2025年高考物理 电磁振荡与电磁波 一轮课时练习
一、单选题（本大题共6小题）
1．有关科学家的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．法拉第发现了电磁感应现象，并得出法拉第电磁感应定律
B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波
D．安培发现了电流的磁效应，并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则
2．在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S后一段时间电路达到稳定状态。时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡，LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像
B．图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像
C．时刻，磁场能最大
D．将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的
3．如图所示，LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在减小。下列判断正确的是（ ）
A．电路中电流方向为由a流向b B．电容器上极板带负电
C．电路中电场能正在增大 D．电容器两极板间场强正在减小
4．如图为LC振荡电路在时刻的状态，该时刻电容器放电刚结束，已知线圈的自感系数为0.4H，电容器的电容为，下列说法正确的是（ ）
A．时，线圈中的自感电动势在减小
B．时，电场方向向下，电场强度大小逐渐减小
C．时，磁感应强度方向向下，大小逐渐减小
D．时，电场方向向下，电路中电流正在减小
5．某同学用检流计和静电计研究LC振荡电路的规律,某时刻,静电计的指针角度在变大,流过检流计的电流向右,P、Q是电路中两点,则该时刻,下列说法错误的是 ( )
A．若增大电容器两板间距离,LC振荡频率减小
B．电容器上极板带正电
C．电流的变化率大小在增加
D．P点电势比Q点电势高
6．在LC振荡电路中,某时刻电路中的电流方向如图所示,且电流正在减小,则该时刻 ( )
A．电容器上极板带负电,下极板带正电
B．电容器两极板间电压正在减小
C．电场能正在向磁场能转化
D．电容器正在放电
二、多选题（本大题共4小题）
7．各种电磁波在日常生活和生产中被应用。下列关于电磁波的说法中，正确的是（ ）
A．频率越大的电磁波，在真空中的传播速度越大
B．控制电视、空调的遥控器使用的是红外线
C．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线
D．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
8．理想的LC振荡回路中电流i随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻，电容器的带电量最大
B．时刻，电路中的磁场能量最大
C．从时刻到时刻电路中的电场能不断增大
D．从时刻到时刻，电容器的带电量不断增大
9．图甲为一超声波悬浮仪，其上方圆柱体内通过图乙中的振荡电路产生高频电信号，经转换成同频率的高频声信号后发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为零的点—节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点附近保持悬浮状态。该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，、分别为两波源所在的位置，已知超声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是（ ）
A．悬浮仪发出的超声波频率为34000Hz
B．图丙所示时刻M、N两质点的振动方向相同
C．两列波叠加稳定后，波源P、Q之间的小水珠共有3个悬浮点
D．若增大平行板电容器C极板间距离，可以增加悬浮仪中的节点个数
10．如图所示，间距均为d的倾斜金属导轨AD、HG与水平金属导轨DE、GF在D、G两点用绝缘材料平滑连接。在ADGH平面内存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度为的匀强磁场，在DEFG平面存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场．在AD、HG间连接一电容为C的电容器和一个自感系数为L的电感线圈，在EF间接一小灯泡。开始时，开关S断开，一质量为m、长为d的金属棒在倾斜导轨上从距水平地面高为h的位置由静止释放，不计导轨和金属棒的电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g，电容器的耐压值足够高．则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒在倾斜导轨上做匀加速运动
B．金属棒在水平导轨上做匀减速运动
C．金属棒进入DEFG区域后，闭合开关S瞬间，通过L的电流最小
D．在整个过程中，通过小灯泡的总电荷量为
三、实验题（本大题共1小题）
11．为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%。
①若用该装置给充电功率为10 W的电池充电，则损失的功率为 W。
②若把甲线接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.195 A。这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为 W。
四、解答题（本大题共3小题）
12．有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时。
（1）哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？
（2）如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？
13．如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像（q为正值表示a极板带正电）。
14．工业机器人广泛用于工业领域。某工业机器人设备接在的交流电源上，正常工作时电流为2A，该交流电的频率为 Hz，每秒内电流方向变化 次，该设备正常工作时消耗的功率为 kW。
15．如图甲所示，某款波士顿动力黄狗机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻未知的直流电源两端时，电动机恰好能正常工作，内部电路如图乙所示，则电源的内阻为 ，电动机的输出功率为 。
16．某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强，则（ ）
A．该时刻电容器下极板带正电荷
B．在电流强度增强过程中，线圈的自感电动势在减小
C．若探测仪靠近金属探测时其线圈的自感系数增大，则振荡电流的频率降低
D．若探测仪靠近金属探测，并保持相对静止时，金属中不会产生感应电流
参考答案
1．【答案】B
【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯得出法拉第电磁感应定律，故A错误；
BC．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，故B正确，C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出右手螺旋定则判定电流周围磁场方向，故D错误；
故选B。
2．【答案】B
【详解】ABC．时刻断开开关，电感线圈与电容器构成振荡回路，电感线圈中的电流从某一最大值开始减小，产生自感电动势对电容器充电，磁场能转化为电场能，电容器所带电荷量从零开始增加，当线圈中的电流减为零时，电容器充满电，所带电荷量达到最大，振荡电路经历时，磁场能为零，电场能最大，随后电容器放电，所带电荷量减小，电感线圈中的电流反向增加，电场能转化为磁场能，形成振荡电路，故AC错误，B正确；
D．由振荡电路的周期为
可知电磁振荡的频率为
将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的，故D错误。
故选B。
3．【答案】C
【详解】AB．根据安培定则，线圈中的电流从下到上，此时电流正在减小，表明电容器正在充电，所以上极板带正电，下极板带负电，电流方向从b流向a，故AB错误；
C．电容器正在充电，根据能量守恒定律分析，能量正在从磁场能转化为电场能，电场能在增大，故C正确；
D．电容器正在充电，电场能在增大，两极板间的场强正在增大，故D错误。
故选C。
4．【答案】C
【详解】由，代入数据可得电磁振荡的周期，时刻，电容器放电刚结束，电路中电流和磁感应强度最大；
A．时，电路中电流在减小，磁通量变化量减小，由楞次定律得，线圈的自感电动势增大，A错误；
B．时，电路中电流为0，此时电容器上极板带负电，下极板带正电，在时，电路中电流增大，电容器反向放电，电场强度减小，电场方向向上，所以当时，电场方向向上，电场强度减小，B错误；
C．时，电路中电流为负值，回路中电流方向为顺时针，电流大小在减小，根据安培定则判断，磁感应强度方向向下，大小逐渐减小，C正确；
D．时，电流正向增大，则上极板带正电，下极板带负电，电场方向向下，D错误。选C。
5．【答案】A
【解析】根据电容器的电容决定式C=,增大电容器两板之间的距离,电容减小,根据f==,LC振荡频率增大,故A错误;根据题意静电计的指针角度在变大,流过检流计的电流向右,知电容器在充电,电容器上极板带正电,下极板带负电,P点电势比Q点电势高,振荡电流减小,且电流变化得越来越快,即电流变化率增加,故B、C、D正确.
6．【答案】A
【解析】在振荡电路中,当电容器充电时,电流减小,电容器上的电荷量增大,此时,磁场能转化为电场能,根据题中电流的方向可以判断,此时电容器在充电,电容器上极板应该带负电,下极板带正电,故A正确,C、D错误;由C=可得Q=CU,结合上述分析可得,电容器电荷量增大,两极板间的电压也增大,故B错误.
7．【答案】BC
【详解】A：电磁波在真空中的传播速度为光速，一样大，A错误；
B：控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，B正确；
C：机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，C正确；
D：医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，D错误。选BC。
【易错警示】电磁波的速度主要受到介质的影响。在真空中，电磁波的速度达到最大值，即光速。
8．【答案】BD
【详解】A．由图像可知，时刻，回路中电流最大，电路中的磁场能最大，电容器中的电场能最小，电容器的带电量最小，A错误；
B．由图像可知，时刻，回路中电流最大，电路中的磁场能最大，B正确；
C．由图像可知，从时刻到时刻，回路中电流先减小后增大，则电路中的磁场能先减小后增大，电容器中的电场能先增大后减小，C错误；
D．由图像可知，从时刻到时刻，回路中电流逐渐减小，则电路中的磁场能逐渐减小，电容器中的电场能逐渐增大，所以电容器的带电量不断增大，D正确。选BD。
9．【答案】ABD
【详解】
A．由图可知，超声波的波长为，则超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为，A正确；
B．由同侧法可知，该时刻M、N两质点的振动方向相同，均沿y轴正方向，B正确；
C．波源P、Q振动步调相反，当波程差为半波长的奇数倍时，该点是振动加强点，当波程差为波长的整数倍时，该点是振动减弱点，设波源P、Q之间某一点坐标为x, 悬浮点为振动减弱点，满足（n为自然数），解得，两列波稳定叠加后，波源P、Q之间小水珠共有7个悬浮点，C错误；
D．若增大平行板电容器C极板间距离，根据，可知平行板电容器的电容减小，根据，可知LC振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，则可以增加悬浮仪中的节点个数，D正确。选ABD。
10．【答案】AC
【详解】A．金属棒在倾斜导轨上由静止释放，则金属棒做加速下滑，金属棒切割磁感线产生感应电动势为，由于对电容器充电，则电路中有电流产生，金属棒受到安培力作用，方向与金属棒运动方向相反。电容器所带的电荷量为，电容器充电电流为，设倾斜金属导轨平面与水平面夹角为θ，对金属棒由牛顿第二定律可得，解得，由于m、θ、C、B1、d都是定值，则加速度a是定值，可知金属棒在倾斜导轨上做匀加速运动，A正确；
B．金属棒在水平导轨上做切割磁感线运动产生感应电动势，产生感应电流，金属棒受到安培力作用，安培力与金属棒运动方向相反，安培力对金属棒产生加速度，使金属棒做减速运动，设小灯泡的电阻为R，则安培力为，可知小灯泡的电阻R随不随温度变化，则有都不是定值，则安培力是变力，因此金属棒做变加速运动，B错误；
C．金属棒进入DEFG区域后，闭合开关S后，电容器与电感线圈组成LC振荡电路，由LC振荡电路中的振荡电流特点，在闭合开关S瞬间，通过L的电流是零最小，C正确；
D．由速度位移关系公式可得，金属棒在进入DEFG区域时的速度大小为，金属棒在水平导轨上做减速运动，最后速度减到零，设通过小灯泡的平均电流为，对金属棒由动量定理可得，又有，解得，D错误。选AC。
11．【答案】18.6；15
【详解】①[1]由题意可知，该装置的传输效率为35%，充电功率为10 W是有用功率P总＝ ＝28.6W，损失的功率P损＝P总×（1－35%）＝28.6W×0.65＝18.6W
②[2]P总＝UI＝220V×0.195A＝42.9W，灯泡的功率P有＝P总×35%＝42.9W×0.35＝15W
12．【答案】（1）波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强；（2）旋出一些
【详解】（1）根据公式，设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3则有= Hz≈1 034 kHz，= Hz≈756 kHz，= Hz≈530 kHz，所以波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强。
（2）要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。
13．【答案】
【详解】开关S处于闭合状态时，电流稳定，又因L电阻可忽略，因此电容器C两极板间电压为0，所带电荷量为0，S断开的瞬间，D灯立即熄灭，L、C组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的时间内，线圈给电容器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为0，而电容器极板上电荷量则由0增为最大，根据电流流向，此时间里，电容器下极板b带正电，所以此时间内，a极板带负电，由0增为最大，则电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像
【答案】14． 50；100；0.76，15． ；，16．BC
【解析】14．[1]根据u=380√2sin100πt（V）可知，可得该交流电的频率为
[2]一个周期内电流方向变化2次，且周期为，所以每秒内电流方向变化100次；
[3]该设备正常工作时的电压为，所以该设备正常工作时消耗的功率为
15．[1]由闭合电路的欧姆定律，可得电源的内阻为
[2]电动机消耗的电功率为，电动机线圈内阻因发热而消耗的功率为，所以电动机的输出功率为
16．A．某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强中，电容器正处于放电过程，上极板带正电荷，A错误；
B．电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强中，电流强度增大的越来越慢，则线圈的自感电动势正在减小，B正确；
C．若探测仪靠近金属时，相当于给线圈增加了铁芯，所以其自感系数L增大，根据公式可知，其自感系数L增大时振荡电流的频率降低，C正确；
D．电流强度正在增大，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，D错误。选BC。
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