高中物理 第3章 电磁场与电磁波 3_1 麦克斯韦的电磁场理论 3_2 电磁波的发现学业分层测评 沪科版选修3-4

第3章 3.1 麦克斯韦的电磁场理论3.2 电磁波的发现(建议用时：45分钟)学业达标1.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A.电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场B.变化的电场一定产生磁场C.稳定的电场也可以产生磁场D.变化的磁场一定产生电场E.变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场，E项正确；变化的电场一定产生磁场，稳定的电场不产生磁场，故A、C项错误，B项正确.同理知D正确.【答案】BDE2.关于电磁波，下列说法正确的是()A.只要有电场和磁场，就能产生电磁波B.电磁波在真空和介质中传播速度不相同C.均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波D.赫兹证明了电磁波的存在E.电磁波在真空中具有与光相同的速度【解析】若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，A、C错；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B、E正确；赫兹证明了电磁波的存在，D项正确.【答案】BDE3.关于麦克斯韦的电磁理论及其成就，下列说法正确的是()A.变化的电场可以产生磁场B.变化的磁场可以产生电场C.证实了电磁波的存在D.预见了真空中电磁波的传播速度等于光速E.证实了真空中电磁波的速度等于光速【解析】选项A和B是电磁理论的两大支柱，所以A和B正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在，C错误；麦克斯韦预见了真空中电磁波的传播速度等于光速，D正确，E错误.【答案】ABD4.某时刻LC振荡电路的状态如图317所示，则此时刻() 【导学号：38910036】图317A.振荡电流i在减小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振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是()A.电容器中的电场最强B.电路里的磁场最强C.电场能已有一部分转化成磁场能D.磁场能已全部转化成电场能E.此时电路中电流为零【解析】LC振荡电路电容器充电完毕，电容器中电场最强，磁场最弱，电场能和磁场能之间还没有发生转化，故A、D、E正确.【答案】ADE6.麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，_用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了_，测定了电磁波的_和_，得到了电磁波的_，证实在真空中它等于_.【解析】赫兹用实验验证了麦克斯韦电磁场理论的正确性，研究出电磁波的特点及其性质，揭示了光的本质是电磁波.【答案】赫兹电磁波波长频率波速光速7. (2016攀枝花高二检测)在如图318所示振荡电流的图像中，表示电容器充电过程的有_；线圈中有最大电流的点是_；电场能转化为磁场能的过程有_.图318【解析】根据it图像，充电过程有ab、cd、ef，线圈中有最大电流的点是a、c、e，电场能转化为磁场能的过程有bc、de.【答案】ab、cd、efa、c、ebc、de8.如图319所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2102 s，自振荡电流沿逆时针方向达最大值开始计时，当t3.4102s时，电容器正处于_(选填“充电”“放电”或“充电完毕”)状态，这时电容器的上极板_(选填“带正电”“带负电”或“不带电”).图319【解析】根据题意可画出LC回路振荡电流的变化图像如图，t3.4102 s时刻即为图像中的P点，正处于顺时针电流减小的过程中，所以，电容器正处于反向充电状态，上极板带正电.【答案】充电带正电能力提升9.用麦克斯韦的电磁场理论判断，下图中表示电场(或磁场)产生磁场(或电场)的正确图像是() 【导学号：38910037】【解析】A图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图是错误的；B图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，右图的磁场应是稳定的，所以B图正确；C图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差，C图是正确的；同理E正确D图错误.【答案】BCE10.不能发射电磁波的电场是() 【导学号：38910038】【解析】由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D、E图)，才会激发出周期性变化的磁场，它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.【答案】ABC11.隐形飞机外形设计采用多棱折面，同时表面还采用吸波涂料，使被反射的雷达信号尽可能弱，从而达到隐身的目的.下列说法中正确的是()A.战机采用了隐形技术，不能反射电磁波，因此用肉眼不能看见B.涂料隐形技术利用了干涉原理，对某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消C.战机速度超过音速，不能用超声波雷达来探测D.当敌机靠近时，战机携带的雷达接收的反射波的频率小于发射频率E.当敌机远离时，战机携带的雷达接收的反射波的频率小于发射频率【解析】隐形战机表面的涂料，对一些特定波长的电磁波来说，反射波相消干涉，B对，A错；由于声音的速度小于战机，因此不能用超声波雷达探测，C对；当敌机靠近时，单位时间接收的波数增加，即频率升高，D错.同理知E对.【答案】BCE12.如图3110所示的电路中，电容器的电容C1 F，线圈的自感系数L0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止.然后将开关S拨至b，经过t3.14105s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10 m/s2，取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)图3110【解析】当S拨至a时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，有mgq，当S拨至b后，LC回路中有振荡电流，振荡周期为T223.14 s6.28105s，当t3.14105s时，电容器恰好反向充电结束，两极板间场强与t0时等大反向.由牛顿第二定律得qmgma，联立式解得a20 m/s2，当振荡电流最大时，电容器处于放电完毕状态，两极板间无电场，油滴仅受重力作用，此时有mgma，解得a10 m/s2.即当油滴的加速度为10 m/s2时，LC回路中的振荡电流有最大值.【答案】20 m/s2当a10 m/s2时LC回路中的振荡电流有最大值.