課時跟蹤檢測（十四） 電磁波的產(chǎn)生

課時跟蹤檢測（十四）電磁波的產(chǎn)生A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．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，電容器兩極板間的電場強(qiáng)度最大B．振蕩電流為0時，線圈中自感電動勢為0C．振蕩電流增大的過程中，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化成電容器極板間的電場能D．振蕩電流減小的過程中，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電容器極板間的電場能解析：選D振蕩電流最大時為電容器放電結(jié)束瞬間，電場強(qiáng)度為0，A錯誤；振蕩電流為0時，LC回路振蕩電流改變方向，這時的電流變化最快，電流強(qiáng)度變化率最大，線圈中自感電動勢最大，B錯誤；振蕩電流增大時，電容器極板間的電場能轉(zhuǎn)化為線圈中的磁場能，C錯誤；振蕩電流減小時，線圈中磁場能轉(zhuǎn)化為電容器極板間的電場能，D正確。2．關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是()A．變化的磁場一定會產(chǎn)生變化的電場B．電磁波在真空中和介質(zhì)中傳播速度相同C．電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D．電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播解析：選C均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，故A項錯誤；電磁波在介質(zhì)中傳播速度比真空中的小，故B項錯誤；電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，故C項正確，D項錯誤。3.某空間中出現(xiàn)了如圖中虛線所示的一組閉合的電場線，這可能是()A．在中心點O有一靜止的點電荷B．沿AB方向有一段通有恒定電流的直導(dǎo)線C．沿BA方向的磁場在減弱D．沿AB方向的磁場在減弱解析：選C首先應(yīng)知道閉合的電場線是由變化的磁場產(chǎn)生的，故A、B錯誤；閉合的電場線類似于環(huán)形電流，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場方向由B→A，阻礙原磁場的變化，所以沿BA方向的磁場在減弱，或沿AB方向的磁場在增強(qiáng)，故C正確，D錯誤。4.如圖所示，某瞬間回路中電流方向如箭頭所示，且此時電容器的上極板A帶正電，則該瞬間()A．電流i正在增大，線圈L中的磁場能也正在增大B．電容器兩極板間的電壓正在增大C．電容器帶電荷量正在減小D．線圈中電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在增強(qiáng)解析：選B根據(jù)電流方向由電容器上極板帶正電可知，電容器正處于充電狀態(tài)，電容器充電過程中，回路中電流在減小，磁場能減小，電場能增大，電容器帶電荷量正在增大，電容器兩極板間的電壓正在增大，線圈中電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減弱，故只有B正確。5．(2021·南陽高二檢測)LC振蕩電路中，電容器兩極板上的電荷量隨時間變化的關(guān)系如圖所示，則()A．在t1時刻，電路中的電流最大B．在t2時刻，電路中的電流最大C．在t3時刻，電路中的電流最大，電感線圈兩端電壓最大D．t3～t4時間內(nèi)，電路中的電流不斷增大解析：選A在t1時刻，電容器極板上的電荷量為零，此時電容器放電完畢，電路中的電流最大，A正確。在t2時刻，極板上的電荷量最大，電路中的電流為0，B錯誤。在t3時刻，極板上的電荷量為0，電路中電流最大，電感線圈兩端電壓為0，C錯誤。t3～t4時間內(nèi)，極板上的電荷量不斷增大，電路中的電流不斷減小，D錯誤。6．某同學(xué)對機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是()A．機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波也適用B．機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C．機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D．機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波解析：選D機(jī)械波和電磁波有相同之處，也有本質(zhì)區(qū)別，但v＝λf都適用，A項正確；機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，B項正確；機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，電磁波可以在真空中傳播，C項正確；機(jī)械波有橫波和縱波，而電磁波是橫波，D項錯誤。7.如圖所示，閉合開關(guān)S，待電容器充電結(jié)束后，再斷開開關(guān)S，用絕緣工具使電容器兩極板距離稍稍拉開一些，在電容器周圍空間()A．會產(chǎn)生變化的磁場 B．會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場C．不會產(chǎn)生磁場 D．會產(chǎn)生振蕩的磁場解析：選C兩平行板電容器接入直流電源后兩極板間的電壓等于電源的電動勢，斷開開關(guān)后，電容器帶電荷量不變，由電容器定義式和平行板電容器公式可得兩板間電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，當(dāng)用絕緣工具將兩極板距離稍稍拉開一些，電容器兩板間的電場不發(fā)生變化，所以不會產(chǎn)生磁場，C正確。8．(多選)已知一理想的LC振蕩電路中電流變化規(guī)律與單擺振動的變化規(guī)律同步，若在電容器開始放電時計時(此時擺球位于最大位移處)，則()A．單擺勢能最大時，LC振蕩電路中的電場能最大，磁場能為0B．單擺速度逐漸增大時，LC振蕩電路中的電場能逐漸減小，磁場能逐漸增大C．單擺動能最大時，LC振蕩電路的電容器剛放完電，電場能為0，電路中電流為0D．單擺速度逐漸減小時，LC振蕩電路的電容器處于充電過程，電路中電流逐漸增大解析：選AB電場能為0時，磁場能達(dá)到最大，電路中電流最大，C錯誤；電容器充電過程中，電路中電流逐漸減小，所以D錯誤；對于A、B，首先要明確電路中的電流與單擺的速度相對應(yīng)，則一個周期內(nèi)變化如下表所示(擺球處于最低點時勢能為零)：時刻相關(guān)物理量t＝0(開始放電)t＝eq\f(T,4)t＝eq\f(T,2)t＝eq\f(3,4)Tt＝T電流i、磁場能0最大0最大0電場能(E電，q，U)最大0最大0最大速度v、動能Ek0最大0最大0勢能Ep最大0最大0最大由上表可知，第一組同步變化的是電流、磁場能和速度、動能；第二組同步變化的是電場能和單擺的勢能。由表可知選項A、B正確。9．在LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)L＝2.5mH，電容C＝4μF。則：(π取3.14)(1)該回路的周期多大？(2)設(shè)t＝0時，電容器上電壓最大，在t＝9.0×10－3s時，通過線圈的電流是增大還是減小，這時電容器是處在充電過程還是放電過程？解析：(1)該回路的周期T＝2πeq\r(LC)＝2×3.14×eq\r(2.5×10－3×4×10－6)s＝6.28×10－4s。(2)因為t＝9.0×10－3s相當(dāng)于14.33個周期，又eq\f(T,4)<0.33T<eq\f(1,2)T，所以當(dāng)t＝9.0×10－3s時，LC回路中的電磁振蕩正處在第二個eq\f(T,4)的變化過程中。由t＝0時電容器上電壓最大可得LC振蕩電路的電流變化圖線如圖所示。顯然，在t＝9.0×10－3s時，即在第二個eq\f(1,4)T內(nèi)，線圈中的電流在減小，電容器正處在充電過程中。答案：(1)6.28×10－4s(2)減小充電過程B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10.如圖所示是一個水平放置的圓環(huán)形玻璃小槽，槽內(nèi)光滑，槽寬度和深度處處相同?，F(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電荷小球放在槽中，讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速度v0。與此同時，有一變化的磁場垂直穿過圓環(huán)形玻璃小槽外徑所對應(yīng)的圓面積，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小跟時間成正比，方向豎直向下。設(shè)小球在運動過程中所帶電荷量不變，則()A．小球受到的向心力大小不變B．小球受到的向心力大小不斷增大C．洛倫茲力對小球做了功D．小球受到的洛倫茲力大小與時間成正比解析：選B根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間線性增大時將產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電場，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電場的方向與小球初速度方向相同，因小球帶正電荷，故電場力對小球做正功，其速率增大，向心力的大小eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m\f(v2,r)))隨之增大，A錯誤，B正確；帶電小球所受的洛倫茲力F＝qBv，因為速率v隨時間逐漸增大，且B∝t，故D錯誤，因洛倫茲力始終與小球速度方向垂直，對小球不做功，故C錯誤。11．(多選)如圖甲所示的電路中，L是電阻不計的電感線圈，C是電容器(原來不帶電)，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回路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感線圈中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時刻為t＝0，那么斷開開關(guān)后()A．圖乙可以表示電感線圈中的電流i隨時間t的變化規(guī)律B．圖丙可以表示電感線圈中的電流i隨時間t的變化規(guī)律C．圖乙可以表示電容器左極板的電荷量q隨時間t的變化規(guī)律D．圖丙可以表示電容器右極板的電荷量q隨時間t的變化規(guī)律解析：選AD閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，線圈內(nèi)有電流而電容器兩端沒有電壓，線圈中的電流從a流向b，斷開開關(guān)瞬間，線圈內(nèi)的電流要減小，而線圈的感應(yīng)電動勢阻礙電流減小，則電流方向不變，大小在慢慢減小，同時對電容器充電，電容器的右極板先帶正電；當(dāng)電容器充電完畢時，電流為零，右極板帶正電荷量達(dá)到最大。接著電容器放電，電流方向與之前相反，大小在不斷增大，電容器放電完畢時，電流達(dá)到反向最大；之后電容器與線圈組成的LC回路重復(fù)充、放電過程，在LC回路中形成電磁振蕩，回路中出現(xiàn)按余弦規(guī)律變化的電流，電容器右極板上的電荷量q隨時間t按正弦規(guī)律變化，故A、D正確，B、C錯誤。12.麥克斯韋在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地建立了經(jīng)典電磁場理論，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。他大膽地假設(shè)：變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生磁場，即變化的電場產(chǎn)生磁場。以平行板電容器為例，圓形平行板電容器在充、放電的過程中，板間電場發(fā)生變化，產(chǎn)生的磁場相當(dāng)于一連接兩板的直導(dǎo)線通以充、放電電流時所產(chǎn)生的磁場。如圖所示，若某時刻連接電容器的導(dǎo)線中具有向上的電流，則下列說法中正確的是()A．電容器正在充電B．兩平行板間的電場強(qiáng)度E在減小C．該變化電場產(chǎn)生順時針方向(俯視)的磁場D．兩極板間電場快達(dá)到最強(qiáng)時，板間電場產(chǎn)生的磁場接近最強(qiáng)解析：選A由題圖可以看出，極板間的電場方向是豎直向上的，說明下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，如果等效電流的方向是向上的，即外電流流向下極板，流出上極板，也就是相當(dāng)于正電荷流向下極板，而下極板本來就是帶正電的，下極板所帶的電荷量會增加，所以電容器在充電，故A正確；充電的過程中，兩極板間的電壓在增大，由電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)可知，極板間的電場強(qiáng)度在增大，故B錯誤；由安培定則可以判斷出，該變化電場產(chǎn)生逆時針方向(俯視)的磁場，故C錯誤；兩極板間的電場快達(dá)到最強(qiáng)時，就是充電快充滿的時候，此時電流反而比較小，故這個電場產(chǎn)生的磁場也比較弱，故D錯誤。13.如圖所示，LC電路中C是帶有電荷的平行板電容器，兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時，極板間灰塵恰好靜止。當(dāng)開關(guān)S閉合時，灰塵在電容器內(nèi)運動。若C＝0.4μF，L＝1mH，重力加速度為g，則：(1)從開關(guān)S閉合開始計時，經(jīng)2π×10－5s時，求電容器內(nèi)灰塵的加速度大??；(2)當(dāng)線圈中電流最大時，求灰塵的加速度。解析：(1)開關(guān)S斷開時，極板間灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有mg＝q·eq\f(Q,Cd)(式中m為灰塵質(zhì)量