内容正文:
课时跟踪检测(十五) 电磁振荡 电磁波
1.关于麦克斯韦的电磁场理论,以下说法正确的是 ( )
A.在赫兹发现电磁波的实验基础上,麦克斯韦提出了完整的电磁场理论
B.麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在,赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在
C.变化的电场一定可以在周围的空间产生电磁波
D.变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场
2.(多选)下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的是 ( )
A.均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D.空间某个区域振荡变化的电场或磁场能产生电磁波
3.(多选)在LC振荡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,电路中磁场能最小
B.电路中电流值最大时刻,电路中磁场能最大
C.电容器极板上电荷量最多时,电场能最大
D.电路中电流值最小时刻,电场能最小
4.有关电磁场和电磁波,下列说法中正确的是 ( )
A.麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在
B.变化的电场一定产生变化的磁场
C.电磁波是纵波,能传播信息
D.频率为750 kHz的电磁波在真空中传播时,其波长为400 m
5.关于LC振荡电路,下列说法正确的是 ( )
A.一个周期内,电容器充、放电各一次
B.电容器极板间电压最大时,线圈中的电流最强
C.电容器开始充电时,线圈中的磁场能最强
D.电容器开始充电时,电场能最大
6.如图所示是一个LC振荡电路中电流的变化图线,下列说法正确的是 ( )
A.t1时刻电容器两极板间电压最大
B.t2时刻电容器两极板间电压为零
C.t1时刻电路中只有电场能
D.t1时刻电容器所带电荷量为零
7.如图所示,L是电阻不计的线圈,开关S闭合后电路中有稳定的电流,若t=0时刻断开S切断电源,则电容器A板所带电荷量q随时间变化的图线应是图中的哪一个 ( )
8.在LC振荡电路中,电容器C的带电荷量q随时间t变化的图像如图所示。在1×10-6 s到2×10-6 s内,关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长,下列说法正确的是 ( )
A.充电过程,波长为1 200 m
B.充电过程,波长为1 500 m
C.放电过程,波长为1 200 m
D.放电过程,波长为1 500 m
9.一个电容为C的电容器,充电至电压等于U以后,与电源断开并通过一个自感系数为L的线圈放电。从开始放电到第一次放电完毕的过程中,下列判断错误的是 ( )
A.振荡电流一直在增大
B.振荡电流先增大、后减小
C.通过电路的平均电流等于
D.磁场能一直在增大
10.(多选)如图所示,有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管,半径为R,有一带正电的粒子静止在管内,整个装置处于竖直向上的磁场中,要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动,所加磁场可能是 ( )
A.匀强磁场
B.均匀增加的磁场
C.均匀减少的磁场
D.由于洛伦兹力不做功,不管加什么磁场都不能使带电粒子运动
11.(8分)2024年6月2日6时23分,嫦娥六号月球探测器在鹊桥二号中继星支持下,成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。地面工作人员通过电磁波实现对嫦娥六号月球探测器的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长为λ=30 km,地面上的工作人员通过测量发现该电磁波由发射到被嫦娥六号月球探测器接收所用的时间为t=1.3 s,电磁波的速度为c=3×108 m/s。则在发射器与嫦娥六号月球探测器之间的距离相当于多少个波长?
12.(9分)在LC振荡电路中,线圈的自感系数L=2.5 mH,电容C=4 μF,π取3.14。
(1)该回路的周期是多大?(3分)
(2)设t=0时,电容器上电压最大,在t=9.0×1 s时,通过线圈的电流是增大还是减小?这时电容器处在充电过程还是放电过程?(6分)
课时跟踪检测(十五)
1.选B 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,而后赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在,A错误,B正确;根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的电场在周围空间产生稳定的磁场,此时不能产生电磁波,C错误;根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场,D错误。
2.选CD 均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场,不会产生电磁波,A、B错误;电磁波最早由麦克斯韦预测,由赫兹通过实验证实,C正确;振荡变化的电场或磁场能产生电磁波,D正确。
3.选BC 电容器放电完毕时,q=0,但此时i最大,所以磁场能最大,A错误;电流最小i=0时,q最多,极板间电场最强,电场能最大,D错误;同理分析,B、C正确。
4.选D 赫兹用实验证明了电磁波的存在,A错误;均匀变化的电场产生恒定的磁场,B错误;电磁波是横波,C错误;λ== m=400 m,D正确。
5.选C 电容器从开始充电到放电完毕才经历半个周期,一个周期内,电容器应充、放电各两次,A错误;电容器极板间电压最大时,电场能最大,此时磁场能为零,线圈中电流为零,B错误;电容器开始充电时,电场能为零,线圈中磁场能最大,C正确,D错误。
6.选D 由题图可知t1时刻电流i最大,t2时刻电流i为零,LC振荡电路中电流i最大时,说明磁场最强,磁场能最大,电场能为零,电容器电压、电荷量均为零;电流i最小时,各物理量大小随之与前述状态相反,A、B、C错误,D正确。
7.选C 开关S闭合时线圈L中有电源提供的向下的电流,其电阻为零,故两端无电压,与其并联的电容器未被充电,断开开关S,线圈与电源及滑动变阻器断开而与电容器C构成LC回路,线圈上原来的电源电流被切断,但由于自感,线圈上的电流不会立刻减弱为零,而要保持原来方向继续流动,并对电容器充电,这就使电容器A板带上负电荷并逐渐增多,当充电电流减为零时,电容器A板上的负电荷量达到最大值。因此,电容器A板上电荷量随时间变化的图线是C。
8.选A 由题图可知,在1×10-6 s到2×10-6 s内,电容器C的带电荷量由0增加到最多,因此是充电过程。电磁振荡的周期等于所发射的电磁波的周期,那么电磁波的波长为λ=cT=3×108×4×10-6 m=1 200 m,A正确。
9.选B 由电磁振荡的知识可知,在放电过程中振荡电流逐渐增大,放电完毕时达到最大,B错误,A正确;电容器储存电荷量q=CU,第一次放电完毕的时间为,T=2π,所以平均电流I== ,C正确;放电过程中电场能转化为线圈的磁场能,D正确。
10.选BC 磁场对静止的电荷不产生力的作用,但当磁场变化时可产生电场,电场对带电粒子产生电场力的作用,带电粒子在电场力作用下可以产生加速度,B、C正确。
11.解析:发射器与嫦娥六号月球探测器之间的距离x=ct=3.9×108 m
相当于电磁波波长的个数n==个=1.3×104个。
答案:1.3×104个
12.解析:(1)由电磁振荡的周期公式可得
T=2π=2×3.14× s
=6.28×10-4 s。
(2)因为t=9.0×10-3 s大约相当于14.33个周期,
而<0.33T<,
由电磁振荡的周期性知,当t=9.0×10-3 s时,LC回路中的电磁振荡处于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:
第一个内,电容器放电,电流由零增至最大;第二个内,电容器充电,电流由最大减小到零。
显然,在t=9.0×10-3 s时,即在第二个内,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
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