2022高中物理 第14章 電磁波 課時提升作業(yè)十七 14.1-14.2 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩 新人教版選修3-4

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1、2022高中物理 第14章 電磁波 課時提升作業(yè)十七 14.1-14.2 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩 新人教版選修3-4 一、選擇題(本題共3小題,每小題7分,共21分) 1.(多選)關于電磁場的理論,下列說法中正確的是(　　) A.變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場一定是變化的 B.變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場不一定是變化的 C.均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生的電場也是均勻變化的 D.振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的振蕩磁場 【解析】選B、D。麥克斯韋電磁場理論指出,如果場的變化是均勻的,產(chǎn)生新的場是穩(wěn)定的,如果場的變化是不均勻的,產(chǎn)生新的場也是變化的,振蕩電場按正弦(或余弦)規(guī)律變化,它產(chǎn)生的磁場也按

2、正弦(或余弦)規(guī)律變化。 【補償訓練】 (多選)關于物理學史,下列說法中正確的是　(　　) A.最早發(fā)現(xiàn)電和磁有密切聯(lián)系的科學家是奧斯特 B.電磁感應現(xiàn)象是特斯拉發(fā)現(xiàn)的 C.建立完整電磁場理論的科學家是麥克斯韋 D.最早證明有電磁波存在的科學家是赫茲 【解析】選A、C、D。1820年4月,丹麥科學家奧斯特在一次演講中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應;1831年,英國科學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象;19世紀中葉,英國科學家麥克斯韋建立了經(jīng)典電磁場理論;1886年,德國科學家赫茲證明了電磁波的存在。 2.(2018·石家莊高二檢測)如圖所示,LC振蕩電路中,已知某時刻電流i的方向指向A板,且正在

3、增大,則　(　　) A.A板帶正電 B.A、B兩板間的電壓在增大 C.電容器C正在充電 D.電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能 【解析】選D。電流i正在增大,磁場能增大,電容器在放電,電場能減小,電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,選項C錯誤,D正確;由題圖中i方向可知B板帶正電,選項A錯誤;由于電容器放電,電荷量減少,兩板間的電壓在減小,選項B錯誤。 3.(多選)(2018·鄭州高二檢測)LC振蕩電路在t1和t2時刻自感線圈中磁感線方向和電容器中極板帶電情況如圖所示,若t2-t1=,則　(　　) A.在t1時刻電容器正充電 B.在t2時刻電容器兩極板間電場正在增強 C.在t1時刻電路中電流正在

4、增大 D.在t2時刻自感線圈中磁場正在增強 【解析】選B、C。由t2-t1=知t2-t1=,從題圖可看出t1、t2兩個時刻自感線圈處的電流都是從左向右穿過自感線圈,由于電流方向是正電荷運動方向,t1時刻正電荷從左極板流出然后穿過自感線圈,正處于放電狀態(tài),只要是放電,振蕩電流就是增大的,故A不對,C對。t2時刻,電流從左向右通過自感線圈,而右極板帶正電,說明正電荷正往右極板上聚集,所以t2時刻電容器在充電,隨著極板上電荷增多,兩極板間電場增強,故B對。又由于充電過程振蕩電流總是減小的,故線圈中磁場也減弱,故D不對。 【補償訓練】(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,變化的磁場可以產(chǎn)生電場,當產(chǎn)生

5、的電場的電場線如圖所示時,可能是　(　　) A.向上方向的磁場在增強 B.向上方向的磁場在減弱 C.向上方向的磁場先增強,然后反向減弱 D.向上方向的磁場先減弱,然后反向增強 【解析】選A、C。在電磁感應現(xiàn)象的規(guī)律中,當一個閉合回路中由于通過它的磁通量發(fā)生變化時,回路中就有感應電流產(chǎn)生,回路中并沒有電源,電流的產(chǎn)生是由于磁場的變化造成的。麥克斯韋把以上的觀點推廣到不存在閉合電路的情況,即變化的磁場產(chǎn)生電場。判斷電場與磁場變化的關系仍可利用楞次定律,只不過是用電場線方向代替了電流方向。向上方向的磁場增強時,感應電流的磁場阻礙原磁場的增強而方向向下,根據(jù)安培定則感應電流方向如圖中E的

6、方向所示。選項A正確,選項B錯誤。同理,當磁場反向即向下的磁場減弱時,也會得到如圖中E的方向,選項C正確,選項D錯誤。 二、非選擇題(14分) 4.如圖所示,電源的電動勢為E,電容器的電容為C,線圈的電感為L。將開關S從a撥向b,經(jīng)過一段時間后電容器放電完畢。求電容器的放電時間,放電電流的平均值是多少。 【解析】電容器放電時間為T,與電源電動勢無關, 即t=×2π=π。 在T內(nèi)電流平均值為I===。 答案:π　 (1)(5分)(多選)關于電磁波,下列說法正確的是(　　) A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關 B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波

7、 C.電磁波在真空中自由傳播時,其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直 D.利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸 E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失 (2)(10分)有一LC振蕩電路,自感系數(shù)為30μH。電容可調(diào)范圍為1.2～270pF。求: ①回路產(chǎn)生電磁波的頻率范圍。 ②最大波長與最小波長的比值。 【解析】(1)選A、B、C。電磁波在真空中傳播速度不變,與波長、頻率無關,選項A正確;電磁波的形成是變化的電場和變化的磁場互相激發(fā)得到,選項B正確;電磁波傳播方向與電場方向和磁場方向垂直,選項C正確;光是一種電磁波,光可在光導纖維中傳播,選項D錯誤;電磁振蕩停止后,電磁波仍會在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播,選項E錯誤。 (2)①因為f=, 所以fmax== ×Hz=×109Hz。 fmin==×Hz=×108Hz 其電磁波的頻率范圍是:×108～×109Hz。 ②因為λ==c·2π, 所以===15 答案:(1)A、B、C　(2)①×108～×109Hz ②15