人教版高中物理选修3-4课时作业 14-1、2 电磁波的发现　电磁振荡 Word版含解析

一、单选题(每小题6分，共30分)
1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是(　A　)
A．在周期性变化的电场周围一定产生同频率的周期性变化的磁场，在周期性变化的磁场周围一定产生同频率的周期性变化的电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
D．在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场
解析：周期性变化的电场(或磁场)，产生同频率周期性变化的磁场(或电场)，A正确；均匀变化的电场(或磁场)，产生恒定的磁场(或电场)，在恒定的电场(或磁场)周围不存在磁场(或电场)．故B、C、D均错误．
2．甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处听电视转播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340 m/s)(　B　)
A．甲先听到声音　　　　　　　　B．乙先听到声音
C．甲、乙同时听到 D.不能确定
解析：声音传到甲所需时间为t1＝≈0.176 s，传到乙所需时间为t2＝＋≈0.018 s.
3．电磁波与机械波具有的共同性质是(　B　)
A．都是横波 B.都能传输能量
C．都能在真空中传播 D.都具有恒定的波速
解析：电磁波是横波，机械波可以是纵波，选项A错误；它们都能传输能量，选项B正确；机械波不能在真空中传播，选项C错误；它们从一种介质进入另一种介质，波速变化，选项D错误．
4．为了体现高考的公平、公正，很多地方高考时在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描．该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，以达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号等现象．由以上信息可知(　D　)
A．由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了
B．电磁波必须在介质中才能传播
C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内
D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的
解析：电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A错．电磁波可以在真空中传播，B错．由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出的电磁波信号，使手机不能正常工作，故C错误，D正确．
5．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球．已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是(　D　)
A．0　　　　　　　　　　　　B.r2qk
C．2πr2qk D.πr2qk
解析：感生电场是涡旋场，电荷在运动过程中，电场力始终做功．由U＝S可知电场强度E＝运动一周电场力做功W＝qE2πr＝πr2qk，D选项正确．
二、多选题(每小题8分，共40分)
6．在LC回路中，电容器两端的电压随时间t变化的关系如图所示，则(　AD　)
A．在时刻t1，电路中的电流最大
B．在时刻t2，电路中的磁场能最大
C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大
D．从时刻t3至t4，电容器的带电荷量不断增大
解析：电磁振荡中的物理量可分为两组：①电容器带电荷量q，极板间电压U，电场强度E及电场能为一组．②自感线圈中的电流i，磁感应强度B及磁场能为一组，同组量的大小变化规律一致；同增同减同为最大或为零．异组量的大小变化规律相反；若q、E、U等量按正弦规律变化，则i、B等量必按余弦规律变化．根据上述分析由题图可以看出，选项A、D正确．
7．根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是(　ABD　)
A．教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．工作时打点计时器必有磁场和电场
C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场
D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直
解析：教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确．
8．应用麦克斯韦的电磁场理论判断电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中上图表示变化的场，下图表示由它产生的另外的场)，正确的是(　BC　)
解析：A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A图中的下图是错误的．B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确．C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率的周期性变化的电场，且相位相差，C图是正确的．D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差π，故不正确．所以只有B、C两图正确．
9. 根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场．当产生的电场的电场线如图所示时，可能是(　AC　)
A．向上方向的磁场在增强
B．向上方向的磁场在减弱
C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱
D．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强
解析：若向上方向的磁场在增强，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则可知感应电流的方向如图中E的方向所示，A正确，B错误；同理，当磁场向下且减弱时，也会得到如图中E的方向，C正确，D错误．
10.要增大如图所示振荡电路的频率，下列说法中正确的是(　BD　)
A．减少电容器的带电荷量
B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置
C．在线圈中插入铁芯
D．将电容器的动片旋出些
解析：根据公式f＝可知要增大f，必须减小L和C二者之积．C跟电容器的带电荷量无关，减小两极板的正对面积、增大两极板间的距离，从两极板间抽出电介质都可减小电容C，故选项A不正确，D正确．线圈匝数越少，抽出铁芯，则L越小，可见B正确，C不正确．
三、非选择题(共30分)
11．(14分)在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即如图中用“×”表示的点．
(1)T、L、C的关系为T2＝4π2LC；
(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线；
答案：如图所示
(3)求得的L值．
答案：36.8 mH(35.1～38.9 mH都算对)
解析：(1)由周期公式T＝2π得T2＝4π2LC.
(2)由T2＝4π2LC，在L不变的情况下，T2为C的正比例函数，因此T2－C图线为过原点(0,0)的直线，图线如图所示．
(3)在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能大，由T＝2π得L＝，L＝，代入数据得L≈36.8 mH(在35.1～38.9 mH之间均正确)．
12．(16分)如图所示，线圈的自感系数L＝0.5 mH，电容器的电容C＝0.2 μF，电源电动势E＝4 V，电阻的阻值R＝10 Ω，不计线圈和电源的内阻，闭合开关S，待电路中电流稳定后断开S，求：
(1)LC回路的振荡频率；
(2)LC回路振荡电流的有效值；
(3)从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间．
答案：(1)1.6×104 Hz　(2)0.28 A　(3)4.7×10－5 s
解析：(1)根据f＝
得f＝ Hz≈1.6×104 Hz.
(2)开关S闭合，电路稳定时，流过线圈的电流
I＝＝ A＝0.4 A，
故LC回路振荡电流的峰值为0.4 A，则有效值
I有＝≈0.28 A.
(3)由T＝，得T＝6.25×10－5 s．S断开时，电容器上的带电荷量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，因此经T电容器上极板带正电荷最多，则最短时间为t＝×6.25×10－5 s≈4.7×10－5 s.