课时跟踪检测(二十一) 电磁振荡 电磁场与电磁波（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(二十一)　电磁振荡　电磁场与电磁波 1.如图所示是空间中某磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像,在它周围空间产生的电场中的某一点的电场强度E应是 (　　) A.逐渐增强 B.逐渐减弱 C.不变 D.无法确定 2.(2025·苏州阶段练习)“中国天眼”位于贵州的大山深处,是500 m口径球面射电望远镜(FAST)。它通过接收来自宇宙深处的电磁波,探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是 (　　) A.麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场,空间将产生电磁波 B.电磁波在真空中传播的速度为3×108 m/s C.普朗克通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论 D.紫外线的波长比红外线长 3.(2025·宿迁高二检测)如图所示的LC振荡电路中,已知某时刻电流i的方向指向A板,则 (　　) A.若仅增大线圈的自感系数,振荡频率增大 B.若仅减小电容器的电容,振荡频率减小 C.若i正在减小,则线圈两端电压在增大 D.若i正在增大,此时A板带正电 4.(2025·淮安高二检测)如图甲所示,在LC振荡电路实验中,多次改变电容器的电容C并测得相应的振荡电流的周期T。以C为横坐标、T2为纵坐标,将测得的数据标示在坐标纸上并用直线拟合数据,如图乙所示,由图像可得线圈的自感系数约为 (　　) A.0.038 H B.0.375 H C.2.67 H D.26.7 H 5.(2025·江苏高考)如图所示,将开关S由a拨到b,使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻,能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图像是 (　　) 6.如图所示,LC振荡电路的电感L不变,电容C可调,要使振荡频率从700 Hz变为1 400 Hz。则可以采用的办法是 (　　) A.把电容C增大到原来的4倍 B.把电容C增大到原来的2倍 C.把电容C减小到原来的 D.把电容C减小到原来的 7.电磁波与机械波相比较,下列说法不正确的是 (　　) A.电磁波传播不需要介质,机械波需要介质 B.电磁波在任何介质中传播速度都相同,机械波在同一介质中传播速度相同 C.电磁波和机械波都能产生干涉 D.电磁波和机械波都能产生衍射 8.(2025·徐州高二检测)学习了自感、互感后,某同学设计了如图所示的“呼吸灯”电路。电路中电源为两节干电池,A、B是规格相同、额定电压均为2.5 V的灯泡,L是自感系数较大、电阻可以忽略不计的线圈,C是电容较大的电容器。闭合开关,待电路稳定后突然断开开关,两灯开始“呼吸”,下列说法正确的是 (　　) A.闭合开关S的瞬间,A灯先亮 B.电流稳定后,A灯亮,B灯熄灭 C.电流稳定后断开开关S的瞬间,电容器开始充电 D.自感系数L越大,电容C越大,“呼吸灯”的频率越高 9.(2025·丹阳高二月考)5G自动驾驶是基于 5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控,5G网络使用的无线电波通信频率是 3.0 GHz 以上的超高频段和极高频段,比4G(通信频率在0.3 GHz~3.0 GHz间)拥有更大的带宽,则下列说法正确的是 (　　) A.麦克斯韦通过自制的实验装置证实了电磁波的存在 B.在真空中5G信号比4G信号传播得更快 C.发射5G信号的LC振荡电路比发射4G信号的LC振荡电路的自感系数更大 D.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更加密集的基站 10.(2025·浙江温州阶段检测)图甲为智能停车位,车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时,相当于在线圈中插入铁芯,使自感系数变大,引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化,进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示,下列说法正确的是 (　　) A.t2时刻电容器C所带电荷量为零 B.t1~t2时间内,线圈L中磁场能在增大 C.t1~t2时间内,线圈L的自感电动势在增大 D.汽车正驶离智能停车位 11.(2025·苏州阶段测评)为了测量物体的位移,将与被测物体固定连接的电介质板插入平行金属板电容器C中,电容器C可通过开关S与电感线圈L或电源相连,如图所示。当开关S从a拨到b时,由电感线圈L和电容器C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化,可以推知被测物体的位移。关于此装置,下列说法正确的是 (　　) A.电源电动势越小,则振荡电流的频率越低 B.当电容器中电荷量最大时,电路中的电流也最大 C.当电感线圈L的自感电动势最大时,电容器中电场能最大 D.检测到振荡电流的频率增加,说明被测物体向左运动 12.图甲所示的LC振荡电路中电容器的电容为40 μF,图乙为电容器的电荷量q随时间t变化的图像,t=0时刻,电容器的M极板带正电。下列说法中正确的是 (　　) A.图甲中线圈的自感系数L=0.01 H B.0~t1时间内,线圈的磁场能不断减小 C.M、N极板之间的最大电压为50 V D.t1~t2时间内,电容器的N极板带正电 13.(4分)我国“嫦娥六号”探测器在进行月面软着陆和自动巡视勘察时,地面工作人员通过电磁波实现对探测器的控制。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。则发射器与探测器之间的距离为　　　　m,在发射器与探测器之间相当于有　　　　个波长。  14.(10分)如图所示,一LC回路的电感L=0.25 H、电容C=4 μF,在电容器开始放电时设为零时刻,上极板带负电,下极板带正电。π取3.14,求: (1)此LC振荡电路的周期T为多少?(2分) (2)当t=2.0×10-3 s时,电容器上极板带何种电荷?电流方向如何?(4分) (3)如果电容器两极板间电压最大为20 V,则在前内的平均电流为多大?(结果保留一位有效数字)(4分) 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(二十一) 1．选C　由题图可知，磁场的磁感应强度均匀增强，根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，即电场强度E不变，C正确，A、B、D错误。 2．选B　麦克斯韦认为周期性变化的电场能激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，故A错误；电磁波在不同介质中的传播速度不同，其在真空中传播的速度为3×108 m/s，故B正确；赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故C错误；紫外线的波长比红外线短，故D错误。 3．选C　根据f＝可知，若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小；若仅减小电容器的电容，振荡频率增大，故A、B错误。若i正在减小，则线圈的磁场能正在减小，电容器中的电场能正在增大，电容器正在充电，电容器两极板所带电荷量增大，根据C＝可知，线圈两端电压在增大，故C正确。若i正在增大，则线圈的磁场能正在增大，电容器中的电场能正在减小，电容器正在放电，由题图所示电流方向可知，此时A板带负电，故D错误。 4．选A　根据T＝2π，可得T2＝4π2LC，T2－C 图像的斜率为k＝4π2L＝，可得L≈0.038 H，故选A。 5．选A　根据题意可知，将开关S由a调到b时，电容器和自感线圈L组成振荡电路，产生周期性迅速变化的振荡电流，同时向外辐射电磁波，电路中的能量在耗散，最大电流越来越小。故选A。 6．选D　由f＝知，电感L不变，振荡频率变为原来的2倍时，则电容C应减小到原来的，故D正确。 7．选B　电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，所有电磁波的传播速度只有在真空中才相同，在其他介质如玻璃中则不相同，而不同的机械波即使在同种介质中传播，速度一般也不相同，电磁波和机械波都能发生干涉和衍射现象，A、C、D正确，B错误。 8．选B　闭合开关S的瞬间，电容器C进行充电，B灯立刻变亮，线圈L对电流变化有阻碍作用，A灯慢慢变亮，电流稳定后，电容器C所在支路相当于断路，B灯熄灭，故A错误，B正确；电流稳定后断开开关S的瞬间，电容器的放电电流和线圈的自感电流方向相同，因此电容器先放电，故C错误；根据LC振荡电路周期T＝2π，可知自感系数L越大，电容C越大，则周期越大，又f＝，则“呼吸灯”的频率越低，故D错误。 9．选D　麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过自制的实验装置证实了电磁波的存在，故A错误；在真空中5G信号与4G信号传播得一样快，故B错误；5G信号比4G信号频率高，根据f＝可知，发射5G信号的LC振荡电路的自感系数更小，故C错误；因5G信号的频率比4G信号更高，则波长比4G信号更小，则5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更加密集的基站，故D正确。 10．选C　由题图乙可知，t2时刻电流为零，此时电容器C所带电荷量最大，故A错误；t1～t2时间内，电流逐渐减小，电容器充电，磁场能向电场能转化，线圈L中磁场能在减小，故B错误；t1～t2时间内，电流的变化率越来越大，根据E＝L可知，线圈L的自感电动势在增大，故C正确；由题图乙可知，振荡电路的周期变大，根据T＝2π 可知线圈的自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故D错误。 11．选C　振荡电流的频率f＝，则振荡电流的频率与电源电动势无关，故A错误；由LC振荡电路的规律可知，当电容器中电荷量最大时，电路中的电流为零，故B错误；当电感线圈L的自感电动势最大时，电容器正好充电完毕，电容器中电场能最大，故C正确；检测到振荡电流的频率增加，则电容减小，根据 C＝可知，电介质板被拔出，说明被测物体向右运动，故D错误。 12．选D　由题图乙可知T＝4π×10－3 s，由公式T＝2π，可得线圈的自感系数为L＝＝0.1 H，故A错误；由题图乙可知，0～t1时间内，电容器的电荷量减小，电容器内电场能不断减小，则线圈的磁场能不断增大，故B错误；由公式C＝，可得M、N极板之间的最大电压为Um＝＝5 V，故C错误；t＝0时刻，电容器的M极板带正电，0～t1时间内电容器放电，t＝t1时刻电容器电荷量减小到0，则t1～t2时间内，电容器反向充电，电容器的N极板带正电，故D正确。 13．解析：发射器与探测器之间的距离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：3.9×108　1.3×104 14．解析：(1)根据T＝2π，可得此LC振荡电路的周期为T＝6.28×10－3 s。 (2)当t＝2.0×10－3 s时，即＜t＜阶段，电容器反向充电，此时上极板带正电荷，电流方向为顺时针方向。 (3)如果电容器两极板间电压最大为20 V，则电容器的电荷量最大值为Qm＝CU＝8×10－5 C 则在前内的平均电流为 ＝＝ A≈5×10－2 A。 答案：(1)6.28×10－3 s　(2)正电荷　顺时针方向　(3)5×10－2 A $