17 课时精练(十四) 电磁波的产生-【正禾一本通】2024-2025学年高中物理选择性必修2同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版2019）

课时精练(十四)　电磁波的产生 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础达标] 1．下列关于电磁波的说法，正确的是(　　) A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 B．电场随时间变化时，一定产生电磁波 C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 C　[只有非均匀变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电场和磁场不能产生电磁波，A错误；均匀变化的电场，产生恒定的磁场，但是恒定的磁场不能产生电场，故不能产生电磁波，B错误；做非匀变速运动的电荷可以在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C正确；赫兹证实了电磁波的存在，D错误。] 2．关于电磁场的理论，下列说法正确的是(　　) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 D　[根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，故A错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，周期性变化的电场周围产生同频率的周期性变化的磁场。故B、C错误，D正确。故选D。] 3．声呐(水声测位仪)向水中发出的超声波遇到障碍物(如鱼群、潜水艇、礁石等)后被反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达则向空中发射的电磁波遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位。超声波与电磁波相比较，下列说法正确的有(　　) A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量 B．这两种波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播 C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时均具有较大的传播速度 D．这两种波传播时，在一个周期内均向前传播了两个波长的距离 A　[超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息，选项A正确；超声波属于机械波，只能在介质中传播，不可以在真空中传播，选项B错误；超声波与电磁波的波速均与介质有关，电磁波在空气中传播速度较大，超声波在空气中传播速度较小，选项C错误；这两种波在一个周期内均向前传播了一个波长的距离，选项D错误。] 4．电磁波与机械波具有的共同性质是(　　) A．都是横波 B．都能传输能量 C．都能在真空中传播 D．都具有恒定的波速 B　[电磁波是横波，但机械波有横波也有纵波，A错误；机械波的传播需要介质，两者在不同介质中波速不同，C、D错误；电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量，B正确。] 5.如图所示，氢原子中的电子绕核逆时针快速旋转，匀强磁场垂直于轨道平面向外，电子的运动轨道半径r不变，若使磁场均匀增强，则电子的动能(　　) A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 B　[磁场均匀增强，周围空间产生的电场是稳定的，由楞次定律判断可知，周围空间产生的电场在电子轨道平面内沿顺时针方向，电子受到的电场力沿逆时针方向，使电子加速，B项正确。] 6．在LC电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是(　　) A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期 B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零 C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大 D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积 D　[电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C，达到增大振荡频率的目的，D正确。] 7．(2022·广东肇庆高二期末)振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在1×10－6s～2×10－6s内，下列说法正确的是(　　) A．电容器C正在放电 B．电容器C正在充电 C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐增大 B　[由图像可知，在1×10－6 s～2×10－6 s内，极板上电荷量正在增大，说明LC振荡电路正在充电，回路中振荡电流正在减小，磁场能向电场能转化，故B正确。] 8．LC振荡电路的电容C＝556 pF，电感L＝1 mH，若能向外发射电磁波，则其周期是多少？电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少？(π取3.14，结果保留三位有效数字) 解析：　T＝2π＝2×3.14× s≈4.68×10－6 s。 LC振荡电路周期即其发射的电磁波的周期，电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的最短时间为，则t＝＝1.17×10－6 s。 答案：　4.68×10－6 s　1.17×10－6 s [能力提升] 9．某电路中电场随时间变化的图像如图所示，能发射电磁波的电场是(　　) D　[由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波，只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场，如此不断激发，便会形成电磁波。] 10．(2022·山东乐陵一中高三检测)LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图像如图所示，规定顺时针方向为电流的正方向，则在t1到t2时间内，电容器C的极板上所带电荷量及其变化情况是(　　) A．上极板带正电，且电荷量逐渐增加 B．上极板带正电，且电荷量逐渐减小 C．下极板带正电，且电荷量逐渐增加 D．下极板带正电，且电荷量逐渐减小 B　[t1到t2时间内，电流为负且增大，即逆时针增大，说明该过程是放电过程，由此可知上极板带正电，且其所带正电荷量逐渐减小，所以B正确，A、C、D错误。] 11．如图所示，电容器的电容都是C＝4×10－6 F，电感都是L＝9×10－4 H，图甲中开关S先接a，充电结束后将S扳到b；图乙中开关S先闭合，稳定后断开。两图中LC回路在电磁振荡t＝3.14×10－4 s时刻，C1正在________(选填“充”或“放”)电，上极板带________电(选填“正”或“负”)；L2中的电流方向向________(选填“左”或“右”)，磁场能正在________(选填“增大”或“减小”)。 解析：　先由周期公式求出T＝2π＝1.2π×10－4 s，t＝3.14×10－4 s时刻是开始振荡后的T，再看图甲电路对应的q -t图像(以上极板带正电为正)和图乙电路对应的i-t图像(以LC电路中电流逆时针方向为正)，图像都为余弦函数图像，如图所示。在T时刻，从图甲电路对应的q -t图像可以看出，C1正在充电，上极板带正电；从图乙电路对应的i-t图像可以看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。 答案：　充　正　左　增大 12．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5 mH，电容C＝4 μF。 (1)该回路的周期多大？ (2)设t＝0时，电容器上电压最大，在t＝9.0×10－3 s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器是处在充电过程还是放电过程？ 解析：(1)T＝2π ＝2×3.14× s＝6.28×10－4 s。 (2)因为t＝9.0×10－3 s相当于14.33个周期，<0.33T<T，所以当t＝9.0×10－3 s时，LC回路中的电磁振荡正处在一个周期中的第二个的变化过程中。 t＝0时，电容器上电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，回路中电流随时间的变化规律如图所示。一个周期中的第一个T内，电容器放电，电流由零增至最大；一个周期中的第二个T内，电容器被反向充电，电流由最大减小到零。显然，在t＝9.0×10－3 s时，即在一个周期中的第二个T内，线圈中的电流在减小，电容器正处在充电过程中。 答案：　(1)6.28×10－4 s　(2)减小　充电过程 学生用书第97页 学科网（北京）股份有限公司 $$