2022高中物理 第14章 电磁波 课时提升作业十七 14.1-14.2 电磁波的发现 电磁振荡 新人教版选修3-4

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1、2022高中物理 第14章 电磁波 课时提升作业十七 14.1-14.2 电磁波的发现 电磁振荡 新人教版选修3-4 一、选择题(本题共3小题,每小题7分,共21分) 1.(多选)关于电磁场的理论,下列说法中正确的是(　　) A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的 C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场 【解析】选B、D。麦克斯韦电磁场理论指出,如果场的变化是均匀的,产生新的场是稳定的,如果场的变化是不均匀的,产生新的场也是变化的,振荡电场按正弦(或余弦)规律变化,它产生的磁场也按

2、正弦(或余弦)规律变化。 【补偿训练】 (多选)关于物理学史,下列说法中正确的是　(　　) A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特 B.电磁感应现象是特斯拉发现的 C.建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦 D.最早证明有电磁波存在的科学家是赫兹 【解析】选A、C、D。1820年4月,丹麦科学家奥斯特在一次演讲中发现了电流的磁效应;1831年,英国科学家法拉第发现了电磁感应现象;19世纪中叶,英国科学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论;1886年,德国科学家赫兹证明了电磁波的存在。 2.(2018·石家庄高二检测)如图所示,LC振荡电路中,已知某时刻电流i的方向指向A板,且正在

3、增大,则　(　　) A.A板带正电 B.A、B两板间的电压在增大 C.电容器C正在充电 D.电场能正在转化为磁场能 【解析】选D。电流i正在增大,磁场能增大,电容器在放电,电场能减小,电场能转化为磁场能,选项C错误,D正确;由题图中i方向可知B板带正电,选项A错误;由于电容器放电,电荷量减少,两板间的电压在减小,选项B错误。 3.(多选)(2018·郑州高二检测)LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示,若t2-t1=,则　(　　) A.在t1时刻电容器正充电 B.在t2时刻电容器两极板间电场正在增强 C.在t1时刻电路中电流正在

4、增大 D.在t2时刻自感线圈中磁场正在增强 【解析】选B、C。由t2-t1=知t2-t1=,从题图可看出t1、t2两个时刻自感线圈处的电流都是从左向右穿过自感线圈,由于电流方向是正电荷运动方向,t1时刻正电荷从左极板流出然后穿过自感线圈,正处于放电状态,只要是放电,振荡电流就是增大的,故A不对,C对。t2时刻,电流从左向右通过自感线圈,而右极板带正电,说明正电荷正往右极板上聚集,所以t2时刻电容器在充电,随着极板上电荷增多,两极板间电场增强,故B对。又由于充电过程振荡电流总是减小的,故线圈中磁场也减弱,故D不对。 【补偿训练】(多选)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

5、的电场的电场线如图所示时,可能是　(　　) 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】选A、C。在电磁感应现象的规律中,当一个闭合回路中由于通过它的磁通量发生变化时,回路中就有感应电流产生,回路中并没有电源,电流的产生是由于磁场的变化造成的。麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况,即变化的磁场产生电场。判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律,只不过是用电场线方向代替了电流方向。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

6、方向所示。选项A正确,选项B错误。同理,当磁场反向即向下的磁场减弱时,也会得到如图中E的方向,选项C正确,选项D错误。 二、非选择题(14分) 4.如图所示,电源的电动势为E,电容器的电容为C,线圈的电感为L。将开关S从a拨向b,经过一段时间后电容器放电完毕。求电容器的放电时间,放电电流的平均值是多少。 【解析】电容器放电时间为T,与电源电动势无关, 即t=×2π=π。 在T内电流平均值为I===。 答案:π　 (1)(5分)(多选)关于电磁波,下列说法正确的是(　　) A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波

7、 C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 (2)(10分)有一LC振荡电路,自感系数为30μH。电容可调范围为1.2～270pF。求: ①回路产生电磁波的频率范围。 ②最大波长与最小波长的比值。 【解析】(1)选A、B、C。电磁波在真空中传播速度不变,与波长、频率无关,选项A正确;电磁波的形成是变化的电场和变化的磁场互相激发得到,选项B正确;电磁波传播方向与电场方向和磁场方向垂直,选项C正确;光是一种电磁波,光可在光导纤维中传播,选项D错误;电磁振荡停止后,电磁波仍会在介质或真空中继续传播,选项E错误。 (2)①因为f=, 所以fmax== ×Hz=×109Hz。 fmin==×Hz=×108Hz 其电磁波的频率范围是:×108～×109Hz。 ②因为λ==c·2π, 所以===15 答案:(1)A、B、C　(2)①×108～×109Hz ②15