高中物理第3章电磁波第1节电磁波的产生学业分层测评鲁科版选修3-4.pdf

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1、精品教案可编辑第1节 电磁波的产生(建议用时：45 分钟)学业达标 1在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献下列说法正确的是()A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律E赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性【解析】由物理学史知识可知，电流的磁效应是奥斯特发现的，电磁感应现象是法拉第发现的，赫兹证实了电磁波的存在，安培发现了磁场对电流的作用，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用，赫兹用实验证明了麦克

2、斯韦预言的正确性，A、C、E 正确【答案】ACE2.图 3-1-8如图 3-1-8所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图象，由图可知()At1时刻，电路中的磁场能最小B从t1到t2电路中的电流值不断减小C从t2到t3电容器不断充电D在t4时刻，电容器的电场能最小E从t3到t4电路中的磁场能转化为电场能【解析】由图可知，t1时刻电容器极板上的电量q最大，此时刚刚充电完毕，故电精品教案可编辑路中的磁场能最小，选项A 正确；从t1到t2，电容器放电，电路中的电流从0 增加到最大值，故选项B 错误；从t2到t3，电容器的电荷量不断增加，故电容器在不断充电，选项C正确；t4时刻放电刚刚

3、结束，电容器的电场能最小，故选项D 正确从t3到t4电路中电场能转化为磁场能，E错误【答案】ACD3按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是()A恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场E周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场【解析】麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场 对此理论全面正确理解为：不变化的电场

4、周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场由变化的磁场产生电场的规律与上相似由此可知，选项B、D、E 正确【答案】BDE4某时刻LC振荡电路的状态如图3-1-9所示，则此时刻()【导学号：78510033】图 3-1-9A振荡电流i在减小精品教案可编辑B振荡电流i在增大C电场能正在向磁场能转化D磁场能正在向电场能转化E电容器极板上的电荷在增加【解析】解决问题的关键是根据电容器的两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程由电磁振荡的规律可知：电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增

5、大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故应选择A、D、E.【答案】ADE5在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是()A电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B电容器充电完毕时刻回路中磁场能最小C回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大D电容器极板上电荷量最多时，电场能最大E回路中电流值最小时刻，电场能最小【解析】电荷量、电场强度、电场能、电压是同步量；而电流、磁场、磁场能是同步量【答案】BCD6如图 3-1-10甲所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图3-1-10乙所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则()甲乙图 3-1-10A 0.5 s 到 1 s 时

6、间内，电容器C在放电精品教案可编辑B0.5 s 至 1 s 时间内，电容器C的上极板带正电C1 s 至 1.5 s 时间内，Q点的电势比P的电势高D 1 s 至 1.5 s 时间内，电场能正在转变成磁场能Et1 s 时电路中电场能最大而磁场能最小【解析】0.5 s 至 1 s 时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板；1 s 至 1.5 s 时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P，t1 s 时电流为零，电路中电场能最大，磁场能最小，C、D、E正确【答案】CDE7 在LC振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是

7、_【解析】LC振荡电路的周期T 2LC，其电容器上的带电量从最大值变化到零的最短时间tT4，所以t2LC.【答案】2LC8如图 3-1-11所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内 _ 能转化为 _ 能，在AB时间内电容器处于_(选填“充电”或“放电”)过程，在时刻C，电容器带电荷量_(选填“为零”或“最大”)图 3-1-11【解析】由题图可知，振荡电流随时间按正弦规律变化在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能在AB时间内电流减小，电容器正在充电在时刻C电流最大，为电容器放电完毕的瞬间，带电荷量为零【答案】电场磁场充电为零能力提升 精品教案可编

8、辑9如图 3-1-12所示为理想LC振荡回路，此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图下列说法正确的是()图 3-1-12【导学号：78510034】A如图所示的时刻电容器正在放电B如图所示的时刻电流正在减小C电路中的磁场能在减少D电容器两端的电压在增加E电容器两端的电压在减少【解析】由电场方向可知电容器上极板带正电，由线圈中的电流方向可知电路中电流方向为逆时针 结合以上两点可知电容器在充电，电路中的电流正在减小磁场能在减少，电容器两端的电压在增加，故B、C、D 正确，A、E错误【答案】BCD10 某空间出现了如图3-1-13所示的一组闭合的电场线，这可能是沿AB方向磁场在迅速 _，

9、或沿BA方向磁场在迅速_ 图 3-1-13【解析】根据电磁感应理论，闭合电路中磁通量变化时，使闭合电路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，其中感应电流的方向和电场线方向一致根据麦克斯韦电磁场理论闭合电路中产生感应电流，是因为闭合电路中电荷受到了电场力作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合电路无关，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍可用楞次定律判断精品教案可编辑【答案】减弱增强11.如图 3-1-14所示的振荡电路中，自感系数L 300 H，电容C的范围为25 270 pF，求：图 3-1-14(1)振荡电流的频率范围；(2)若自感系数L10 mH，要产生周期T0.02 s 的振荡电流，

10、应配置多大的电容？【解析】(1)由f12LC得：fmax12 300 106 25 10 12Hz 1.8 106 Hzfmin12300 10 6 270 1012Hz 0.56 106 Hz所以频率范围为0 56 106 1.8 106 Hz.(2)由T 2LC得：CT242L0.02242 10 10 3F10 3 F.【答案】(1)0.56 106 1.8 106 Hz(2)10 3 F12.实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C 1 F，在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间，手上还有一个自感系数L0.1 mH的电感器，现连成如图 3-1-15所示电路，试分析以下两个问题：精品教案可编辑图 3-1-15(1)从 S 闭合时开始计时，经过10 5 s 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)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 2LC 2105s，经T2105s 时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：aF电mgm 2g.(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得：amgmg，方向竖直向下【答案】(1)2 g(2)g