2022高中物理 第14章 電磁波 課時(shí)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(shí)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(guān)于電磁場(chǎng)的理論,下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的 B.變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)不一定是變化的 C.均勻變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)也是均勻變化的 D.振蕩電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生同樣頻率的振蕩磁場(chǎng) 【解析】選B、D。麥克斯韋電磁場(chǎng)理論指出,如果場(chǎng)的變化是均勻的,產(chǎn)生新的場(chǎng)是穩(wěn)定的,如果場(chǎng)的變化是不均勻的,產(chǎn)生新的場(chǎng)也是變化的,振蕩電場(chǎng)按正弦(或余弦)規(guī)律變化,它產(chǎn)生的磁場(chǎng)也按

2、正弦(或余弦)規(guī)律變化。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (多選)關(guān)于物理學(xué)史,下列說(shuō)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(xué)家是奧斯特 B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是特斯拉發(fā)現(xiàn)的 C.建立完整電磁場(chǎng)理論的科學(xué)家是麥克斯韋 D.最早證明有電磁波存在的科學(xué)家是赫茲 【解析】選A、C、D。1820年4月,丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特在一次演講中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng);1831年,英國(guó)科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象;19世紀(jì)中葉,英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論;1886年,德國(guó)科學(xué)家赫茲證明了電磁波的存在。 2.(2018·石家莊高二檢測(cè))如圖所示,LC振蕩電路中,已知某時(shí)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(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能 【解析】選D。電流i正在增大,磁場(chǎng)能增大,電容器在放電,電場(chǎng)能減小,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確;由題圖中i方向可知B板帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于電容器放電,電荷量減少,兩板間的電壓在減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 3.(多選)(2018·鄭州高二檢測(cè))LC振蕩電路在t1和t2時(shí)刻自感線(xiàn)圈中磁感線(xiàn)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(shí)刻電容器正充電 B.在t2時(shí)刻電容器兩極板間電場(chǎng)正在增強(qiáng) C.在t1時(shí)刻電路中電流正在

4、增大 D.在t2時(shí)刻自感線(xiàn)圈中磁場(chǎng)正在增強(qiáng) 【解析】選B、C。由t2-t1=知t2-t1=,從題圖可看出t1、t2兩個(gè)時(shí)刻自感線(xiàn)圈處的電流都是從左向右穿過(guò)自感線(xiàn)圈,由于電流方向是正電荷運(yùn)動(dòng)方向,t1時(shí)刻正電荷從左極板流出然后穿過(guò)自感線(xiàn)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(duì),C對(duì)。t2時(shí)刻,電流從左向右通過(guò)自感線(xiàn)圈,而右極板帶正電,說(shuō)明正電荷正往右極板上聚集,所以t2時(shí)刻電容器在充電,隨著極板上電荷增多,兩極板間電場(chǎng)增強(qiáng),故B對(duì)。又由于充電過(guò)程振蕩電流總是減小的,故線(xiàn)圈中磁場(chǎng)也減弱,故D不對(duì)。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng),當(dāng)產(chǎn)生

5、的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)如圖所示時(shí),可能是　(　　) A.向上方向的磁場(chǎng)在增強(qiáng) B.向上方向的磁場(chǎng)在減弱 C.向上方向的磁場(chǎng)先增強(qiáng),然后反向減弱 D.向上方向的磁場(chǎng)先減弱,然后反向增強(qiáng) 【解析】選A、C。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律中,當(dāng)一個(gè)閉合回路中由于通過(guò)它的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生,回路中并沒(méi)有電源,電流的產(chǎn)生是由于磁場(chǎng)的變化造成的。麥克斯韋把以上的觀(guān)點(diǎn)推廣到不存在閉合電路的情況,即變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。判斷電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化的關(guān)系仍可利用楞次定律,只不過(guò)是用電場(chǎng)線(xiàn)方向代替了電流方向。向上方向的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)而方向向下,根據(jù)安培定則感應(yīng)電流方向如圖中E的

6、方向所示。選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。同理,當(dāng)磁場(chǎng)反向即向下的磁場(chǎng)減弱時(shí),也會(huì)得到如圖中E的方向,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 二、非選擇題(14分) 4.如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為C,線(xiàn)圈的電感為L(zhǎng)。將開(kāi)關(guān)S從a撥向b,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后電容器放電完畢。求電容器的放電時(shí)間,放電電流的平均值是多少。 【解析】電容器放電時(shí)間為T(mén),與電源電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān), 即t=×2π=π。 在T內(nèi)電流平均值為I===。 答案:π　 (1)(5分)(多選)關(guān)于電磁波,下列說(shuō)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(wú)關(guān) B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直 D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信,但電磁波不能通過(guò)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(zhǎng)與最小波長(zhǎng)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(zhǎng)、頻率無(wú)關(guān),選項(xiàng)A正確;電磁波的形成是變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)互相激發(fā)得到,選項(xiàng)B正確;電磁波傳播方向與電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向垂直,選項(xiàng)C正確;光是一種電磁波,光可在光導(dǎo)纖維中傳播,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;電磁振蕩停止后,電磁波仍會(huì)在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。 (2)①因?yàn)閒=, 所以fmax== ×Hz=×109Hz。 fmin==×Hz=×108Hz 其電磁波的頻率范圍是:×108～×109Hz。 ②因?yàn)棣?=c·2π, 所以===15 答案:(1)A、B、C　(2)①×108～×109Hz ②15