高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 电磁波的产生课时作业

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课时素养评价

十一　电磁波的产生

　　　　　　　 (15分钟·30分)

一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)

1.在LC电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是 (　　)

A.电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期

B.当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零

C.提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大

D.要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积

【解析】选D。电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C，达到增大振荡频率的目的，D正确。

2.关于电磁场的理论，下列说法正确的是 (　　)

A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场

B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场

C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场

D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场

【解析】选D。根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，故A错误，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场。故B、C错误，D正确。故选D。

3.电磁波与机械波具有的共同性质是 (　　)

A.都是横波　　　　　　　　　  B.都能传输能量

C.都能在真空中传播     D.都具有恒定的波速

【解析】选B。电磁波是横波，但机械波有横波也有纵波，A错误；机械波的传播需要介质，两者在不同介质中波速不同，C、D错误；电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量，B正确。

4.(多选)LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示(图中周期为2 s)。现规定沿顺时针方向的电流方向为正，则              (　　)

A.0.5 s至1 s时间内，电容器充电

B.0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电

C.1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能

D.1 s至1.5 s时间内，下极板的电势高

【解析】选A、D。由振荡电流的图像可知，在0.5～1 s的时间内，电流为正方向，且电流值正在减小，由题意可知，顺时针方向为电流的正方向，则在0.5～1 s的时间内，LC回路中的电流是沿顺时针方向的，而且电容器C正在充电。由于充电电流是由电容器C的负极板流出，流向正极板，可知在0.5～1 s的时间内电容器C的上极板带负电，下极板带正电，选项A正确，B错误；再由振荡电流的图像知，在1～1.5 s的时间内，电流的方向为负方向，且电流值正在增大，由题意可知，此时间内LC回路中的电流是沿逆时针方向的，所以下极板的电势高，而且由于电流值正在增大，所以电场能正转化为磁场能，选项C错误，D正确。

二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)

5.如图所示振荡电路中，电感L=300 μH，电容C的范围为25 pF～270 pF，求：

(1)振荡电流的频率范围；

(2)若电感L=10 mH，要产生周期T=0.02 s的振荡电流，应配制多大的电容？

【解析】(1)根据f=，

则f1== Hz=5.6×105 Hz

f2== Hz=1.8×106 Hz

振荡电流的频率范围是5.6×105～1.8×106 Hz。

(2)由T=2π得C=

则C= F=10-3 F。

答案：(1)5.6×105～1.8×106 Hz　(2)10-3 F

　　　　　　　 (10分钟·20分)

6.(6分)某电路中电场随时间变化的图像如图所示，能发射电磁波的电场是

 (　　)

【解析】选D。由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波，只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场…，如此不断激发，便会形成电磁波。

7.(14分)如图所示电容器的电容都是C=4×10-6 F，电感都是L=9×10-4 H，图甲中开关S先接a，充电结束后将S扳到b；图乙中开关S先闭合，稳定后断开。两图中LC回路在电磁振荡t=3.14×10-4 s时刻，C1的上极板正在_________(选填“充”或“放”)电，带_________电(选填“正”或“负”)；L2中的电流方向向_________(选填“左”或“右”)，磁场能正在_________(选填“增大”或“减小”)。 

【解析】先由周期公式求出T=2π=1.2π×10-4 s，t=3.14×10-4 s时刻是开始振荡后的T，再看图甲电路对应的q-t图像(以上极板带正电为正)和图乙电路对应的i-t图像(以LC电路中电流逆时针方向为正)，图像都为余弦函数图像，如图所示。在T时刻，从图甲电路对应的q-t图像看出，C1的上极板正在充电；从图乙电路对应的i-t图像看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。

答案：充　正　左　增大