14.1电磁波的发现14.2电磁振荡
14.3电磁波的发射和接收
1.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图14-1-3所示时,可能是( )
图14-1-3
A.向上方向的磁场在增强 B.向上方向的磁场在减弱
C.向上方向的磁场先增强,然后反向减弱 D.向上方向的磁场减弱,然后反向增强
[思路点拨] 在电磁感应现象的规律中,当一个闭合回路中由于通过它的磁通量发生变化时,回路中就有感应电流产生,回路中并没有电源,电流的产生是由于磁场的变化。麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况,即变化的磁场产生电场。判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律,只不过是用电场线方向代替了电流方向。
[解析] 向上方向的磁场增强时,感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下,根据安培定则感应电流方向如图中E的方向所示,选项A正确,B错误。同理,当磁场反向即向下的磁场减弱时,也会得到如图中E的方向,选项C正确,D错误。
[答案] AC
2.(多选)在LC振荡电路中,某时刻电路中的电流方向如图14-1-6所示,且电流正在减小,则该时刻( )
图14-1-6
A.电容器上极板带正电,下极板带负电 B.电容器上极板带负电,下极板带正电 C.电场能正在向磁场能转化 D.磁场能正在向电场能转化 [思路点拨]
(1)由电流减小可知,电容器正在充电。
(2)电容器充电过程中,磁场能转化为电场能。
[解析] 电流正在减小,说明是充电过程,是磁场能向电场能的转化,D项正确,C项错误;充电过程电容器上极板带负电,下极板带正电,A项错误,B项正确。
[答案] BD
3.(多选)关于电磁波的发射和接收,下列说法中正确的是( ) A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的 B.音频电流的频率比较低,不能直接用来发射电磁波
C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最强
D.要使电视机的屏幕上有图像,必须要有检波过程 [思路点拨] 求解本题应把握以下两点: (1)知道电磁波的发射和接收原理。 (2)知道电谐振的原理。
[解析] 有效发射电磁波,必须采用开放电路和高频发射;一般的音频电流的频率较低,不能直接用来发射电磁波;电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象,与机械振动中的共振有些相似;电视机显示图像时,必须通过检波过程,把有效的信号从高频调制信号中取出来,否则就不能显示,故A错误,B、C、D正确。
[答案] BCD 4.世界各地有许多无线电台同时广播,用收音机一次只能收听到某一电台的播音,而不是同时收听到许多电台的播音,其原因是( )
A.因为收听到的电台离收音机最近 B.因为收听到的电台频率最高
C.因为接收到的电台电磁波能量最强
D.因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率相同,产生了电谐振 解析:选D 选台就是调谐过程,使f固=f电磁波,在接收电路中产生电谐振,激起的感应电流最强,D正确。
5.如图14-1-8所示是一个LC振荡电路中电流的变化图线,以下说法正确的是( )
图14-1-8
A.t1时刻电感线圈两端电压最大 B.t2时刻电容器两极板间电压为零 C.t1时刻电路中只有电场能 D.t1时刻电容器所带电荷量为零
解析:选D 振荡过程中由于电感和电容的存在,电路不是纯电阻电路,故不满足欧姆定律的适用条件。由i-t图像可知t1时刻电流i最大,t2时刻电流i为零,误认为
Ui与u满足欧姆定律I=,从而错选A、B项。电流i最大时,说明磁场最强,磁场能
R最大,电场能为零,电压、电荷量均为零。
6.(多选)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与线圈L或电源相连,如图14-1-9所示。当开关从a拨到b时,由L与C构成的回路中产生的周期T=2πLC的振荡电流。当罐中液面上升时( )
图14-1-9
A.电容器的电容减小 B.电容器的电容增大
C.LC回路的振荡频率减小 D.LC回路的振荡频率增大
解析:选BC 当罐中的液面上升时,电容器极板间的介电常数变大,由平行板电容器的电容公式知,电容增大,则选项A错误,B正确;由LC回路周期公式知,振荡周期增大,振荡频率减小,则选项C正确,D错误。
7.关于电磁场理论,以下说法正确的是( )
A.在电场周围一定会产生磁场
B.任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场 C.均匀变化的电场会产生变化的磁场
D.周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场
解析:选D 变化的电场周围一定产生磁场,但若电场不发生变化,则不能在周围空间产生磁场,选项A错误;均匀变化的电场只能在周围空间产生稳定的磁场,只有不均匀变化的电场才能在周围空间产生变化的磁场,选项B、C错误;周期性变化的电场(或磁场)在周围空间产生周期性变化的磁场(或电场),选项D正确。
8.(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中,正确的是(每个选项中的上图表示变化的场,下图表示变化的场产生的另外的场)( )
解析:选BC A图中的上图表示磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场,选项A错误;B图中的上图表示均匀变化的电场,会产生稳定的磁场,选项B正确;C图中的上图表示振荡的磁场,它能产生同频率的振荡电场,且相位相差π/2,选项C正确;D图的上图表示振荡的电场,在其周围空间产生振荡的磁场,且相位相差π/2,但是下图中的图像与上图相比较,相位相差π,故选项D错误。
9. (多选)如图14-1-4所示,有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管,半径为R,有一带正电的粒子静止在管内,整个装置处于竖直向上的磁场中,要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动,所加磁场可能是( )
图14-1-4
A.匀强磁场
B.均匀增加的磁场 C.均匀减少的磁场
D.由于洛伦兹力不做功,不管加什么磁场都不能使带电粒子运动
解析:选BC 磁场对静止的电荷不产生力的作用,但当磁场变化时可产生电场,电场对带电粒子产生电场力的作用,带电粒子在电场力作用下可以产生加速度,选项B、C正确。
10.(多选)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大于光速
解析:选AB 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错误。
11.如图14-1-7所示,表示LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )