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1、初识电磁波及其应用 (15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.有关电磁场和电磁波,下列说法中正确的是()A.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在B.变化的电场一定产生变化的磁场C.使用空间波来传播信息时主要是应用无线电波可以绕过地面上的障碍物D.电磁波不能在真空中传播【解析】选A。麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,A正确;均匀变化的电场产生恒定的磁场,B错;空间波沿直线传播,C错;电磁波可以在真空中传播,D错误。2.甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告,乙坐在家里离电视机5 m处听电视转播,已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km,不考虑其他因素,则(空气中声速为340
2、m/s)()A.甲先听到声音B.乙先听到声音C.甲、乙同时听到D.不能确定【解析】选B。声音传到甲所需时间为t1=0.176 s,传到乙所需时间为t2=+0.018 s。则B正确,A、C、D错误。3.各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图所示,天线顶点和焦点连线(OO)与水平面间的夹角为仰角,OO在水平面上的射影与当地正南方向的夹角为偏角,接收定位于东经105.5的卫星电视信号(如CCTV-5)时,OO连线应指向卫星,我国各地接收天线的取向情况是() A.有=0,=90的B.与卫星经度相同的各地,随纬度的增高而减小C.经度大于105.5的各地,天线是朝南偏东的D.在几十甚至几百平方千米的范围内,
3、天线取向几乎是相同的(我国自西向东的经度约为73135)【解析】选B。我国领土的最南端在北纬4附近,所以不会出现=90的情况,A错;天线所在位置处的纬度越高,距卫星越远,所以越小,B正确;经度大于105.5的各地,天线应是朝南偏西方向,故C错;位置不同,天线的取向不同,故D错。4.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A.0 B.r2qkC.2r2qkD.r2qk
4、【解析】选D。感生电场是涡旋场,电荷在运动过程中,电场力始终做功。由U=S可知电场强度E=,运动一周电场力做功W=qE2r=r2qk,则D正确,A、B、C错误。二、计算题(共10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5.微波炉的工作应用了一种电磁波微波(微波的频率为2.45109Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度升高,食物增加的能量是微波给它的。下表是某微波炉的部分技术参数,问:(1)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少?(2)如果做一道菜,使用微波挡需要正常工作30 min,则做这道菜需消耗的电能为多少焦?【解析】(1)额定电流I= A
5、=5 A。(2)消耗的电能E=W=Pt=11003060 J=1.98106 J。答案:(1)5 A(2)1.98106 J (10分钟20分)6.(6分)(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论,以下叙述中正确的是()A.教室中发亮的日光灯周围空间必有磁场和电场B.工作时打点计时器周围必有磁场和电场C.稳定的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场激发稳定的电场D.电磁波在传播过程中,电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直【解析】选A、B、D。教室中发亮的日光灯、工作时打点计时器的电流发生变化,在其周围产生变化的磁场和电场,故选项A、B正确;稳定的电场不会产生磁场,故选项C错误;根据电磁波的传播规律,电场方
6、向、磁场方向和传播方向相互垂直,故选项D正确。7.(14分)一个雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间为1 s,两次发射的时间间隔为100 s,在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示,已知图中刻度 ab=bc,则障碍物与雷达之间的距离是多大?【解题指南】应用ab段为无线电波发射到返回的时间,可求出电磁波的路程,即可求出障碍物与雷达之间的距离。【解析】图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的,b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的,由ab=bc可知,无线电波从发射到返回所用时间为50 s。设雷达离障碍物的距离为s,无线电波来回时间为t,波速为c,由2s=ct得s= m =7.5103 m。答案:7.5103 m3
