4.1 电磁波的产生基础训练 2021—2022 学年高中物理鲁科版（2019） 选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（　　） A．频率越大，传播的速度越大 B．频率不同，传播的速度相同 C．频率越大，其波长越大 D．频率不同， 传播速度也不同 2．了解物理规律的发现过程，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理学事实的是 A．伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时 B．x 射线是德国物理学家伦琴发现的，并拍下世界上第一张 x 射线照片 C．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并验证了电磁波的存在 D．丹麦物理学家奥斯特梦圆磁生电，终于发现了电磁感应现象 3．麦克斯韦电磁场理论告诉我们（　　） A．任何电场周围都要产生磁场 B．任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场 C．任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场 D．周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场 4．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( ) A．能发生偏振现象说明电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 B．红光比红外线更容易发生干涉和衍射现象 C．γ 射线是波长最短的电磁波，它不可能发生衍射现象 D．电磁波中电场、磁场以及传播的方向三者之间处处相互垂直 5．下列说法不正确的是（　　） A．发现电流磁效应的科学家是法拉第，发现电磁感应现象的科学家是奥斯特 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在 C．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是赫兹 D．电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法，开辟了人类的电气化时代 6．如图甲所示， LC 电路中的电流正在变大，保持 L 不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压 变化如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．回路中的磁场能正在变小 B．电路 2 的电容为电路 1 中电容的 2 倍 C．电路 2 中电容器的最大电荷量与电路 1 中电容器的最大电荷量相等 D．电路 2 的电流最大时电路 1 的电流也一定最大 7．物理学中最早提出利用电场线描述电场、发现电流的磁效应和用实验证实电磁场理论的依次是哪几位 物理学家（　　） A．法拉第、安培和麦克斯韦 B．奥斯特、安培和麦克斯韦 C．法拉第、奥斯特和赫兹 D．安培、奥斯特和赫兹 8．用一自感系数为 L 的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路，要使该调谐电路能接收到波长为 λ 的无 线电波，则电容器的电容应为（已知无线电波在空气中的速度为 c）（　　）  A． 2 Lc 1 B． 2 Lc 2 C． 2 Lc 2 2 D． 4 2 Lc 2 9．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 C．只有随时间均匀变化的磁场才能产生的电场 D．电磁波和机械波一样能在各种环境下传播 10．关于电磁场的理论，下列说法正确的是（　　） A．在电场的周围一定存在着由该电场产生的磁场 B．非均匀变化的电场产生的磁场一定是均匀变化的 C．均匀变化的磁场一定产生变化的电场 D．周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场 11．下列说法中正确的是（　　） A．在电场周围一定存在磁场 B．电磁波与机械波的传播都需要介质 C．电磁波在真空中的速度为 3×108m/s D．电磁场理论是物理学家法拉第建立的 12．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是（　　） A．由于电磁波和机械波本质上相同，故这两种波的波长、频率和波速间具有相同的关系 B．电磁波和机械波的传播过程都传递了能量 C．电磁波和机械波都需要通过介质传播 D．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和检波 13．如图所示，LC 振荡电路的 L 不变，C 可调，要使振荡的频率从 700Hz 变为 1400Hz，则可以采用的办 法有（　　） A．把电容增大到原来的 4 倍 C．把电容减小到原来的 1 2 B．把电容增大到原来的 2 倍 D．把电容减小到原来的 1 4 14．第一位提出“光本身也是一种电磁波”的科学家是（　　） A．赫兹 B．法拉第 C．麦克斯韦 D．爱因斯坦 15．为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器 C 置于储罐 中，电容器可通过开关 S 与电源或线圈 L 相连，如图所示。当 S 从 a 拨到 b 之后，由 L 与 C 构成的电路中 产生振荡电流。那么（　　） A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小 B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小 C．当 S 从 a 拨到 b 之后的半个周期内，回路中的磁场能先变小后变大 D．当 S 从 a 拨到 b 之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L 的自感电动势变大 二、填空题（共 4 题） 16．发射波长为 10m 的无线电波时，振荡电路的电容器为 C 在不改变线圈电感的情况下，若要发射波长为 20m 的无线电波，应将电容器电容变________倍． 17．电磁场与电磁波 （1）麦克斯韦电磁场理论 a.变化的磁场产生电场 ① 在变化的磁场中放入一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生____。这个现象 的实质是变化的磁场在空间产生了____。 ② 即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生___ 。 b 变化的电场产生磁场 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生___，即_____的电场在空间产生磁场。 （2）电磁场：变化的___ 和____所形成的不可分割的统一体。 （3）电磁波 a.电磁波的产生：____变化的电场和____变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 b.电磁波的特点 ① 电磁波____在真空中传播。 ② 电磁波的传播速度等于____。 ③ 光在本质上是一种电磁波。即光是以____形式传播的一种电磁振动。 c.电磁波的波速 ① 波速、波长、频率三者之间的关系：波速=___ ×_____。 电磁波的波速 c 与波长 λ、频率 f 的关系是 c=____。 ② 电磁波在真空中的传播速度 c=3×108 m/s。 18．在国际单位制中，电场强度的单位是____；磁感强度的单位是_____。麦克斯韦从理论上预言电磁波 在真空中的传播速度等于__________________m/s. 19．在 LC 振荡电路中，如果已知电容 C，并测得电路的固有振荡周期为 T，即可求得电感 L 为了提高测量 2 精度，需多次改变 C 值并测得相应的 T 值，现将测得的六组数据标示在以 C 为横坐标， T 为纵坐标的坐标 纸上，如图中用“×”表示的点。 (1)T、L、C 的关系为______； 2 (2)根据图中给出的数据点作出 T 与 C 的关系图线______； (3)求得 L 的值是______。 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感 应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。 21．如图所示的电路中，电容器的电容 C＝1 μF，线圈的自感系数 L＝0.1 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，求：（g 取 10 m/s2，π 取 3.14，研究过程中油滴 不与极板接触） （1）至少经过多长时间，油滴的加速度最大？ （2）当油滴的加速度为何值时，LC 回路中的磁场能最大？ 22．某 LC 振荡电路中，振荡电流变化规律 i=0.14sin（1000t）A，已知电路中线圈的自感系数 L=50mH， 求： （1）该振荡电流的周期为多少； （2）电容器的电容 C． 23．图中正弦曲线表示 LC 振荡电路中电流随时间表化的图像，若以回路中顺时针方向为电流正方向，以 电容器上方极板带正电时极板上电压为正，请在图中坐标中画出电容器极板上电压变化曲线的示意图． 参考答案 1．B 2．B 3．D 4．D 5．A 6．D 7．C 8．D 9．B 10．D 11．C 12．B 13．D 14．C 15．A 16．4 17．感应电流 长 频率 电场 电场 生磁场 变化 电场 磁场 周期性 周期性 可以 光速 波动 波 λf 18．N/C（V/m） 特斯拉（T） 3×108 （ 19． T 2  4π 2 LC 40.6mH 都算对） 35.1 : 42.9mH 20． 当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形 式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线 环的两个小球间也产生了火花。 21．（1）3.14×10－5 s；（2）10 m/s2 22．（1） 23．如图; 2 �103 s （2） 2.0 �105 F