高中物理 第十四章 电磁波 第1节 电磁波的发现 第2节 电磁振荡课时作业 新人教版选修3-4

亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……
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第十四章第1节电磁波的发现第2节电磁振荡
基础夯实
一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)
1．(吉林省扶余市第一中学2017～2018学年高二下学期期中)某电路中电场随时间变化的图象有如图所示几种情况，能发射电磁波的电场是( D )
解析：图A是稳定的电场，不能产生磁场，图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波；图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波。

故应选D。

2．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( A )
A．变化的电场一定能产生磁场
B．变化的磁场一定能产生变化的电场
C．恒定的电场一定能产生恒定的磁场
D．恒定的电场一定能产生恒定的电场
解析：变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场，A正确，B错误；恒定的电(磁)场，不能产生磁(电)场，C、D错误。

3．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，手机A拨手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的号码为12345670002。

若手机A置于一透明真空罩中，用手机B 拨叫手机A，则( B )
A．发出响声，并显示B的号码为12345670008
B．不发出响声，但显示B的号码为12345670008
C．不发出响声，但显示B的号码为12345670002
D．即不发出响声，也不显示号码
解析：电磁波可以在真空中传播，而声波传播则需要介质，当手机B拨打手机A时(A置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码，不能发出响声，即B正确。

4．为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是( D )
A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数
C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯D．减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数
解析：LC振荡电路的频率公式f＝
1
2πLC。

由此式可知增大固有频率f的办法是减小L或减
小C或同时减小L和C。

电容器两极板的正对面积增大，则C增大，正对面积减小，则C减小。

在线圈中放入铁芯或增加线圈的匝数，则L增大，减小线圈的匝数，则L减小。

综上可知只有选项D是正确的。

5．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。

6．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．向上方的磁场减弱，然后反向增强
解析：向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则感应电流方向如图中E的方向所示。

选项A正确，B错误。

同理，当磁场反向即向下的磁场减少时，也会得到如图中E的方向，选项C正确，D错误。

二、非选择题
7．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__T 2＝4π2LC ___；
(2)根据图中给出的数据点作出T 2与C 的关系图线；
(3)求得的L 值。

答案：(2)如图所示
(3)36.8mH(35.1～38.9mH 都算对)
解析：(1)由周期公式T ＝2π
LC 得T 2＝4π2LC 。

(2)由T 2＝4π2LC ，在L 不变的情况下，T 2为C 的正比例函数，因此T 2－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
LC 得L ＝T 24π2C ，L ＝ΔT 2
4π2ΔC
，代入数据得L ＝36.8mH(在35.1～38.9mH 之间均正确)。

能力提升
一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)
1．(物理与生活)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1000 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t 1＝60m 340m/s ＝0.176s ，传到乙所需时间为t 2＝1000km 300000 km/s
＋5m 340m/s
＝0.018s 。

2．(郑州一中网校2016年高二下学期期中联考)如图所示，L 是不计电阻的电感器，C 是电容器，闭合电键K ，待电路达到稳定状态后，再断开电键K ，LC 电路中将产生电磁振荡。

如果规定电感L 中的电流方向从a 到b 为正，断开电键K 的时刻为t ＝0，那么下列四个图中能够正确表
示电感中的电流随时间变化规律的是( B )
解析：在没有断开开关时，电流是从a流向b，当断开开关后，电流要减小，而线圈的感应电动势阻碍电流减少，则电流方向不变，大小在慢慢减小，当电容器充电完毕时，电流为零．接着电容器放电，电流方向与之前相反，大小在不断增大，故选B。

3．关于波的现象，下列说法正确的有( D )
A．电磁波具有偏振现象，电磁波是纵波
B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射
C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低
D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次为波速、波长、频率
解析：电磁波是横波，则能发生偏振现象，故A错误；光波从空气进入水中后，波速变小，根据v＝λf，可知，波长变小，因此不容易发生衍射，故B错误；波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故C错误；机械波、电磁波，都满足v＝λf，故D正确，故选D。

4．(西北大学附中2016年高二下学期期末)如图所示，i－t图象表示LC振荡回路的电流随时间变化的图象，在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间是图中( D )
A．Oa段B．ab段
C．bc段D．cd段
解析：根据题意，回路中电流在减小，给电容器充电，且M板带正电，则这段时间应是图中cd段，故选D。

5．LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是( ABD )
A ．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B ．若电容器正在放电，则电容器上极板带负电
C ．若电容器上极板带正电，则自感电动势正在减小
D ．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流减小
解析：若磁场正在减弱，由楞次定律可得线圈上端为正极，则电容器上极板带正电，故A 正确；若电容器正在放电，由安培定则可得电容器上极板带负电，故B 正确；若电容器上极板带正电，说明电容器在充电，磁场能转化为电场能，则线圈中电流应该减小，此时线圈中的自感电动势在增大，故C 错误；若电容器正在充电，则线圈自感作用，阻碍电流的减小，故D 正确。

6．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T ＝2πLC 的振荡电流。

当罐中的液面上升时( BC )
A ．电容器的电容减小
B ．电容器的电容增大
C ．LC 回路的振荡频率减小
D ．LC 回路的振荡频率增大
解析：不导电的液体是电介质，其介电常数大于空气的介电常数。

当液面上升时，由C ＝εS 4πkd
可知C 增大，由T ＝2π
LC 知周期增大，频率减小，B 、C 正确，A 、D 错误。

二、非选择题
7．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C ＝1μF 。

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×10－5s 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)电键断开时，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 ＝2πLC ＝2π×10－5s ，经T 2
＝π×10－5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 ＝F 电＋mg m
＝2g 。

(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得a ＝mg m ＝g ，方向竖
直向下。