第04章 电磁振荡与电磁波 复习与提高-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第二册）

人教版新教科书高中物理选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波 复习与提高（解析版） A组 1．如图4-1所示，在磁感应强度B随时间t 变化的以下四种磁场中，哪些是能产生电场的？ 哪些是能产生电磁波的？说明你判断的理由。 【答案】根据“变化的磁场产生电场”可知，乙、丙、丁的磁场能产生电场。丙的磁场产生的是恒定电场，乙和丁的磁场产生的是变化的电场。根据“变化的电场产生磁场”可知，乙和丁的磁场能产生电磁波。 2.广播电台的短波、家用微波炉的微波、 DVD机的激光（可见光）、人体透视用的X线，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，请将它们按照频率由小到大排列。 【答案】 f1<f2<f3<f4 3.如图4-2所示，i-t图像表示LC振荡电路 的电流随时间变化的图像。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，则这段时间对应图像中哪一段？ 【答案】 c~d段 【解析】在t=0时刻，回路中电容器的M板带正电，说明逆时针方向的电流为正;回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，说明电流在减小，电流为顺时针方向，故对应c~d段。 4. 已知手机单端天线的长度为载波波长的 1/4 时，其感应电动势在天线中将达到最大值。 如果手机接收信号的载波频率为8.00×108 Hz， 这种手机的天线应设计为多长？ 【答案】9.38cm. 【解析】λ==0.375 m，=λ=9. 38 cm。 B组 1. 如图4-3所示，线圈的自感系数0.1 H， 电容器的电容40 μF，电阻R的阻值3 Ω，电源电动势1.5 V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b 为正，断开开关的时刻t＝0，请画出电感线圈中电流i随时间t变化的图像，并标明关键点的坐标值。 【答案】如上右图 【解析】由题意可知，开始时电流为正方向。Im=A=0.5 A，T=2π= 2π=4π10-3 s。 2.回旋加速器中的磁感应强度为B，被加 速的粒子的电荷量为q，质量为m，用LC振荡 器作为带电粒子加速的交流高频电源，电感L 和电容C的数值应该满足什么条件？ 【答案】 LC= 【解析】粒子回旋的周期T1=，振荡器的周期T2=2π，由T1=T2，得LC= 3. 有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时，问： （1）哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？ （2）如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可调电容器的电容调大一些还是调小一些？ 【答案】(1)397m (2)调小 【解析】 (1)频率为756 kHz的无线电波的波长 λ==397 m。 (2) 由λ=可知，波长λ减小，频率f增加，由电容器的电容C减小，故应该把调谐电路中可调电容器的电容调小。 4. 如图4-4，LC电路中，电容C为0.4 μF， 电感L为1 mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止。当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动，g取10 m/s2。求： （1）从S闭合开始计时，经2π×10-5 s时， 电容器内灰尘的加速度大小为多少？ （2）当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？ 【答案】 (1) 20 m/s2 (2) 10 m/s 【解析】(1)开关S断开时，带电灰尘恰好静止，有mg=Eq。开关S闭合后，LC振荡电路的周期T=2π=2π s=4π10-5s。所以t=2π10-5 s时，电容器内电场刚好与初始时刻大小相等、方向相反，有mg + Eq=ma1，解得a1=2g = 20 m/s2。 (2)线圈中电流最大时，电容器两极板的电压为0，有mg=ma2， 得a2=10 m/s2. 5. 某高速公路自动测速装置如图4-5甲所 示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波， 每次发射时间约为10-6 s，相邻两次发射时间间 隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏 上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无 线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。 根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽 车至雷达的距离。显示屏如图4-5乙所示，请 根据图中t1、t、t2的意义，结合光速c求出汽车车速的表达式。 【答案】 【解析】汽车两次反射无线电波时离雷达的距离分别为: x1=c X2=c，两次反射无线电波的时间间隔△t=-，汽车的位移Or =x1-x2，汽车车速v=。解得v=. $人教版新教科书高中物理选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波 复习与提高（原卷版） A组 1．如图4-1所示，在磁感应强度B随时间t 变化的以下四种磁场中，哪些是能产生电场的？