課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十五）電磁振蕩麥克斯韋電磁場(chǎng)理論eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法正確的是()A．在赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，麥克斯韋提出了完整的電磁場(chǎng)理論B．麥克斯韋第一個(gè)預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．變化的電場(chǎng)一定可以在周圍的空間產(chǎn)生電磁波D．變化的磁場(chǎng)在周圍的空間一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)解析：選B麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，而后赫茲第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，故A錯(cuò)誤，B正確。根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，此時(shí)不能產(chǎn)生電磁波，故C錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤。2．(2021·茂名高二檢測(cè))(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)、磁場(chǎng)及電磁波的說(shuō)法中正確的是()A．均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)B．只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波C．赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D．空間某個(gè)區(qū)域振蕩變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)能產(chǎn)生電磁波解析：選CD均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)或電場(chǎng)，不會(huì)產(chǎn)生電磁波，故B錯(cuò)誤；電磁波最早由麥克斯韋預(yù)測(cè)，由赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，故C正確；振蕩變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)能產(chǎn)生電磁波，故D正確。3．(多選)在LC振蕩電路產(chǎn)生電磁振蕩的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．電容器放電完畢時(shí)刻，電路中磁場(chǎng)能最小B．電路中電流值最大時(shí)刻，電路中磁場(chǎng)能最大C．電容器極板上電荷量最多時(shí)，電場(chǎng)能最大D．電路中電流值最小時(shí)刻，電場(chǎng)能最小解析：選BC電容器放電完畢時(shí)，q＝0，但此時(shí)i最大，所以磁場(chǎng)能最大，A錯(cuò)誤；電流最小i＝0時(shí)，q最多，極板間電場(chǎng)最強(qiáng)，電場(chǎng)能最大，D錯(cuò)誤；同理分析，B、C正確。4．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．電磁波是縱波，能傳播信息D．頻率為750kHz的電磁波在真空中傳播時(shí)，其波長(zhǎng)為400m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；電磁波是橫波，C錯(cuò)誤；λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,×105)m＝400m，D正確。5．關(guān)于LC振蕩電路，下列說(shuō)法正確的是()A．一個(gè)周期內(nèi)，電容器充、放電各一次B．電容器極板間電壓最大時(shí)，線圈中的電流最強(qiáng)C．電容器開(kāi)始充電時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能最強(qiáng)D．電容器開(kāi)始充電時(shí)，電場(chǎng)能最大解析：選C電容器從開(kāi)始充電到放電完畢才經(jīng)歷半個(gè)周期，一個(gè)周期內(nèi)，電容器應(yīng)充、放電各兩次，A錯(cuò)誤；電容器極板間電壓最大時(shí)，電場(chǎng)能最大，此時(shí)磁場(chǎng)能為零，線圈中電流為零，B錯(cuò)誤；電容器開(kāi)始充電時(shí)，電場(chǎng)能為零，線圈中磁場(chǎng)能最大，C正確，D錯(cuò)誤。LC振蕩電路中電流的變化圖線，下列說(shuō)法正確的是()A．t1時(shí)刻電容器兩極板間電壓最大B．t2時(shí)刻電容器兩極板間電壓為零C．t1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能D．t1時(shí)刻電容器所帶電荷量為零解析：選D由題圖可知t1時(shí)刻電流i最大，t2時(shí)刻電流i為零，LC振蕩電路中電流i最大時(shí)，說(shuō)明磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能為零，電容器電壓、電荷量均為零；電流i最小時(shí)，各物理量大小隨之與前述狀態(tài)相反，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。7.如圖所示，L是電阻不計(jì)的線圈，開(kāi)關(guān)S閉合后電路中有穩(wěn)定的電流，若t＝0時(shí)刻斷開(kāi)S切斷電源，則電容器A板所帶電荷量q隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)是圖中的哪一個(gè)()解析：選C開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)線圈L中有電源提供的向下的電流，其電阻為零，故兩端無(wú)電壓，與其并聯(lián)的電容器未被充電，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，線圈與電源及電阻器斷開(kāi)而與電容器C構(gòu)成LC回路，線圈上原來(lái)的電源電流被切斷，但由于自感，線圈上的電流不會(huì)立刻減弱為零，而要保持原來(lái)方向繼續(xù)流動(dòng)，并對(duì)電容器充電，這就使電容器A板帶上負(fù)電荷并逐漸增多，當(dāng)充電電流減為零時(shí)，電容器A板上的負(fù)電荷量達(dá)到最大值。此后電容器放電，B板上正電荷通過(guò)線圈移至A板，放電完畢后，電荷量減為零，接著又開(kāi)始反方向的充電過(guò)程，A板上正電荷逐漸增多直到最大，再放電……電路中形成電磁振蕩。因此，電容器A板上電荷量隨時(shí)間變化的圖線是C。8．(多選)已知一理想的LC振蕩電路中電流變化規(guī)律與單擺振動(dòng)的速度變化規(guī)律同步，設(shè)在電容器開(kāi)始放電時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則()A．單擺勢(shì)能最大時(shí)，LC振蕩電路中的電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能為零B．單擺速度逐漸增大時(shí)，LC振蕩電路中的電場(chǎng)能逐漸減小，磁場(chǎng)能逐漸增大C．單擺動(dòng)能最大時(shí)，LC振蕩電路的電容器剛放完電，電場(chǎng)能為零，電路中電流為零D．單擺速度逐漸減小時(shí)，LC振蕩電路的電容器處于充電過(guò)程，電路中電流逐漸增大解析：選AB電路中的電流與單擺的速度相對(duì)應(yīng)，則一個(gè)周期內(nèi)變化如表：t＝0(開(kāi)始放電)t＝eq\f(T,4)t＝eq\f(T,2)t＝eq\f(3,4)Tt＝T電流i、磁場(chǎng)能零最大零最大零電場(chǎng)能、E、q、U最大零最大零最大單擺的速度、動(dòng)能零最大零最大零單擺的勢(shì)能最大零最大零最大由表可知，電場(chǎng)能為零時(shí)，磁場(chǎng)能達(dá)到最大，電路中電流最大，故C錯(cuò)誤。電容器充電過(guò)程，電路中電流逐漸減小，所以D錯(cuò)誤。第一組同步變化的是電流i、磁場(chǎng)能和單擺的速度、動(dòng)能；第二組同步變化的是電場(chǎng)能、E、q、U和單擺的勢(shì)能。A、B正確。9．我國(guó)“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在進(jìn)行首次軟著陸和自動(dòng)巡視勘察時(shí)，地面工作人員通過(guò)電磁波實(shí)現(xiàn)對(duì)月球車的控制。已知由地面發(fā)射器發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)為λ＝30km，地面上的工作人員通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)該電磁波由發(fā)射到被月球車接收所用的時(shí)間為t＝1.3s，電磁波的速度為c＝3×108m/s。則在發(fā)射器與月球車之間的距離相當(dāng)于多少個(gè)波長(zhǎng)？解析：發(fā)射器與月球車之間的距離x＝ct×108m相當(dāng)于電磁波波長(zhǎng)的個(gè)數(shù)n＝eq\f(x,λ)＝eq\×108,3×104)×104個(gè)。答案：×104個(gè)eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10.如圖所示是一個(gè)水平放置的圓環(huán)形玻璃小槽，槽內(nèi)光滑，槽寬度和深度處處相同?，F(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電荷小球放在槽中，讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速度v0。與此同時(shí)，有一變化的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)圓環(huán)形玻璃小槽外徑所對(duì)應(yīng)的圓面積，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小跟時(shí)間成正比，方向豎直向下。設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所帶電荷量不變，則()A．小球受到的向心力大小不變B．小球受到的向心力大小不斷增大C．洛倫茲力對(duì)小球做了功D．小球受到的洛倫茲力大小與時(shí)間成正比解析：選B根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性增大時(shí)將產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電場(chǎng)的方向與小球初速度方向相同，因小球帶正電荷，故電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，其速率增大，向心力的大小eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m\f(v2,r)))隨之增大，A錯(cuò)誤，B正確；帶電小球所受的洛倫茲力F＝qBv，因?yàn)樗俾蕍隨時(shí)間逐漸增大，且B∝t，故D錯(cuò)誤，因洛倫茲力始終與小球速度方向垂直，對(duì)小球不做功，故C錯(cuò)誤。11．(2021·華中師大附中質(zhì)檢)(多選)如圖甲所示的電路中，L是電阻不計(jì)的電感線圈，C是電容器(原來(lái)不帶電)，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，LC回路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感線圈中的電流方向從a到b為正，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的時(shí)刻為t＝0，那么斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后()A．圖乙可以表示電感線圈中的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律B．圖丙可以表示電感線圈中的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律C．圖乙可以表示電容器左極板的電荷量q隨時(shí)間t的變化規(guī)律D．圖丙可以表示電容器右極板的電荷量q隨時(shí)間t的變化規(guī)律解析：選AD閉合開(kāi)關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，線圈內(nèi)有電流而電容器兩端沒(méi)有電壓，線圈中的電流從a流向b，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，線圈內(nèi)的電流要減小，而線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，則電流方向不變，大小在慢慢減小，同時(shí)對(duì)電容器充電，電容器的右極板先帶正電；當(dāng)電容器充電完畢時(shí)，電流為零，右極板帶正電荷量達(dá)到最大。接著電容器放電，電流方向與之前相反，大小在不斷增大，電容器放電完畢時(shí)，電流達(dá)到反向最大；之后電容器與線圈組成的LC回路重復(fù)充、放電過(guò)程，在LC回路中形成電磁振蕩，回路中出現(xiàn)按余弦規(guī)律變化的電流，電容器右極板上的電荷量q隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。12.麥克斯韋在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。他大膽地假設(shè)：變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣，會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，即變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。以平行板電容器為例，圓形平行板電容器在充、放電的過(guò)程中，板間電場(chǎng)發(fā)生變化，產(chǎn)生的磁場(chǎng)相當(dāng)于一連接兩板的直導(dǎo)線通以充、放電電流時(shí)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。如圖所示，若某時(shí)刻連接電容器的導(dǎo)線中具有向上的電流，則下列說(shuō)法中正確的是()A．電容器正在充電B．兩平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E在減小C．該變化電場(chǎng)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较?俯視)的磁場(chǎng)D．兩極板間電場(chǎng)快達(dá)到最強(qiáng)時(shí)，板間電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)接近最強(qiáng)解析：選A由題圖可以看出，極板間的電場(chǎng)方向是豎直向上的，說(shuō)明下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，如果等效電流的方向是向上的，即外電流流向下極板，流出上極板，也就是相當(dāng)于正電荷流向下極板，而下極板本來(lái)就是帶正電的，下極板所帶的電荷量會(huì)增加，所以電容器在充電，故A正確；充電的過(guò)程中，兩極板間的電壓在增大，由電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)可知，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度在增大，故B錯(cuò)誤；由安培定則可以判斷出，該變化電場(chǎng)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较?俯視)的磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；兩極板間的電場(chǎng)快達(dá)到最強(qiáng)時(shí)，就是充電快充滿的時(shí)候，此時(shí)電流反而比較小，故這個(gè)電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也比較弱，故D錯(cuò)誤。13.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＝0.4μF，L＝1mH，重力加速度為g，則：(1)從開(kāi)關(guān)S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)2π×10－5s時(shí)，求電容器內(nèi)灰塵的加速度大??；(2)當(dāng)線圈中電流最大時(shí)，求灰塵的加速度。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·eq\f(Q,Cd)(式中m為灰塵質(zhì)量，Q為電容器所帶