波的说法正确的是（
）
A．光是一种电磁波
B．变化的电场周围一定产生变化的磁场
C．电磁波是由麦克斯韦通过实验发现的
D．电磁波的传播不一定需要介质
参考答案
1．C
【解析】
S断开前，ab段短路，电流从，电容器不带电；S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量最大时，ab中电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流．
AD.电流从最大值开始变化；故A项不合题意，D项不合题意.
B.电流从负向最大开始减小；故B项不合题意．
C.电流的变化图象与分析过程相符；故C项符合题意.
2．A
【解析】在振荡电路中，振荡电流，由电容器极板上电荷量的变化率决定；当
时，
，则电容器充电完毕，电容器极板上电荷量
达到最大，又两极板电压，
，所以场强也最大，电场能最大，磁场能最小，此时电场能开始向磁场能转化，线圈中的磁通量最小；又线圈中的自感电动势，由电路中电流变化率决定，与电流大小无关，当
时，电流变化率最快，自感电动势有最大值．故选A．
3．C
【解析】
A.伽利略并没有用物体的自由落体实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而是运用小球在光滑斜面上的运动合理外推得到的，故选项A错误；
B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了引力常量，故选项B错误；
C.法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，故选项C正确；
D.麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，预言了电磁波的存在，是赫兹首先捕捉到了电磁波，故选项D错误；
4．B
【解析】
A、汤姆生发现了电子，A错误；
B、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型，B正确；
C、麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，C错误；
D、赫兹通过实验实验证明了电磁波的存在，D错误。
5．B
【解析】
根据电磁波谱可知，射线的波长最短，所以射线的频率最高，而红外线的频率最低，故选项B正确，A、C、D错误。
6．C
【解析】
麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的磁场产生恒定的电场，不均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场。
【详解】
AB．稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场，故A、B错误；
C．根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，故C正确；
D．均匀变化电场周围产生稳定的磁场，均匀变化磁场周围产生稳定的电场，故D错误。
【点睛】
本题主要考查了电磁场的产生，解题的关键是掌握麦克斯韦电磁场理论，较为简单。
7．B
【解析】
1864年，英国青年物理学家麦克斯韦在研究了当时所发现的电磁现象的基础上，建立了麦克斯韦电磁理论，并预言了电磁波的存在；1888年，德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故ACD错误，B正确。
8．C
【解析】
A项：由公式，故A错误；
B项：当，即电容器先放电再反向充电，所以电容器上极板带负电，故错误；
C、D项：当即，即电容器处于反向充电过程，所以电流方向为顺时针，磁场能正在转化为电场能，故C正确，D错误。
9．B
【解析】
一切物体均在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标，从而采取有效的行动.
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体，与结论不相符，选项A错误；
B．一切物体均在不停地辐射红外线，与结论相符，选项B正确；
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线，与结论不相符，选项C错误；
D．
“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线，与结论不相符，选项D错误；
10．C
【解析】
A.
电磁波是横波，而机械波既有横波又纵波，A错误。
B.
电磁波的传播不需要需要介质，可以再真空中传播，B错误。
C.
机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定，C正确。
D.
当电磁波从空气中进入水中时，频率不变，而介质的折射率变大，所以波速变小，则波长也变小，对于机械波从空气中进入水中时，频率不变，但波速变大，所以波长也变大，D错误；
11．BCD
【解析】
A.均匀变化的电场或磁场，不会在其周围产生电磁场，也不会有电磁波存在，故A项不合题意．
B.任何变化的电场周围一定有磁场，故B项符合题意．
C.周期变化电场和周期变化磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场，故C项符合题意．
D.麦克斯韦建立电磁波的理论在先，赫兹用实践证明在后，故D项符合题意．
12．CD
【解析】
要接收电磁波，收听节目就必须先把电磁波有选择性地接收下来，这一过程叫作调谐，然后把音频信号从电磁波中“卸载”下来，这一过程叫作解调，故选项A、B错误，选项C、D正确．
13．BC
【解析】
A、电磁波在真空中的传播速度恒为，A错误；
B、根据麦克斯韦电磁理论可得周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确；
C、变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场，电磁波是横波，电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直，且与传播方向垂直，C正确；
D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，D错误．
14．AD
【解析】
A、光是电磁波的一种，故选项A正确；
B、?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，故选项B错误；
C、电磁波是由麦克斯韦预言，赫兹用实验证实的，故选项C错误；
D、电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故选项D正确。