高中物理 第3章 電磁場與電磁波 3_1 麥克斯韋的電磁場理論 3_2 電磁波的發(fā)現(xiàn)學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-4

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第3章 3.1 麥克斯韋的電磁場理論 3.2 電磁波的發(fā)現(xiàn) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是(　　) A.電場一定能產(chǎn)生磁場，磁場也一定能產(chǎn)生電場 B.變化的電場一定產(chǎn)生磁場 C.穩(wěn)定的電場也可以產(chǎn)生磁場 D.變化的磁場一定產(chǎn)生電場 E.變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的、不可分割的電磁場 【解析】　根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的、不可分割的電磁場，E項(xiàng)正確；變化的電場一定產(chǎn)生磁場，穩(wěn)定的電場不產(chǎn)生磁場，故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確.同理知D正確. 【答案】　BDE 2.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(　　) A.只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波 B.電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度不相同 C.均勻變化的磁場能夠在空間形成電磁波 D.赫茲證明了電磁波的存在 E.電磁波在真空中具有與光相同的速度 【解析】　若只有電場和磁場，而電場和磁場都穩(wěn)定或電場、磁場僅均勻變化都不能產(chǎn)生電磁波，A、C錯(cuò)；光也是電磁波，在真空和介質(zhì)中傳播的速度不同，可判斷B、E正確；赫茲證明了電磁波的存在，D項(xiàng)正確. 【答案】　BDE 3.關(guān)于麥克斯韋的電磁理論及其成就，下列說法正確的是(　　) A.變化的電場可以產(chǎn)生磁場 B.變化的磁場可以產(chǎn)生電場 C.證實(shí)了電磁波的存在 D.預(yù)見了真空中電磁波的傳播速度等于光速 E.證實(shí)了真空中電磁波的速度等于光速 【解析】　選項(xiàng)A和B是電磁理論的兩大支柱，所以A和B正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最早證實(shí)了電磁波的存在，C錯(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)見了真空中電磁波的傳播速度等于光速，D正確，E錯(cuò)誤. 【答案】　ABD 4.某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖317所示，則此時(shí)刻(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：38910036】 圖317 A.振蕩電流i在減小 B.振蕩電流i在增大 C.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化 D.磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化 E.電容器極板上的電荷在增加 【解析】　解決問題的關(guān)鍵是根據(jù)電容器的兩極板的帶電情況和電流方向，判定出電容器正處于充電過程.由電磁振蕩的規(guī)律可知：電容器充電過程中，電流逐漸減小，電場能逐漸增大，磁場能逐漸減小，即磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化，故應(yīng)選擇A、D、E. 【答案】　ADE 5.在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器充電完畢尚未開始放電時(shí)，下列說法正確的是(　　) A.電容器中的電場最強(qiáng) B.電路里的磁場最強(qiáng) C.電場能已有一部分轉(zhuǎn)化成磁場能 D.磁場能已全部轉(zhuǎn)化成電場能 E.此時(shí)電路中電流為零 【解析】　LC振蕩電路電容器充電完畢，電容器中電場最強(qiáng)，磁場最弱，電場能和磁場能之間還沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化，故A、D、E正確. 【答案】　ADE 6.麥克斯韋建立了完整的電磁場理論，______用實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋預(yù)言的正確性，第一次發(fā)現(xiàn)了________，測定了電磁波的________和________，得到了電磁波的________，證實(shí)在真空中它等于________. 【解析】　赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了麥克斯韋電磁場理論的正確性，研究出電磁波的特點(diǎn)及其性質(zhì)，揭示了光的本質(zhì)是電磁波. 【答案】　赫茲　電磁波　波長　頻率　波速　光速 7. (2016攀枝花高二檢測)在如圖318所示振蕩電流的圖像中，表示電容器充電過程的有________；線圈中有最大電流的點(diǎn)是________；電場能轉(zhuǎn)化為磁場能的過程有________. 圖318 【解析】　根據(jù)it圖像，充電過程有a―→b、c―→d、e―→f，線圈中有最大電流的點(diǎn)是a、c、e，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能的過程有b―→c、d―→e. 【答案】　a―→b、c―→d、e―→f　a、c、e　b―→c、d―→e 8.如圖319所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為210－2 s，自振蕩電流沿逆時(shí)針方向達(dá)最大值開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝3.410－2s時(shí)，電容器正處于________(選填“充電”“放電”或“充電完畢”)狀態(tài)，這時(shí)電容器的上極板________(選填“帶正電”“帶負(fù)電”或“不帶電”). 圖319 【解析】　根據(jù)題意可畫出LC回路振蕩電流的變化圖像如圖，t＝3.410－2 s時(shí)刻即為圖像中的P點(diǎn)，正處于順時(shí)針電流減小的過程中，所以，電容器正處于反向充電狀態(tài)，上極板帶正電. 【答案】　充電　帶正電 [能力提升] 9.用麥克斯韋的電磁場理論判斷，下圖中表示電場(或磁場)產(chǎn)生磁場(或電場)的正確圖像是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：38910037】 【解析】　A圖中的左圖磁場是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁場理論可知，其周圍空間不會(huì)產(chǎn)生電場，A圖是錯(cuò)誤的；B圖中的左圖是均勻變化的電場，應(yīng)該產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，右圖的磁場應(yīng)是穩(wěn)定的，所以B圖正確；C圖中的左圖是振蕩的磁場，它能產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，且相位相差，C圖是正確的；同理E正確D圖錯(cuò)誤. 【答案】　BCE 10.不能發(fā)射電磁波的電場是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：38910038】 【解析】　由麥克斯韋電磁場理論，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場時(shí)(如A圖)，由于它不激發(fā)磁場，故無電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場(如B圖、C圖時(shí))，會(huì)激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會(huì)在較遠(yuǎn)處激發(fā)出電場，故也不會(huì)產(chǎn)生電磁波；只有周期性變化的電場(如D、E圖)，才會(huì)激發(fā)出周期性變化的磁場，它又激發(fā)出周期性變化的電場……如此不斷激發(fā)，便會(huì)形成電磁波. 【答案】　ABC 11.隱形飛機(jī)外形設(shè)計(jì)采用多棱折面，同時(shí)表面還采用吸波涂料，使被反射的雷達(dá)信號盡可能弱，從而達(dá)到隱身的目的.下列說法中正確的是(　　) A.戰(zhàn)機(jī)采用了隱形技術(shù)，不能反射電磁波，因此用肉眼不能看見 B.涂料隱形技術(shù)利用了干涉原理，對某些波段的電磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消 C.戰(zhàn)機(jī)速度超過音速，不能用超聲波雷達(dá)來探測 D.當(dāng)敵機(jī)靠近時(shí)，戰(zhàn)機(jī)攜帶的雷達(dá)接收的反射波的頻率小于發(fā)射頻率 E.當(dāng)敵機(jī)遠(yuǎn)離時(shí)，戰(zhàn)機(jī)攜帶的雷達(dá)接收的反射波的頻率小于發(fā)射頻率 【解析】　隱形戰(zhàn)機(jī)表面的涂料，對一些特定波長的電磁波來說，反射波相消干涉，B對，A錯(cuò)；由于聲音的速度小于戰(zhàn)機(jī)，因此不能用超聲波雷達(dá)探測，C對；當(dāng)敵機(jī)靠近時(shí)，單位時(shí)間接收的波數(shù)增加，即頻率升高，D錯(cuò).同理知E對. 【答案】　BCE 12.如圖3110所示的電路中，電容器的電容C＝1 μF，線圈的自感系數(shù)L＝0.1 mH，先將開關(guān)S撥至a，這時(shí)電容器內(nèi)有一帶電油滴恰能保持靜止.然后將開關(guān)S撥至b，經(jīng)過t＝3.1410－5s，油滴的加速度是多少？當(dāng)油滴的加速度為何值時(shí)，LC回路中的振蕩電流有最大值？(g取10 m/s2，π取3.14，研究過程中油滴不與極板接觸) 圖3110 【解析】　當(dāng)S撥至a時(shí)，油滴受力平衡，顯然油滴帶負(fù)電，有mg＝q…①，當(dāng)S撥至b后，LC回路中有振蕩電流，振蕩周期為T＝2π＝23.14 s＝6.2810－5s，當(dāng)t＝3.1410－5s時(shí)，電容器恰好反向充電結(jié)束，兩極板間場強(qiáng)與t＝0時(shí)等大反向.由牛頓第二定律得q＋mg＝ma…②，聯(lián)立①②式解得a＝20 m/s2，當(dāng)振蕩電流最大時(shí)，電容器處于放電完畢狀態(tài)，兩極板間無電場，油滴僅受重力作用，此時(shí)有mg＝ma′，解得a′＝10 m/s2.即當(dāng)油滴的加速度為10 m/s2時(shí)，LC回路中的振蕩電流有最大值. 【答案】　20 m/s2　當(dāng)a＝10 m/s2時(shí)LC回路中的振蕩電流有最大值.