上海市龙柏高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：3.2电磁波的发现 配套作业（含解析）

3.2电磁波的发现
1．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．在电场周围一定会产生磁场，在磁场周围一定会产生电场
D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
2．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )
A． B．
C． D．
3．下列关于电磁波的说法，正确的是
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．电场随时间变化时，一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
4．下列说法正确的是()
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．光需要介质才能传播
D．一束单色光由空气进入水中，传播速度和频率都改变
5．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()
A．在电场的周围，一定存在着由它激发的磁场
B．变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波
C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D．无线电波的波长小于可见光的波长
6．关于电磁场和电磁波理论，下面几种说法中正确的是
A．在电场的周围空间一定产生磁场
B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C．振荡电场在周围空间产生振荡磁场
D．交替产生的电磁场形成电磁波，只能在大气中传播
7．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．所有电磁波的频率相同
B．电磁波只能在真空中传播
C．电磁波在任何介质中的传播速度相同
D．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s
8．频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v，该电磁波的波长为（　 　）
A．vf B． C． D．f
9．如图为LC振荡电路在某时刻的示意图，则
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电
C．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电
D．若电容器上极板带负电，则自感电动势正在阻碍电流减小
10．图中的电路为理想LC振荡回路，此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图中所示，下列关于图示时刻电路的情况判断正确的是( )

A．电流方向从a到b
B．电路中的电场能在增加
C．电路中的磁场能在增加
D．把电容器的两极板间距离拉大，振荡电流的频率增大
11．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与线圈L或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期的振荡电流．当罐中的液面上升时电容器的电容________．LC回路的振荡频率________．
12．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为____________，在此处，每平方米的面积上每秒钟可接收到该电波的能量为____________．
13．振荡电路中的电容为30~390 pF，电感为88.6×10–3 H，振荡电路中产生的振荡电流的周期在什么范围内？如果电容器的电容为C1时，电路中的最大电流为I1，保持电容器的最大带电荷量不变，突然将C1减小到C2，电路中的最大电流为I2，试比较I1与I2．
14．一个LC振荡电路所发射的电磁波频率是106 Hz，求它在真空中的波长，当振荡电路电容器的电容增为原来的4倍时，所发射的电磁波频率为多少？
参考答案
1．A
【解析】解：A、电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，故A正确；
BC、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，恒定的电场不会产生磁场；故BC错误；
D、麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在；故D错误；
故选：A．
【考点】电磁波谱．
【专题】定性思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用．
【分析】电磁波是由变化电磁场产生的，电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在．
【点评】考查电磁波的组成，掌握均匀变化与非均匀变化的区别，知道电磁波的预言者与证实者的不同．
2．C
【解析】由电磁场理论，结合图象，则有：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误；故选C．
点睛：电磁场理论：均匀变化的磁场产生恒定电场，非均匀变化的磁场产生非均匀变化的电场．
3．C
【解析】只有变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电磁场不能产生电磁波，A错误；均匀变化的电场，产生稳定的磁场，但是稳定的磁场不能产生电场，故不能产生电磁波，B错误；做变速运动的电荷，做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C正确；赫兹证实了电磁波的存在，D错误．
4．A
【解析】电磁波在真空中以光速c传播，A正确；空气中的声波是纵波，故B错误；光可以在真空中的传播，不需要介质，C错误；一束单色光由空气进入水中，频率不变，D错误．
5．C
【解析】只有变化的电场才会产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，A错误；均匀变化的磁场产生恒定的电场，但是恒定的电场不会产生磁场，B错误；赫兹通过实验证实了电磁波的存在，C正确；依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线（伽马射线），故无线电波的波长大于可见光的波长，D错误．
6．C
【解析】试题分析：据麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．均匀变化的电场产生稳定磁场，均匀变化的磁场产生稳定电场．
只有变化的电场周围才能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，AB错误；振荡电场，就是周期性变化的电场，它产生的磁场也是周期性变化的，C正确；电磁波可以在真空中传播，D错误．
7．D
【解析】试题分析：A、电磁波包括：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波，其波长不同，即频率不同，故A 错误；
BCD、电磁波可以在真空中传播，速度为光速，在介质中的传播速度由介质决定，即在不同介质中传播速度不一样，故BC错误，D正确．
故选：D．
8．B
【解析】频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v，该电磁波的波长为，故选B.
点睛：电磁波的传播不需要介质，本身就是物质．电磁波的能量有高低，频率有大小，波长有长短，波速有快慢.
9．A
【解析】试题分析：在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．
若磁场正在减弱，根据楞次定律感应电流方向为向上，所以负电荷运动到下极板，上极板带正电，反之磁场增强，上极板带负电，此种情况，磁场能增大，电场能减小，电容器放电，自感电动势正在阻碍电流的增大，A正确．
10．BD
【解析】根据安培定则可以得到线圈中的电流为逆时针方向（俯视），即从b到a，故电容器正在充电；电场能增加，故磁场能减小，故AC错误，B正确；把电容器的两极板间距离拉大，电容减小；由LC回路的周期公式可得周期减小；故振荡电流频率增加，故D正确；故选BD．
点睛：根据磁场方向应用安培定则判断出电路电流方向、根据电场方向判断出电容器带电情况是正确解题的关键．
11．增大　 减小
【解析】
[1][2]．当罐中液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，根据T＝2π，可知LC回路的振荡周期T变大，又f＝，所以振荡频率变小．
【点睛】
本题要注意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，液体的高度越高，相当于插入的电介质越多，电容越大．属于简单题．
12．600m 2×10-6 J
【解析】
电磁波传播过程中的频率是不变的，根据求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量．
【详解】
电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故：；
每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为
13．1.0×10–6~3.69×10–6 s I2>I1
【解析】
T=2π
T1=2π=2×3.14×=1.0×10–6 s
T2=2π=2×3.14×=3.69×10–6 s
则其周期的范围为：1.0×10–6~3.69×10–6 s．
当电容器的电容突然减小时，放电速度加快，则周期变小，而一个周期通过电路的电荷量总量不变，所以电流会增大，则I2>I1．
14．5×105 Hz
【解析】
由波长公式可求得：
电磁震荡的频率为：

所以发射电磁波的频率为：
点睛：震荡电路的频率公式