高中物理-电磁波练习

高中物理-电磁波练习 1． 下列关于无线电波的发射和接收的说法正确的是

A ． 无线电波的传播方式只有天波和地波两种

B ． 音频信号只能以调频波的形式发射,而且频率越高,向外辐射能量的本领越大

C ． 接收无线电波的天线处于变化的电磁场中,并在天线中感应出同频率的振荡电

流

D ． 天线电波经天线接收后,必须经过调制后才能重现

【解析】无线电波的传播方式有天波、地波和直线传播三种方式,故A 错.

音频信号应经调制以后发射,而调制有调频和调幅两种,故B 也错.

接收无线电波的天线处于变化的电磁场中,由电磁感应定律可知,在天线中能感应出同频率的振荡电流,空间有多少频率的电磁波,就能感应出多少同频率的振荡电流,故C 正确.

天线电波经天线接收后,经解调(检波)后才能重现音频信号,故D 错.

【答案】C

2． 下列关于电磁场和电磁波的认识,正确的是

A ． 均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场

B ． 电磁波和机械波一样依赖于介质传播

C ． 只要空间某个区域有变化的电场或磁场,就能产生电磁波

D ． 电磁波中每处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直,且与电磁波的传播方向垂直

【解析】均匀变化的电场在它周围空间产生稳定的磁场,故A 错.

机械波依赖于介质传播,而电磁波在有无介质两种情形下都能传播,故B 也错.

只有非均匀变化(振荡)的电场或磁场,才能

产生不均匀变化(振荡)的磁场或电场,形成电磁

波,故C 也错.

电场强度的方向、磁感应强度的方向和电磁

波的传播方向如图13—3—6可知,它们互相垂

直,故D 正确.

【答案】D

3． 自感系数为L 的线圈和可变电容C 构成

收音机的调谐电路,为使收音机接收到f 1=550kHz 至f 2=1650kHz 范围内的所有电台的播音,则可变电容与f 1对应的电容C 1和与f 2对应的电容C 2之比为

A ．1∶3

B ．3∶1

C ．1∶9

D ．9∶1

【解析】收音机的天线能感应同频率的一切信号电流,只有与接收电路中的LC 电路振荡电流发生电谐振的电流信号才能耦合到下一级进行放大,故收音机中的LC 电路的频率变化范围应在f 1和f 2之间.由振荡电流的频率计算公式LC f π21

=可得：L

f C 2241π=,所以C 1∶C 2=9∶1

【答案】D

4． 一个LC 振荡电路的振荡周期为T 1,若使电容器的两极板相互移近一些,该电路与某一外来的周期为T 2的电磁波发生电谐振,则

A ．T 1＞T 2

B ．T 1＜T 2

C ．T 1=T 2

D ．T 1与T 2不能比较

【解析】振荡电路中振荡电流的周期公式为LC T π2=,而电容量kd

S C πε4=,当d 减不时,C 增大,振荡电流的周期T 也增大；发生电谐振时,表明LC 电路中固有周期等于外来的周期为T 2,故T 1＜T 2.

【答案】B

5． 在LC 电路产生电磁振荡过程中,电容器极板上的电荷量Q

随时间t 的变化图象如图13—3—7所示,由图象可知

A ． t 1和t 2两个时刻电路中电流最大,且方向相同

B ． t 1和t 3两个时刻电路中电流最大,但方向相反

C ． t 2和t 4两个时刻电路中电流最大,且方向相同

D ． t 2和t 4两个时刻电路中电流最大,且方向相反

【解析】由电量Q 与电场能的关系和电流与磁场能的关系可知,Q 最大时刻,电场能最大,磁场能最小,则电流为零,,反之Q 最小时,电流最大,所以t 2和t 4两时刻的电流最大；又因振荡电流按余弦规律变化,由图中可知,t 2和t 4相差半个周期,故方向恰好相反.

【答案】D

6．在真空中传播的、波长为15m 的电磁波,进入某一介质中传播时,传播速度为2×108m

／s,则其波长为 m ．

【解析】电磁波在真空的传播速度C=3×108m ／s,由波长、波速和频率的关系式可知,f=C

／λ=2×107Hz ；当电磁波由一种介质进入另一种介质时,其频率不变,故进入另一种介质时

的波长m m f C 1010

210278

=⨯⨯='='λ． 【答案】10

7．在LC 振荡电路中,如已知其电容C,并测得电路的固有振荡周期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在以C 为横

坐标,T 2为纵坐标的坐标纸上,图中用“×”表示的点,如图13—3—8所示,

(1)T 、L 、C 的关系为 ．

(2)根据图中给出的数据点作出T 2与C 的关系．

(3)求得的L 值是 ．

【解析】(1)LC 振荡电路中的T 、L 、C 的关系直接反映在周期公式上,即LC T π2=.

(2)由公式LC T π2=可得：T 2=4π2

LC,故两者的关系图线为直线,作图时应让更多的点落在直线上,不在直线上的点要尽可能均匀分布在直线的两侧,见图13—3—9所示. (3)在直线上任取两点,如坐标为(1.0,15)和(3.5,52)的两点,代入公式LC T π2=中,变形可得：

0.0375H H 101.0)-(3.53.1441015)-(52)(4147

-2-8

222≈⨯⨯⨯⨯===为直线斜率k k C T L ππ 【答案】(1) LC T π2= (2)见图13―3―9 (3)0.0375H

8．雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间是1μs,两次发射的

时间间隔为100μs,在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图13—3—

10所示,已知图中ab=bc,则障碍物与雷达之间的距离是多大？

【解析】图中a 、c 处的尖形波是雷达先后发射时出现的尖形波,b

处的尖形波是a 波经障碍物反射后由雷达接收到的无线电波,由ab=bc

可知,无线电波从发射到返回所用的时间t=50μs.

由2s=ct 得：s=ct ／2=3.0×108×50×10－6／2m=7.5×103m

【答案】7.5×103m

9．某电台的发射功率为P=10kW,发射电波的频率为500kHz,试求：

(1) 该波(无线电波)的波长；