第14章电磁波单元综合试题及答案4

第14章电磁波单元综合试题及答案4

1 第十四章 电磁波 单元测试 1．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法中错误的是（ ） A．变化的电场可产生磁场 B．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场 C．振荡电场能够产生振荡磁场 D．振荡磁场能够产生振荡电场 1.解析：（1）恒定的磁场不能产生电场，恒定的电场也不能产生磁场。 （2）均匀变化的磁场（B 是 t 的一次函数）只能产生恒定的电场，均匀变化的电场产 生恒定的磁场。 （3）非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场。 （4）振荡（按正弦规律变化）的磁场产生同频率振荡的电场，反之也然。 所以此题 B 选项正确 2．关于电磁波在真空中传播速度，下列说法中不正确的是 （ ） A．频率越高，传播速度越大 B．电磁波的能量越强，传播速度越大 C．波长越长，传播速度越大 D．频率、波长、强弱都不影响电磁波的传播速度 2.解析：频率由波源决定，能量由频率决定，传播速度由介质决定，波长由频率和波源 共同决定。此题选项为 ABC 3。如图所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内光滑、槽的宽度和深度处处相同．现 将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内，让小球获一初速度 v0 在槽内开始运动，与 此同时，有一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随时间成 正比增大，设小球运动过程中带电量不变，那么（ ） A．小球受到的向心力大小不变 B．小球受到的向心力大小增加 C．磁场力对小球做功 2 D．小球受到的磁场力不断增加 3.解析：变化的磁场产生的电场对带正电的小球加速，速度增加，向心力增加，小球的 洛伦兹力增加，所以此题选 BD。 4.某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场是哪一种？ （ ） 4 解 析：周期性 变化的电磁场会产生周期性变化的磁电场，进而在介质中形成电磁场。这样电磁场传播出去 形成电磁波所以此题选 D。 5.将下图所示的带电的平行板电容器C的两个极板用绝缘工具缓缓拉大板间距离的过程 中，在电容器周围空间 （ ） A．会产生变化的磁场 B．会产生稳定的磁场 C．不产生磁场 D．会产生振荡的磁场 5 解析：变化的电场产生磁场，此题选 A。 6.电子钟是利用 LC 振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢 30s，造成这一现象 的原因可能是 （ ） A．电池用久了 B．振荡电路中电容器的电容大了 C．振荡电路中线圈的电感大了 D．振荡电路中电容器的电容小了 6 解析：LC 回路的周期 LCT 2 ，由此公式可知电子钟的周期由电感和电容共同决 定，与其它因素无关。此题选 BC。 3 7. 在下列说法中符合实际的是 （ ） A．医院里常用 X 射线对病房和手术室消毒 B．医院里常用紫外线对病房和手术室 消毒 C．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力 D．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 7 解析：对照各种电磁波的特性、用途，此题选 BD。 8.如图所示，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。下列哪些说法正确（ ） A、如图所示的时刻电容器正在放电 B、电路中的磁场能在增加 C、电容器两端的电压在增加 D、把电容器的两极板间距离拉大，振荡电流的频率增大 8 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，电容器电压在增加。C 对。由 LC 回路的周 期公式可得 D 选项对。所以此题选 CD。 9.建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是 （ ） A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．麦克斯韦 9 解：此题选 D。 10.根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低 排列的情况（ ） A．伦琴射线、紫外线、可见光 B． 伦琴射线、紫外线、红外线 C．紫外线、红外线、可见光 D．无线电波、红外线、紫外线 10 解析：认真看书可得正确选项为 A。 C L 4 11.下列说法中正确的是 （ ） A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置 B．电磁波中电场能量最大时，磁场能量为零；磁场能量最大时，电场能量为零 C．摄像机在1s内要传送25幅画面 D．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置 11 解析：看书。选 ACD。 12.关于雷达的特点，下列说法正确的是 （ ） A.雷达所用无线电波的波长比短波更短 B.雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标 C.达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用 12 解析：雷达是利用无线电波中的①波长短, ②衍射现象不明显, ③传播的直线性好 ④遇到障碍物要发生反射的微波来测定物体位置的无线电设备。选 AC。 13.如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个 电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随 时间变化的关系式为 B=B0+kt（k>0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化 的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用 力，使其得到加速。设 t=0 时刻电子的初速度大小为 v0，方向顺时针，从 此开始后运动一周后的磁感应强度为 B1，则此时电子的速度大小为 A. m reB1 B. m kerv 2 2 0 2 C. m reB0 D. m kerv 2 2 0 2 13 解：感应电动势为 E=kπr2，电场方向逆时针，电场力对电子做正功。在转动一圈过 程中对电子用动能定理：kπr2e= 2 1 mv2- 2 1 mv02，得答案 B。 14 。如图所示，平行板电容器和电池组相连。用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐 增大的过程中，关于电容器两极板间的电场和磁场，下列说法中正确的是 BD。 A.两极板间的电压和场强都将逐渐减小 B.两极板间的电压不变，场强逐渐减小 C.两极板间将产生顺时针方向的磁场 v0 5 q，i O 5T/6 D.两极板间将产生逆时针方向的磁场 15.如图所示，氢原子中的电子绕核逆时什快速旋转，匀强磁场垂直于轨道平面向外， 电子的运动轨道半径 r 不变，若使磁场均匀增加，则电子的动能（ B ） A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 15 解析：电子在库仑力 F 和洛伦兹力 f 作用下做匀速圆周运动，用左手 定则判断 f 和 F 方向始终相同，两者之和为向心力。当磁场均匀增加时，根 据麦克斯韦理论，将激起一稳定电场，由楞次定律及安培定则可判出上述电 场的方向为顺时针，这时电子除受到上述两力外，又受到一个逆时针方向的电场力作用，该 力对电子做正功，所以电子的动能将增大，故答案 B 正确。 二、填空题 16.右边两图中电容器的电容都是 C=4×10-6F，电感都是 L=9×10－4H，左图中电键 K 先 接 a，充电结束后将 K 扳到 b；右图中电键 K 先闭合，稳定后断开。两图中 LC 回路开始电磁 振荡 t=3.14×10－4s 时刻，C1 的上极板正在____ 电（充电还是放电）,带_____电（正电还是负电）； L2 中的电流方向向____(左还是右)，磁场能正在 _____（增大还是减小）。 解：先由公式求出 LCT 2 =1.2π×10－4s，t=3.14× 10－4s 时刻是开始振荡后的 T6 5 。再看与左图对应的 q-t 图象 （以上极板带正电为正）和与右图对应的 i-t 图象（以 LC 回路 中有逆时针方向电流为正），图象都为余弦函数图象。在 T6 5 时 刻，从左图对应的 q-t 图象看出，上极板正在充正电；从右图对应的 i-t 图象看出，L2 中的电 流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。 三、计算题 17. 如图所示，为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为 2×10-4s，雷达天线朝 东时如（1）图，朝西时如（2）图．问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达的距离？ a K b C1 L1 L2 C2 K 6 17. 解：西方、3×105m 18. “神州七号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与翟志刚通话， 则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为 M=6.0×1024kg，地球半径为 R=6.4×106m，万有引力恒量 G=6.67×10－11Nm2/kg2） 18.解：0.48s 19.电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一 环形真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的 电场，使电子加速。被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。设法把高能电 子引入靶室，能使其进一步加速。在一个半径为 r=0.84m 的电子感应加速器中，电子在被加 速的 4.2ms 内获得的能量为 120MeV。这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁 通量从零增到 1.8Wb，求电子共绕行了多少周？ 19.解：根据法拉第电磁感应定律，环形室内的感应电动势为 E= t  = 429V，设电子在加速 器中绕行了 N 周，则电场力做功 NeE 应该等于电子的动能 EK，所以有 N= EK/Ee，带入数据 可得 N=2.8×105 周。 7