10.在LC振荡电路中,电容器C的带电量随时间变化的图象如图13-2-5所示,在1×10-6 s到2×10-6 s内,关于电容器的充(或放)电过程及因此产生的电磁波的波长,正确的结论是
A.充电过程,波长为1200 m
B.充电过程,波长为1500 m
C.放电过程,波长为1200 m
D.放电过程,波长为1500 m
[解析] 在1×10-6 s到2×10-6 s内,电容器带电量增大,属充电过程.产生的电磁波周期T=4×10-6 s,波长λ=cT=3×108×4×10-6 m=1200 m
[答案] A
9.
LC振荡电路中,某时刻的电流方向如图13-2-4所示,则下列说法中正确的是
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带负电
B.若电容器正在放电,则电容器上极板带正电
C.若电容器上极板带正电,则电感线圈中的电流正在增大
D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大
[答案] D
8.关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是
A.振荡电流最大时,电容器两极板间的场强最大
B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零
C.振荡电流增大的过程中,线圈中磁场能转化成电场能
D.振荡电流减小的过程中,线圈中自感电动势增大
[答案] D
7.某收音机接收电磁波的波长范围在577 m到182 m之间,求该收音机接收到的电磁波的频率范围.
[解析] 根据c=λf
f1=
Hz=5.20×105 Hz
f2=
Hz=1.65×106 Hz
所以,频率范围为5.20×105 Hz-1.65×106 Hz
[答案] 5.20×105 Hz-1.65×106 Hz
6.无线电广播的中波段波长的范围是187 m~560 m,为了避免邻近电台的干扰,两个电台的频率范围至少应差104 Hz,则在此波段中最多能容纳的电台数约为多少个?
[解析] 中波段的频率范围为
fmax=
Hz=1.6×106 Hz
fmin=
Hz=0.54×106 Hz
在此波段最多容纳的电台数
n=
=106
[答案] 106
5.关于电磁波,下列说法中正确的是
A.在真空中,频率高的电磁波速度较大
B.在真空中,电磁波的能量越大,传播速度越大
C.电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变
D.只要发射电路的电磁振荡一停止,产生的电磁波立即消失
[解析] 任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c,故AB都错.
电磁波由真空进入介质,波速变小,而频率不变,C对.变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形成电磁波,发射电路的电磁振荡一停止,就不再发射电磁波,但已产生的电磁波并不消失,故D错.
[答案] C
4.电磁波和机械波相比较
①电磁波传播不需要介质,机械波传播需要介质
②电磁波在任何物质中传播速度都相同,机械波波速大小决定于介质
③电磁波、机械波都会发生衍射
④机械波会发生干涉,电磁波不会发生干涉
以上说法正确的是
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
[答案] A
3.某电磁波从真空进入介质后,发生变化的物理量有
A.波长和频率 B.波速和频率
C.波长和波速 D.频率和能量
[答案] C
2.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是
A.电场和磁场总是相互联系着,统称为电磁场
B.电磁场由发生区域向远处传播就是电磁波
C.电磁场是一种物质,不能在真空中传播
D.电磁波的传播速度总是3.0×108 m/s
[答案] B
雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备,一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成.
●疑难辨析
麦克斯韦电磁理论是理解电磁场和电磁波的关键所在,应注意领会以下内容:变化的磁
场可产生电场,产生的电场的性质是由磁场的变化情况决定的,均匀变化的磁场产生稳定的电场,非均匀变化的磁场产生变化的电场,振荡的磁场产生同频率振荡的电场;反之亦然.
●典例剖析
[例1]LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图13-2-2所示,则下列说法错误的是
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图13-2-2
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电
B.若电容器正在放电,则电容器上极板带负电
C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大
D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大
[解析] 先根据安培定则判断出电流的方向,若该时刻电容器上极板带正电,则可知电容器处于充电阶段,电流应正在减小,知A叙述正确.
若该时刻电容器上极板带负电,则可知电容器正在放电,电流正在增强,知B叙述正确,由楞次定律知D叙述亦正确.因而错误选项只有C.
[思考] (1)若磁场正在增强,则电场能和磁场能是如何转化的?电容器是充电还是放电?线圈两端的电压是增大还是减小?
(2)若此时磁场最强(t=0),试画出振荡电流i和电容器上板带电量q随时间t变化的图象?
(3)若使该振荡电路产生的电磁波的波长更短些,可采取什么措施?(包括:线圈匝数、铁芯、电介质、正对面积、板间距离等)
[思考提示] (1)磁场增强,磁场能增大,电场能减小,电容器放电,电容器两端电压降低,线圈两端电压降低.
(2)
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(3)根据λ=cT和T=2π
,为减小λ,需减小L或C.
[设计意图] 通过本例说明分析电磁振荡过程中各量变化的方法.
[例2]某电路中电场随时间变化的图象如图13-2-3所示,能发射电磁波的电场是
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图13-2-3
[解析] 变化的电场可产生磁场,产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的.均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,振荡的电场产生同频率振荡的磁场.
图A中电场不随时间变化,不会产生磁场.图B和图C中电场都随时间做均匀的变化,在周围空间产生稳定的磁场,这个磁场不能再激发电场,所以不能激起电磁波.图D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场,而这磁场的变化也是不均匀的,又能产生变化的电场,从而交织成一个不可分割的统一体,即形成电磁场,才能发射电磁波.
[设计意图] 通过本例说明形成电磁波的条件.
●反馈练习
1.建立电磁场理论的科学家是_______.用实验证明电磁波存在的科学家是_______.
[答案] 麦克斯韦 赫兹
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