课时作业十六 电磁振荡&电磁场与电磁波(Word练习)-【金榜题名】2026-2027学年高二物理选择性必修第二册高中同步学案（人教版）

课时作业(十六) A基础达标 1．陈敬熊是我国电磁场理论与天线技术专家，我国天线理论和制导雷达天线设计的主要开拓者之一，开创性提出了麦克斯韦方程直接求解法，解决了我国第一代地空导弹武器系统天线关键技术问题，为我国电磁场理论与微波技术发展做出了重大贡献。关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(　　) A．变化的电场一定会产生变化的磁场，同样，变化的磁场一定会产生变化的电场 B．光是一种电磁波，在任何介质中光速都为3×108 m/s C．赫兹通过实验验证了电磁波的存在 D．麦克斯韦观测到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象 【解析】　A．均匀变化的电场产生稳定的磁场，同样，均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A错误；B.光是一种电磁波，只有在真空中光速都为3×108 m/s，故B错误；C.赫兹通过实验验证了电磁波的存在，故C正确；D.赫兹观测到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象，故D错误。故选C。 【答案】　C 2．关于电磁波和声波，下列说法正确的是(　　) A．电磁波和声波的传播都需要借助于介质 B．电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而声波的波速大小与介质密切相关 C．电磁波和声波都能产生干涉和衍射现象 D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波 【解析】　A．电磁波的传播不需要借助介质，声波的传播需要借助介质，故A错误；B.电磁波和声波的传播速度都与介质有关，故B错误；C.电磁波和声波都是波，所以都能产生干涉和衍射现象，故C正确；D.电磁波是一种波，声波也是一种波，它们具有波的共性，但前者是电磁场在空间的传播，后者是机械振动在介质中的传播，不是同种性质的波，故D错误。故选C。 【答案】　C 3．下列关于电磁波的说法不正确的是(　　) A．任何变化的磁场周围一定有电场 B．只要空间某处有变化的电场和磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波 C．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁波 D．电磁波的理论在先，实践证明在后 【解析】　A．根据麦克斯韦的电磁场理论，任何变化的磁场周围一定有电场，故A说法正确，不符合题意；BC.只有振荡电场或振荡磁场，才会交替产生，形成电磁波，故B说法错误，符合题意；C说法正确，不符合题意；D.麦克斯韦先预言了电磁波的存在，而后赫兹证实了电磁波的存在，故D说法正确，不符合题意。故选B。 【答案】　B 4．(多选)在LC电路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电容器放电完毕时刻，电路中的磁场能最小 B．电路中的电流最大的时刻，电路中的磁场能最大 C．电容器极板上的电荷最多时，电场能最大 D．电容器放电完毕时刻，回路中电流最大 【解析】　ABD.电容器放电完毕时刻，回路中电流最大，磁场能最大，A错误，BD正确；C.电容器极板上的电荷最多时，极板间电场强度最大，电场能最大，C正确。故选BCD。 【答案】　BCD 5.(多选)理想的LC振荡回路中电流i随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．t1时刻，电容器的带电量最大 B．t2时刻，电路中的磁场能量最大 C．从t2时刻到t3时刻电路中的电场能不断增大 D．从t3时刻到t4时刻，电容器的带电量不断增大 【解析】　A．t1时刻，电路中电流最大，电容器的带电量最小，所以A错误；B.t2时刻，电路中电流最大，电容器带电量最小，磁场能量最大，所以B正确；C.从t2时刻到t3时，电路中电流先变小后变大，电场能先变大后减小，所以C错误；D.从t3时刻到t4时刻，电路中电流逐渐减小，电容器的带电量不断增大，所以D正确。故选BD。 【答案】　BD 6.(多选)如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向指向A板，A板带负电，则此时(　　) A．电流i正在增大 B．电容器C正在充电 C．线圈L两端电压在增大 D．可以通过减小两板的距离来减小振荡频率 【解析】　ABC.电流i的方向指向A板，而A板带负电，所以此时A板电荷量减小，电容器C正在放电，电流i正在增大，根据U＝可知线圈L两端电压在减小，故A正确，BC错误；D.LC振荡电路的频率为f＝，平行板电容器电容的决定式为C＝，可以通过减小两板的距离来增大电容C，从而减小振荡频率，故D正确。故选AD。 【答案】　AD 7．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是(　　) A B C D 【解析】　非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C正确。 故选C。 【答案】　C 8.LC振荡电路中，电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图所示，则t1～t2内极板间的电场强度方向和线圈内磁感应强度方向表示正确的是(　　) A. B. C. D. 【解析】　BD.t1～t2内极板电荷量在减小，且减小得越来越快，说明电容器在放电且电路电流越来越大，t1～t2内，上极板电量为正，说明下极板电量为负，极板间的电场强度方向由上指向下，故BD错误；AC.通过线圈的电流为逆时针(从上往下看)，则根据安培定则可知，线圈内磁感应强度方向向上，故A正确，C错误。故选A。 【答案】　A 9．中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称，九套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”，北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c＝3×108 m/s。则(计算结果保留两位有效数字) (1)求“中国之声”电台发出的电磁波波长； (2)如果收音机的接收装置是由LC电路组成，该接收装置里的线圈自感系数L＝4 mH，此时产生电谐振的电容多大？ 【解析】　(1)依题意，有f＝106.1兆赫＝1.061×108 Hz，λ＝，代入数据可得λ＝2.83 m (2)振动电路的周期为T＝2π ，f＝ 代入数据，可得C＝5.6×10－16 F 【答案】　(1)2.83 m　(2)5.6×10－16 F B能力提升 10．为了测量储液罐中液体的液面高度，有人设计了如图甲所示装置。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波，再使用乙图中的调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波，这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率，进而再通过振荡电路的振荡频率公式f＝即可获知电容C的值(L值已知)，从而测量油罐内的液面高度。已知平行板电容器正对面积、间距一定的条件下，电容C两极板间充入电介质增加(液面上升)时，电容C增大。则下列分析判断正确的是(　　) A．该装置适用于测量任意种类液体的液面高度 B．当储物罐内的液面高度降低时，所测到的LC回路中电流的振荡频率变小 C．当装置使用过久电源电动势减小时，测量的液面高度比真实值偏小 D．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关 【解析】　A．该装置适用于测量不导电液体的液面高度，选项A错误；B.当储物罐内的液面高度降低时，根据C＝，正对面积减小，则C减小，根据f＝ 所测到的LC回路中电流的振荡频率变大，选项B错误； CD.该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关，则当装置使用过久电源电动势减小时，振荡电路的周期和频率不变，则测量的液面高度比真实值不变，选项C错误，D正确。故选D。 【答案】　D 11．LC振荡电路如图所示，已知C＝9 μF、L＝10 mH，开关S断开时电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态，t＝0时将开关S闭合，已知油滴始终没有碰到两板，则(　　) A．t＝×10－4 s时电路电流减小 B．t＝3π×10－4 s时磁场能最大 C．t＝3π×10－4 s时油滴加速度最大 D．油滴将以初始位置为平衡位置做简谐运动 【解析】　A．回路的振荡周期T＝2π ＝2π× s＝6π×10－4 s，t＝0至t＝×10－4 s时刻，电容器处于放电过程，电路中的电流逐渐增大，所以A错误；B.t＝3π×10－4 s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，磁场能最小，所以B错误；C.t＝3π×10－4 s时，刚好半个周期，电容器反向充电完毕，两极板电荷量最大，电场强度最大，则油滴的电场力最大并且电场力方向向下，有qE＋mg＝ma，开始时有qE＝mg，解得a＝2g，所以其加速度最大，则C正确；D.根据题意可知，油滴带负电，一个周期内，油滴的合外力方向始终竖直向下，所以油滴始终朝下极板方向做变加速直线运动，则D错误；故选C。 【答案】　C 12．如图所示为LC电路产生电磁振荡的一个循环过程。从图中状态(a)开始，经过一个周期又回到初始态(e)，则对于方框中三个状态在该周期中出现的先后顺序正确的是(　　) A．①②③ B．③②① C．③①② D．②①③ 【解析】　在电磁振荡中，磁场能与电场能周期性地相互转化，电磁振荡过程如下图所示 故选C。 【答案】　C 13.麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是(　　) A．电容器正在充电 B．两平行板间的电场强度E在减小 C．该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场 D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值 【解析】　A．电容器内电场强方向向上，下极板带正电，根据电流的方向，正电荷正在流向下极板，因此电容器处于充电过程，A正确；B.电容器的带电量越来越多，内部电场强度越来越大，B错误；C.该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向，根据右手螺旋定则可知，电场产生的磁场逆时针方向(俯视)，C错误；D.当两极板间电场最强时，电容器充电完毕，回路的电流最小，因此产生的磁场最小，D错误。故选A。 【答案】　A 14.如图所示，一LC回路的电感L＝0.25 H，电容C＝4 μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求： (1)此LC振荡电路的周期为多少？ (2)当t＝2.0×10－3 s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？ (3)如电容器两板电压最大为10 V，则在前T/4内的平均电流为多大？ 【解析】　(1)根据T＝2π 可得此LC振荡电路的周期为 T＝2π s＝6.28×10－3 s (2)当t＝2.0×10－3 s时，即从t＝0时刻开始在第二个周期阶段，电容器反向充电，此时上板带负电荷，电流方向为逆时针方向； (3)如电容器两板电压最大为10 V，则电容器带电量最大值为Q＝CU＝4×10－5 C 则在前T/4内的平均电流为 ＝＝ A≈2.5×10－2 A 【答案】　(1)6.28×10－3 s　(2)负电　逆时针　(3)2.5×10－2 A 学科网（北京）股份有限公司 $$