高中物理人教版选修3.4 作业题 14.2 电磁波的发现 电磁振荡 Word版含解析

电磁波
　电磁波的发现
电磁振荡

一、选择题(1～8为单选，9～12为多选)
1．电磁波由真空进入介质中时，其波速变为原来的一半，则波长变为原来的(　A　)
A．一半 B．两倍
C．不变 D．无法判断
解析：电磁波在不同介质中传播时，频率不变．由v＝fλ知，v减半，则λ减半．
2．右图是某一固定面积的磁通量的变化图线，它在周围空间某一点激发的电场的场强E应是(　C　)
A．逐渐增强 B．逐渐减弱
C．不变 D．无法确定
解析：由题图知，磁通量均匀变化，而面积一定，故磁感应强度B均匀变化，故在其周围产生稳定的电场．
3．某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能产生电磁波的电场是(　D　)
解析：由麦克斯韦电磁场理论知，只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波．
4．声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的共同特征．下列说法正确的是(　A　)
A．声波的传播速度小于电磁波的传播速度
B．声波和电磁波都能引起鼓膜振动
C．电磁波都能被人看见，声波都能被人听见
D．二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波
解析：声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度；鼓膜的振动是空气的振动带动的，人耳听不到电磁波；人眼不能看到所有电磁波；二胡和电子琴发出的都是声波．
5．关于LC电路，下列说法正确的是(　C　)
A．一个周期内，电容器充、放电各一次
B．电容器极板上电压最大时，线圈中的电流最强
C．电容器开始充电时，线圈中的磁场能最大
D．电容器开始充电时，电场能最大
解析：一个周期内，电容器应充、放电各两次，A错误；电容器极板上电压最大时，电场能最大，此时磁场能为零，线圈中的电流为零，B错误；电容器开始充电时，电场能为零，线圈中的磁场能最大，所以C正确，D错误．
6．在LC振荡电路中，用以下哪种方法可以使振荡频率增大一倍(　D　)
A．自感系数L增大一倍，使平行板电容器两极间距缩小为原来的一半
B．自感系数L增大一倍，使平行板电容器两极板间距离增大一倍
C．自感系数L减小一半，使平行板电容器两极板的正对面积增大一倍
D．自感系数L减小一半，使平行板电容器两极板的正对面积减为原来的一半
解析：LC振荡电路频率公式f＝，要提高频率，必须减小L或C，当自感系数L和电容C都减小一半时，可以满足题目要求，所以D正确．
7．下图所示的是某时刻LC振荡电路中振荡电流i的方向，下列对甲、乙回路情况的判断正确的是(　B　)
A．若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大
B．若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器里的电场必定向下
C．若甲电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强
D．若乙电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板电荷必是上正下负
解析：据振荡电路特点知，若电路中电流正在增大，说明振荡电路正在放电，电容器里的电荷量在减少，电压也在减小，线圈的自感电动势也在减小；反之，若电流正在减小，说明电容器正在充电，各量相应的变化与上述相反．
8．已知LC振荡电路中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图乙所示，则(图中q为正表示极板1带正电)(　D　)
A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B．a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C．b、d两时刻电路中电流最大，方向相同
D．b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
解析：a、c两时刻电路中电容器带电量最多，电场能最大，电流为零，所以A、B均错误；b时刻为电容器极板1带正电，顺时针放电完毕瞬间，电流为顺时针最大；而d时刻为电容器极板2带正电，逆时针放电完毕瞬间，电流为逆时针最大，故C错误，D正确．
9．下列说法正确的是(　BD　)
A．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场
B．均匀变化的电场一定在其周围空间产生磁场
C．任何变化的电场一定在其周围空间产生变化的磁场
D．正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场
解析：只有变化的电场才能激发磁场，A错误；均匀变化的电场周围存在恒定的磁场，B正确，C错误；周期性变化的电场在其周围产生同频率的周期性变化的磁场，D正确．
10．下列关于LC振荡电路的说法中正确的是(　AC　)
A．电容器极板上的电荷量q最多时，电路中的电流i为零
B．电容器中的场强E不为零时，电路中的电流i一定不为零
C．线圈中的磁感应强度B不为零时，电路中的电流i一定不为零
D．电路中的电流不为零时，电容器中的场强E一定不为零
解析：q最大时，E、U也最大，i＝0，故A正确；E不为零，可能是最大，当E最大时，i＝0，故B错误；B与i同号同向，B不为零，则i一定不为零，故C正确；i不为零，可能达到最大，当i最大时，E＝0，故D错误．
11．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是(　CD　)
A．恒定的电场能够产生电磁波
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变
D．电磁波在传播过程中也传递了能量
解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，只有非均匀变化的电场、磁场能产生电磁波，A错误；电磁波的传播不需要介质，B错误；电磁波与机械波一样，在传播过程中频率不变，C正确；电磁波传播电磁振荡的运动形式和能量，D正确．
12．电磁波和机械波的共同点是(　AC　)
A．都有反射、折射、干涉、衍射等现象
B．它们的传播都需要介质
C．它们的传播都是能量的传播过程
D．它们在真空中传播速度相同
解析：电磁波的传播不需要介质，B错误；机械波在真空中不能传播，D错误．
二、非选择题
13．如图所示，LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10－2 s，自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，以逆时针方向电流为正，当t＝3.4×10－2 s时，电容器正处于充电状态(选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)．这时电容器上极板带正电(选填“带正电”“带负电”或“不带电”)．
解析：根据题意画出此LC电路的振荡电流的变化图象如图所示．
结合图象，t＝3.4×10－2 s时刻设为图象中的P点，则该时刻电路正处于反向电流减小过程中，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电．
14．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1 μF.在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间．手头上还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题．
(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
答案：(1)2g　(2)g
解析：(1)S断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，T＝2π＝2π×10－5 s，经＝π×10－5 s时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得a＝＝2g.
(2)线圈中电流最大时，电容器两板间的场强为零，由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下．