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ABC3。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2D．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。37.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。CL411.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（k0）。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.mreB1B.mkerv2202C.mreB0D.mkerv2202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=21mv2-21mv02，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v05q，iOt5T/6D.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T65。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T65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？aKbC1L1L2C2K617.解：西方、3×105m18.“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：0.48s19.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7可得N=2.8×105周。