2019届高中物理第十四章电磁波课时跟踪检测十七电磁波的发现电磁振荡含解析 4页

电磁波的发现电磁振荡一、单项选择题1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是(　　)A．法拉第B．奥斯特C．赫兹D．麦克斯韦解析：选D　麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在，选项D正确。2．下列说法错误的是(　　)A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场C．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场D．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场解析：选C　变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A对；电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故C错，D对；恒定电流周围存在稳定磁场，B对。3．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是(　　)A．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能D．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能解析：选D　振荡电流最大时处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零，A错误；振荡电流为零时，振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B错误；振荡电流增大时，电场能转化为磁场能，C错误；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，D正确。4．在LC振荡电路中，电容器上带的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是(　　)A.B.C．πD．2π解析：选B　LC振荡电路的周期T＝2π，其中电容器上的电荷量从最大值变到零所需的最短时间为t＝，只有选项B正确。5．如图所示的电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁n振荡，如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0，那么选项图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是(　　)解析：选C　S断开前，ab段短路，电流从b→a，电容器不带电；S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量达到最大时，ab中电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流。综上所述，选项C正确。6．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短一些的电磁波，可用的措施为(　　)A．增加线圈匝数B．在线圈中插入铁芯C．减小电容器极板正对面积D．减小电容器极板间距离解析：选C　由于电磁波传播过程中波速v＝λf恒定，因此欲使波长λ变短，必须使频率f升高，由于频率f＝，所以，增加线圈匝数和在线圈中插入铁芯，将使线圈自感系数L增大而降低频率f；减小电容器极板间距将使电容C增大而降低频率f；减小电容器极板正对面积将使电容C减小而升高频率f。可见，选项C正确。二、多项选择题7．某LC回路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示，则(　　)A．在时刻t1，电路中的电流最大B．在时刻t2，电路中的磁场能最大C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大D．从时刻t3至t4，电容器的电荷量不断增大解析：选BC　由LC回路中各物理量的变化规律可知，时刻t1电容两端电压最高时，电路中振荡电流为零，时刻t2电容两端电压为零，电路中振荡电流最强、磁场能最大，选项A错误，B正确；在t2至t3的过程中，从题图可知，电容器两板电压增大，故电场能增加，选项C正确；而在t3至t4的过程中，电容器两板电压减小，电荷量同时减少，选项D错误。n8．一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值U开始计时，则有(　　)A．至少经过π，磁场能达到最大B．至少经过，磁场能达到最大C．在时间内，电路中的平均电流是D．在时间内，电容器放电量为CU解析：选BCD　LC振荡电路周期T＝2π，电容器电压最大时，开始放电，至少经时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大。因为Q＝CU，所以电容器放电量Q＝CU，由I＝，所以I＝。三、非选择题9．实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1μF。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？解析：(1)S断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，T＝2π＝2π×10－5s，经过π×10－5s时，电容器间的电场强度反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得a＝＝2g。(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的电场强度为零，由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下。答案：(1)2g　(2)g，方向竖直向下10．如图所示，线圈的自感系数L＝0.5mH，电容器的电容C＝0.2μF，电源电动势En＝4V，电阻的阻值R＝10Ω，不计线圈和电源的内阻，闭合开关S，待电路中电流稳定后断开S，求：(1)LC回路的振荡频率；(2)LC回路振荡电流的有效值；(3)从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间。解析：(1)根据f＝得f＝Hz≈1.6×104Hz。(2)开关S闭合，电路稳定时，流过线圈的电流I＝＝0.4A故LC回路振荡电流的峰值为0.4A，则有效值I有＝≈0.28A。(3)由T＝2π，得T＝6.28×10－5s。S断开时，电容器上的电荷量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，因此最短经电容器上极板带正电荷最多，则最短时间为t＝×6.28×10－5s≈4.7×10－5s。答案：(1)1.6×104Hz　(2)0.28A(3)4.7×10－5s