内容正文:
第3节 初识电磁波及其应用 作业
一、选择题
1.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
2.当LC振荡电路中的电流达到最大值时,电感L中磁场的磁感应强度B和电容器C中电场的场强E是( )
A.B和E都达到最大值
B.B和E都为零
C.B达到最大值而E为零
D.B为零而E达到最大值
3.LC振荡电路中,平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图所示,则与图中A点相对应的是( )
A.电路中的振荡电流最大
B.电路中的磁场能最大
C.电路中的振荡电流为零
D.电容器两极板所带电荷量最少
4.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波必须依赖介质传播
B.电磁波可以发生衍射现象
C.电磁波不会发生偏振现象
D.电磁波无法携带信息传播
5.在LC振荡电路中,由容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间( )
A. B.
C.π D.2π
6.(多选)在LC回路产生电磁振荡的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电容器放电完毕时刻,回路中磁场能最小
B.回路中电流值最大时刻,回路中磁场能最大
C.电容器极板上电荷量最多时,电场能最大
D.回路中电流值最小时刻,电场能最小
7.(多选)LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,则下列说法正确的是( )
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电
B.若电容器正在充电,则电容器下极板带正电
C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正增大
D.若电容器正放电,则自感电动势正在阻碍电流增大
8.(多选)在一个电子向一个质子运动的过程中(质子静止不动),则( )
A.可能发射电磁波
B.不可能发射电磁波
C.电子和质子组成的系统能量一定守恒
D.电子和质子组成的系统电荷量一定守恒
9.(多选)如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环内径的带正电的小球,正以速率v0沿逆时针方向匀速转动.若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场,设运动过程中小球带的电荷量不变,那么( )
A.小球对玻璃环的压力不断增大
B.小球受到的磁场力不断增大
C.小球先沿逆时针方向做减速运动,过一段时间后,沿顺时针方向做加速运动
D.磁场力对小球一直不做功
10.(多选)电磁波与机械波相比较,下列说法正确的是( )
A.电磁波的传播不需要介质,机械波的传播需要介质
B.电磁波在任何介质中的传播速度都相同,机械波的传播速度大小取决于介质
C.机械波有横波、纵波,而电磁波只有横波
D.机械波和电磁波都具有波的一切特性
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
11.利用荧光灯的频闪效应可以测定转速,现有大功率振荡器的LC回路,其电容为1 μF,电感为H,将它的振荡电流接到荧光灯上使之正常发光,在荧光灯照射下让一互成120°角的三叶电风扇转速由零缓慢增加,当第一次发现三叶片好像静止不动时,电风扇转速是多大?
参考答案:
1.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减小电容C,达到增大振荡频率的目的,D正确.]
2.C 3.C
4.B [电磁波具有波的共性,可以发生衍射现象,故B正确.电磁波是横波,能发生偏振现象,故C错.电磁波能携带信息传播,且传播不依赖介质,在真空中也可以传播,故A、D错.]
5.B [LC振荡电路的周期T=2π,其电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间t=T/4,所以t=.]
6.BC
7.BCD [由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向,由于题目中未标明电容器两极板带电情况,可分两种情况讨论.(1)若该时刻电容器上极板带正电,则可知电容器处于放电阶段,电流增大,则C对,A错;(2)若该时刻电容器下极板带正电,则可知电容器处于充电状态,电流在减小,则B对,由楞次定律可判定D对.]
8.AD [若电子向质子加速运动时,周围形成变化的电场,由麦克斯韦理论知在其周围产生磁场,若为变化的磁场则会产生电场……就可形成电磁波,A正确.由电荷守恒定律,可知D正确.]
9.CD [因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场,在周围产生稳定的涡旋电场,对带正电的小球做功.由楞次定律,判断电场方向为顺时针方向,在电场力作用下,小球先沿逆时针方向做减速运动,后沿顺时针方向做加速运动.
小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用:环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F洛,而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力,考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化,弹力FN和洛伦兹力F洛不一定始终在增大.
磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直,所以磁场力对小球不做功,故正确选项是C、D.]
10.ACD [电磁波的传播不需要介质,而机械波的传播需要介质,A正确.不同频率的机械波在同一种介质中传播速度不变(例如男女声大合唱),不同频率的电磁波在同一种介质中传播速度不同(例如光的色散),B不对.由二者的特性可知C、D正确.]
11.解析:振荡电流在一个周期内有两次峰值,因此荧光灯在一个周期内闪光两次,闪光的时间间隔为,而第一次看到三叶片不动就是在时间内每一叶片均转120°和相邻叶片原位置重合.
据LC振荡电路的周期公式T=2π得闪光的时间间隔
t=T=π=π s=0.02 s
由θ=ωt=2πnt得转速n=r/s= r/s=1 000 r/min.
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