（浙江專版）2019年高中物理 第十四章 電磁波 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十七）電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩（含解析）新人教版選修3-4

電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩一、單項(xiàng)選擇題1建立完整的電磁場(chǎng)理論并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是()A法拉第 B奧斯特C赫茲 D麥克斯韋解析：選D麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論并且預(yù)言了電磁波的存在，選項(xiàng)D正確。2下列說法錯(cuò)誤的是()A變化的磁場(chǎng)周圍一定存在著電場(chǎng)，與是否有閉合電路無關(guān)B恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)D均勻變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)解析：選C變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí)，回路中有電流，若無閉合回路，電場(chǎng)仍然存在，A對(duì)；電場(chǎng)按其是否隨時(shí)間變化分為穩(wěn)定電場(chǎng)(靜電場(chǎng))和變化電場(chǎng)(如運(yùn)動(dòng)電荷形成的電場(chǎng))，穩(wěn)定電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有變化的電場(chǎng)周圍空間才存在對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，故C錯(cuò)，D對(duì)；恒定電流周圍存在穩(wěn)定磁場(chǎng)，B對(duì)。3關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流，下列說法中正確的是()A振蕩電流最大時(shí)，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度最大B振蕩電流為零時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)為零C振蕩電流增大的過程中，線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能D振蕩電流減小的過程中，線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能解析：選D振蕩電流最大時(shí)處于電容器放電結(jié)束瞬間，電場(chǎng)強(qiáng)度為零，A錯(cuò)誤；振蕩電流為零時(shí)，振蕩電流改變方向，這時(shí)的電流變化最快，電流變化率最大，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大，B錯(cuò)誤；振蕩電流增大時(shí)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，C錯(cuò)誤；振蕩電流減小時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，D正確。4在LC振蕩電路中，電容器上帶的電荷量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間是()A. B.C D2解析：選BLC振蕩電路的周期T2，其中電容器上的電荷量從最大值變到零所需的最短時(shí)間為t，只有選項(xiàng)B正確。5如圖所示的電路中，L是電阻不計(jì)的電感器，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩，如果規(guī)定電感器L中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時(shí)刻為t0，那么選項(xiàng)圖中能正確表示電感器中的電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律的是() 解析：選CS斷開前，ab段短路，電流從ba，電容器不帶電；S斷開時(shí)，ab中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流減小，給電容器充電，此時(shí)電流負(fù)向最大；給電容器充電過程，電容器充電量達(dá)到最大時(shí)，ab中電流減為零；此后，LC回路發(fā)生電磁振蕩形成交變電流。綜上所述，選項(xiàng)C正確。6有一LC振蕩電路，能產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的電磁波，若要產(chǎn)生波長(zhǎng)比原來短一些的電磁波，可用的措施為()A增加線圈匝數(shù)B在線圈中插入鐵芯C減小電容器極板正對(duì)面積D減小電容器極板間距離解析：選C由于電磁波傳播過程中波速vf恒定，因此欲使波長(zhǎng)變短，必須使頻率f升高，由于頻率f，所以，增加線圈匝數(shù)和在線圈中插入鐵芯，將使線圈自感系數(shù)L增大而降低頻率f；減小電容器極板間距將使電容C增大而降低頻率f；減小電容器極板正對(duì)面積將使電容C減小而升高頻率f?？梢姡x項(xiàng)C正確。二、多項(xiàng)選擇題7某LC回路電容器兩端的電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，則()A在時(shí)刻t1，電路中的電流最大B在時(shí)刻t2，電路中的磁場(chǎng)能最大C從時(shí)刻t2至t3，電路的電場(chǎng)能不斷增大D從時(shí)刻t3至t4，電容器的電荷量不斷增大解析：選BC由LC回路中各物理量的變化規(guī)律可知，時(shí)刻t1電容兩端電壓最高時(shí)，電路中振蕩電流為零，時(shí)刻t2電容兩端電壓為零，電路中振蕩電流最強(qiáng)、磁場(chǎng)能最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在t2至t3的過程中，從題圖可知，電容器兩板電壓增大，故電場(chǎng)能增加，選項(xiàng)C正確；而在t3至t4的過程中，電容器兩板電壓減小，電荷量同時(shí)減少，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8一個(gè)LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)，電容器電容為C，從電容器上電壓達(dá)到最大值U開始計(jì)時(shí)，則有()A至少經(jīng)過，磁場(chǎng)能達(dá)到最大B至少經(jīng)過，磁場(chǎng)能達(dá)到最大C在時(shí)間內(nèi)，電路中的平均電流是D在時(shí)間內(nèi)，電容器放電量為CU解析：選BCDLC振蕩電路周期T2，電容器電壓最大時(shí)，開始放電，至少經(jīng)時(shí)間，放電結(jié)束，此時(shí)電容器電荷量為零，電路中電流最大，磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大。因?yàn)镼CU，所以電容器放電量QCU，由I，所以I 。三、非選擇題9實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C1 F。在兩板帶有一定電荷時(shí)，發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩板間。還有一個(gè)自感系數(shù)L0.1 mH的電感器，現(xiàn)連成如圖所示電路，試分析以下兩個(gè)問題：(1)從S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過×105 s時(shí)，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？(2)當(dāng)粉塵的加速度為多大時(shí)，線圈中電流最大？解析：(1)S斷開時(shí)，電容器內(nèi)帶電粉塵恰好靜止，說明電場(chǎng)力方向向上，且F電mg，閉合S后，L、C構(gòu)成LC振蕩電路，T22×105 s，經(jīng)過×105 s時(shí)，電容器間的電場(chǎng)強(qiáng)度反向，電場(chǎng)力的大小不變，方向豎直向下，由牛頓第二定律得a2g。(2)線圈中電流最大時(shí)，電容器兩極間的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，由牛頓第二定律可得ag，方向豎直向下。答案：(1)2g(2)g，方向豎直向下10如圖所示，線圈的自感系數(shù)L0.5 mH，電容器的電容C0.2 F，電源電動(dòng)勢(shì)E4 V，電阻的阻值R10 ，不計(jì)線圈和電源的內(nèi)阻，閉合開關(guān)S，待電路中電流穩(wěn)定后斷開S，求：(1)LC回路的振蕩頻率；(2)LC回路振蕩電流的有效值；(3)從斷開S到電容器上極板帶正電荷最多所經(jīng)歷的最短時(shí)間。解析：(1)根據(jù)f得f Hz1.6×104 Hz。(2)開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，流過線圈的電流I0.4 A故LC回路振蕩電流的峰值為0.4 A，則有效值I有0.28 A。(3)由T2，得T6.28×105 s。S斷開時(shí)，電容器上的電荷量為零，然后電容器開始充電，且下極板帶正電，因此最短經(jīng)電容器上極板帶正電荷最多，則最短時(shí)間為t×6.28×105 s4.7×105 s。答案：(1)1.6×104 Hz(2)0.28 A(3)4.7×105 s- 5 -