2019高中物理 課下能力提升二十 第十四章 第1、2節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩(含解析)新人教版選修3-4.doc
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電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1.[多選]關(guān)于電磁波與機(jī)械波,下列說(shuō)法正確的是( ) A.電磁波傳播不需要介質(zhì),機(jī)械波傳播需要介質(zhì) B.電磁波在任何介質(zhì)中傳播速率都相同,機(jī)械波在同一種介質(zhì)中傳播速率都相同 C.電磁波和機(jī)械波都不能發(fā)生干涉 D.電磁波和機(jī)械波都能發(fā)生衍射 2.(2016漯河高二檢測(cè))如圖所示為某時(shí)刻LC振蕩電路所處的狀態(tài),則該時(shí)刻( ) A.振蕩電流i在增大 B.電容器正在放電 C.磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 D.電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 3.如圖所示,閉合開(kāi)關(guān)S,待電容器充電結(jié)束后,再打開(kāi)開(kāi)關(guān)S,用絕緣工具使電容器兩極板距離稍稍拉開(kāi)一些,在電容器周?chē)臻g( ) A.會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) B.會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) C.不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng) D.會(huì)產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng) 4.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(lái)短些的電磁波,可采取的措施為( ) A.增加線圈的匝數(shù) B.在線圈中插入鐵芯 C.減小電容器極板間的距離 D.減小電容器極板正對(duì)面積 二、非選擇題 5.如圖所示,是通過(guò)電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)容器內(nèi)液面高低的儀器原理圖,容器中裝有導(dǎo)電液體,是電容器的一個(gè)電極,中間的導(dǎo)電芯柱是電容器的另一個(gè)電極,芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì),電容器的這兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線與一個(gè)線圈的兩端相連,組成LC振蕩電路,根據(jù)其振蕩頻率的高低(用與該電路相連的頻率計(jì)顯示)就可知道容器內(nèi)液面位置的高低。 (1)如果頻率計(jì)顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了,則液面是升高還是降低(并說(shuō)明理由)? (2)容器內(nèi)的導(dǎo)電液體與大地相連,若某一時(shí)刻線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向右,且正在增強(qiáng),則此時(shí)導(dǎo)電芯柱的電勢(shì)正在升高還是降低(并說(shuō)明理由)? [提能練] 一、選擇題 1.如圖所示是空間磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化圖象,在它周?chē)臻g產(chǎn)生的電場(chǎng)中某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E應(yīng)是( ) A.逐漸增強(qiáng) B.逐漸減弱 C.不變 D.無(wú)法確定 2.有關(guān)電磁場(chǎng)和電磁波,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.麥克斯韋首先預(yù)言并證明了電磁波的存在 B.變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) C.使用空間波來(lái)傳播信息時(shí)主要是應(yīng)用無(wú)線電波波長(zhǎng)大、衍射現(xiàn)象明顯,即可以繞過(guò)地面上的障礙物 D.頻率為750 kHz的電磁波在真空中傳播時(shí),其波長(zhǎng)為400 m 3.為了增大LC振蕩電路的固有頻率,下列辦法中可采取的是( ) A.增大電容器兩極板的正對(duì)面積并在線圈中放入鐵芯 B.減小電容器兩極板間的距離并增加線圈的匝數(shù) C.減小電容器兩極板間的距離并在線圈中放入鐵芯 D.減小電容器兩極板的正對(duì)面積并減少線圈的匝數(shù) 4.一個(gè)電容為C的電容器,充電至電壓等于U以后,與電源斷開(kāi)并通過(guò)一個(gè)自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈放電。從開(kāi)始放電到第一次放電完畢的過(guò)程中,下列判斷錯(cuò)誤的是( ) A.振蕩電流一直在增大 B.振蕩電流先增大、后減小 C.通過(guò)電路的平均電流等于 D.磁場(chǎng)能一直在增大 5.[多選]根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示時(shí),可能是( ) A.向上方向的磁場(chǎng)在增強(qiáng) B.向上方向的磁場(chǎng)在減弱 C.向上方向的磁場(chǎng)先增強(qiáng),然后反向減弱 D.向上方向的磁場(chǎng)先減弱,然后反向增強(qiáng) 二、非選擇題 6.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(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),極板間灰塵恰好靜止。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),灰塵在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)。若C=0.4 μF,L=1 mH,重力加速度為g,求: (1)從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)2π10-5 s時(shí),電容器內(nèi)灰塵的加速度大小為多少? (2)當(dāng)灰塵的加速度多大時(shí),線圈中電流最大? 答 案 [基礎(chǔ)練] 1.解析:選AD 電磁波傳播不需要介質(zhì),其波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān),而機(jī)械波傳播需要介質(zhì),其傳播速度只與介質(zhì)有關(guān),A正確,B錯(cuò)誤;電磁波和機(jī)械波都具有波的一些特性,包括干涉和衍射,D正確,C錯(cuò)誤。 2.解析:選C 從圖中電容器兩極板的帶電情況和電流方向可知電容器正在充電,故磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化,C正確。 3.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(dòng)勢(shì),斷開(kāi)電源后,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(chǎng)強(qiáng)度E===,當(dāng)用絕緣工具將兩極板距離稍稍拉開(kāi)一些,電容器兩板間的電場(chǎng)不發(fā)生變化,所以不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),C正確。 4.解析:選D LC振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的頻率為f=,再由v=λf,解得λ=2πv,所以減小波長(zhǎng)的方法是減小自感系數(shù)L或電容C;選項(xiàng)A、B都是增大L或C的措施,A、B錯(cuò)誤;對(duì)電容有C=,可知,C錯(cuò)誤,D正確。 5.解析:(1)根據(jù)頻率公式f=可知,若使振蕩頻率變大,則電容C減?。挥蒀=可知,若使電容減小,則正對(duì)面積S減小,即液面降低。(2)線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向右且增強(qiáng),則線圈內(nèi)電流沿順時(shí)針?lè)较?從左向右看)增大,是放電過(guò)程。導(dǎo)電芯柱所帶負(fù)電正逐漸減少,其電勢(shì)是負(fù)值,兩極板的電勢(shì)差逐漸減小,所以導(dǎo)電芯柱的電勢(shì)正在升高。 答案:(1)降低 理由見(jiàn)解析 (2)升高 理由見(jiàn)解析 [提能練] 1.解析:選C 由題圖可知,磁場(chǎng)均勻增強(qiáng),根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng),故E不變,C正確。 2.解析:選D 赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在,A錯(cuò)誤;均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng),B錯(cuò)誤;空間波沿直線傳播,C錯(cuò)誤;λ== m=400 m,D正確。 3.解析:選D 根據(jù)公式f=,要增大頻率,必須使LC的乘積變小,減小電容器兩極板的正對(duì)面積并減少線圈的匝數(shù)可使LC的乘積變小,故D正確。 4.解析:選B 由電磁振蕩的知識(shí)可知,在放電過(guò)程中電流逐漸增大,放電完畢時(shí)電流最大,故B錯(cuò)誤,A正確;電容器儲(chǔ)存電量q=CU,第一次放電完畢的時(shí)間為,T=2π,所以平均電流I==,故C正確;放電過(guò)程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能,故D正確。 5.解析:選AC 判斷電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化的關(guān)系仍可利用楞次定律,只不過(guò)是用電場(chǎng)線方向代替了電流方向。向上方向的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng),感應(yīng)電流方向如圖中E的方向所示,根據(jù)安培定則知,A正確,B錯(cuò)誤;同理,當(dāng)磁場(chǎng)反向減弱,即向下的磁場(chǎng)減弱時(shí),也會(huì)得到如圖中E的方向,C正確,D錯(cuò)誤。 6.解析:(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),極板間灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài),則有mg=q ( 式中m為灰塵質(zhì)量,Q為電容器所帶的電荷量,d為板間距離),由T=2π,代入數(shù)據(jù)解得T=4π10-5 s 當(dāng)t=2π10-5 s即t=時(shí),振蕩電路中電流為零,電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)方向跟t=0時(shí)刻方向相反,則此時(shí)灰塵所受的合力為F合=mg+q=2mg 又因?yàn)镕合=ma,所以a=2g (2)當(dāng)線圈中電流最大時(shí),電容器所帶的電荷量為零,此時(shí)灰塵僅受重力,灰塵的加速度為g,方向豎直向下。故當(dāng)加速度為g,且方向豎直向下時(shí),線圈中電流最大。 答案:(1)2g (2)加速度為g,且方向豎直向下時(shí)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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