【單元練】濟(jì)南市稼軒中學(xué)高中物理選修2第四章【電磁振蕩與電磁波】階段練習(xí)(課后培優(yōu))

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1、一、選擇題 1. 電磁波已廣泛運(yùn)用與很多領(lǐng)域，下列關(guān)于電磁波的說法符合實(shí)際的是（ ） A. 電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 B. 常用的遙控器通過紫外線脈沖信號來遙控電視機(jī) C. 根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動速度 D. 不同頻率的光在真空中傳播的速度不同 C 解析：C A. 電磁波是橫波，波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，選項 A錯誤； B. 常用紅外線作為脈沖信號來遙控電視，選項 B錯誤； C. 由于波源與接受者的相對位移的改變，而導(dǎo)致接受頻率的變化，稱為多普勒效應(yīng)，所以 可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動速度，選項 C正確； D. 不同頻率的光在真空中傳播的速

2、度相同，選項 D錯誤。 故選Co 2. 以下是幾個教材中的物理公式，其中關(guān)于特定物理量符號、物理量名稱及其在國際單位 制（SD中的用基本單位表示的單位符號表述中全部正確的是（ ） 公式 符號 名稱 單位符號 A 3 k ￥ a 加速度 / 2 m / s B R L S 密度 kg m3 / A s2 C T怠 L 長度 m D E Blv B 磁感應(yīng)強(qiáng)度 2 kg / A s A. A B. B C. C D. DD 解析：D A. 該表達(dá)式是開普勒第三定律的表達(dá)式，式中的 a是軌道半長軸，單位是 m，選項A錯 誤

3、； B. 該表達(dá)式為電阻定律的表達(dá)式，式子中的 P是電阻率，單位是 Q ?m選項B錯誤； C. 振動電路中周期的表達(dá)式應(yīng)該是 T 2 LC 式子中的L為線圈的自感系數(shù)，單位 H （亨利），選項 C錯誤； D. 該表達(dá)式為感應(yīng)電動勢表達(dá)式，其中的 B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位是 N kg m/s2 2 仃=1 =1 =1kg/（A s ） A m A m 選項D正確。 故選Do 3. 關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是（ ） A. 麥克斯韋認(rèn)為變化的電場產(chǎn)生變化的磁場 B. 紅外線、可見光和紫外線是由原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的 C. 電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，波長變

4、大 D. 電磁波按頻率由高到低的正確排列順序是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、 射線， 射線B 解析：B A. 變化的電場產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化 的磁場，A錯誤； B. 紅外線、可見光和紫外線是由原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的， B正確； C. 由電磁波波速公式 v= f可知，電磁波由真空到介質(zhì)傳播時，速度變小，頻率不變，波 長變小，C錯誤； D. 電磁波按頻率由高到低的正確排列順序是： 丫射線、X射線、紫外線、可見光、紅外 線、無線電波，D錯誤。 故選Bo C. ti時刻電路中只有電場能 B. t2時刻電容器兩極板間電壓為零

5、4. 圖中畫出了一個 LC振蕩電路中的電流變化圖線，根據(jù)圖線可判斷（ ） D. ti時刻電容器帶電荷量為零 D 解析：D ACD.由圖像分析可知，計時開始時，電容器兩極板帶電荷量最大，電流為零，電容器開 始放電，根據(jù)電流隨時間的變化規(guī)律，可以畫出 q t圖像（在圖中用虛線表示） D正確，AC 由圖像分析可知，ti時刻，電容器帶電荷量為零，電壓為零，電場能為零，故 錯誤； B. t2時刻電容器帶電荷量 q最大，兩極板間電壓最大，故 B錯誤。 故選 D。 5. 在LG回路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中，下列說法中錯誤的是 （ ） A. 電容器放電完

6、畢時刻，回路中電流最小 B. 回路中電流值最大時刻，回路中磁場能最大 C. 電容器極板上所帶電荷量最多時，電場能最大 D. 回路中電流值最小時刻，電容器帶電量最大 A 解析： A 【分析】 在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器在放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增 加，電容器上的電量在減少．從能量看：電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化；當(dāng)電容器在充電過程： 電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加．從能量看：磁 場能在向電場能轉(zhuǎn)化． 電容器放電完畢時，帶電量為零，電場能為零，電路中的感應(yīng)電流最大，磁場能最大， A 錯誤B正確；電容器充電完畢時，電量最多，電場能

7、達(dá)到最大， C正確；回路中電流值最 小時刻，磁場能最小，而電量最大， D 正確． 【點(diǎn)睛】 電容器充電完畢（放電開始）：電場能達(dá)到最大，磁場能為零，回路中感應(yīng)電流 i=0 ?放電 完畢（充電開始）：電場能為零，磁場能達(dá)到最大，回路中感應(yīng)電流達(dá)到最大． 6. 2003年，在抗擊SARS的過程中，許多公共場合都使用了一種可以快速測量體溫的非接 觸測溫儀，這種儀器是利用了（ ） A. 溫度傳感器 B.味覺傳感器 C. 紅外線傳感器 D.生物傳感器 C 解析： C 紅外線最顯著的特性是熱效應(yīng)，人體不斷向外輻射紅外線，而且不同溫度的人，輻射紅外 線的頻率和強(qiáng)度不同，根據(jù)人體輻射的紅外線

8、的頻率和強(qiáng)度利用紅外線傳感器就可以測出 人體的溫度。 故選 C。 7. 近場通信（NFC）是一種短距高頻的無線電技術(shù)，其主要結(jié)構(gòu)就是線圈和電容組成的類 似LC振蕩電路的并聯(lián)諧振電路，其終端有主動、被動和雙向三種模式，最常見的被動模式 廣泛應(yīng)用于公交卡、門禁卡、校園一卡通等，刷卡時，電路發(fā)生電諧振，給電容器充電， 達(dá)到一定電壓后，在讀卡設(shè)備發(fā)出的射頻場中響應(yīng)，被讀或?qū)懭胄畔?。下列說法正確的是 （） A. LC電路的電容器在充電時，電流增大 B. 如果增大LC電路中電容器兩極板間距離，振蕩周期將增大 C. LC電路中，電容器充電時，線圈中自感電動勢增大 D. 電磁波發(fā)射時，使電磁波

9、隨各種信號而改變的技術(shù)叫電諧振 C 解析： C A. LC電路的電容器在充電時，電流減小，故 A錯誤； B. 增大LC電路中電容器兩極板間距離，電容器的電容會變小，根據(jù) T 2 LC可知， LC電路的振蕩周期將減小，故 B錯誤； C. LC電路中，電容器充電時，電流減小得越來越快，線圈中的自感電動勢增大，故 C正 確； D. 電磁波發(fā)射時，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制，故 D錯誤。 故選Co &下列說法正確的是（ ） A. 公共場合使用的非接觸式測溫儀利用的是紫外線 B. 在地球上利用接收遙遠(yuǎn)天體發(fā)出光波的頻率判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動速度，利用 的是多普勒

10、效應(yīng) C. 軍隊過橋需要邁著整齊的步伐，防止共振對橋造成傷害 D. 在機(jī)械波的干涉現(xiàn)象中，振動加強(qiáng)點(diǎn)始終位于波峰位置 B 解析：B A. 非接觸式測溫儀是通過接受身體表面輻射出來的紅外線來測溫的，故 A錯誤； B. 多普勒效應(yīng)是指波源或觀察者發(fā)生移動，而使兩者間的距離發(fā)生變化，在地球上利用接 收遙遠(yuǎn)天體發(fā)出光波的頻率判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動速度，利用了多普勒效應(yīng)，故 B正確； C. 軍隊過橋需要邁著整齊的步伐，產(chǎn)生共振，不能防止共振對橋造成的傷害，故 C錯 誤； D. 振動加強(qiáng)點(diǎn)的振幅大，而不是始終位于波峰位置，故 D錯誤。 故選Bo 9. LC振蕩電路中，通

11、過 P點(diǎn)的電流變化規(guī)律如圖所示?，F(xiàn)規(guī)定過 P點(diǎn)向右的電流為正， 則下列說法正確的是（ ） A. 1.5s至2.0s時間內(nèi)，電容器放電 B. 1.5s至2.0s時間內(nèi)，電容器上極板帶的是負(fù)電 C. 1s至1.5s時間內(nèi)，Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高 D. 1s至1.5s時間內(nèi)，磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能 C 解析：C AB.由振蕩電路的圖像可知，在 1.5s至2.0s時間內(nèi)，電流方向為負(fù)，且電流值正在減小， 所以依題規(guī)定的電流正方向可知，在該段時間內(nèi)， LC回路中的電流是逆時針，而且，電容 器正在充電，由充電電流是由電容器負(fù)極板流出，流向正極板可知，電容器上極板帶正 電，故AB錯

12、誤； CD.由LC振蕩電路圖象可知，在 1s至1.5s時間內(nèi)，電流為負(fù)電流，且電流的值正在增 大，由題所規(guī)定的電流正方向知，此時間內(nèi) LC回路中的電流是逆時針的，即由 Q點(diǎn)經(jīng)電 感L流向P點(diǎn)，所以Q點(diǎn)電勢比P點(diǎn)高，而且由于電流值正在增大，所以電場能正在轉(zhuǎn)化 為磁場能，故 C正確，D錯誤。 故選C。 10. 圖甲中通過P點(diǎn)電流（向右為正）的變化規(guī)律如圖乙所示，則（ ） A. 0?0.5s間，電容器C正在充電 B. 0.5?1s間，電容器C上極板帶正電 C. 1 - 1.5s內(nèi)，Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高 D. 11.5s內(nèi)，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 C 解析：C A. 由題

13、圖乙知，0~0.5s內(nèi)，電流逐漸增大，電容器正在放電， A項不合題意. B. 0.5 ~1 s內(nèi)，電流沿正方向逐漸減小，是充電過程，電容器上極板帶負(fù)電、下極板帶正 電，B項不合題意. C. 1~1.5s間，電流沿負(fù)方向逐漸增大，是放電過程， Q點(diǎn)比P點(diǎn)電勢高，C項符合題意. D放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，故 D項不合題意. 二、填空題 11. 電磁波譜中波長最長和最短的電磁波分別是 和 .無線電波射線 解析：無線電波 射線 [1][2]依照波長的逐漸變短的次序，電磁波譜可大致分為：無線電波，微波，紅外線，可見 光，紫外線，倫琴射線， 丫射線，所以電磁波譜中波長最長和最短的電

14、磁波分別是無線電 波和丫射線。 12. 和 是相互聯(lián)系著的，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，并從發(fā)生區(qū)域向周 圍空間傳播，就形成了 .正變化的電場變化的磁場電磁波【解析】 解析：正變化的電場 變化的磁場 電磁波 【解析】 [1][2][3]由麥克斯韋電磁場理論可知，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，形成一個不 可分割的統(tǒng)一體，并從發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播，就形成了電磁波。 13. 麥克斯韋電磁場理論的兩個基本論點(diǎn)是：變化的磁場可以產(chǎn)生電場；變化的電場可以 產(chǎn)生 .從而預(yù)言了空間可能存在電磁波 .電磁波按照波長由長到短排列依次是：無線 電波、紅外線、 、紫外線、x射線和 射線

15、.已知電磁波在空氣中的傳播速度近似等 于3.0 108m/s，南通人民廣播電臺的 經(jīng)濟(jì)、生活”節(jié)目的頻率是1.03 108Hz，該電磁 波在空氣中的波長為 m.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)磁場；可見光；29【分析】 麥克斯韋建立了電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在赫茲用實(shí)驗證實(shí)電磁波存在電 磁波按波長由長到短的排列順序是無線電波紅外線可見光紫外線 x射線丫射線 根據(jù)波速公式可求得波長 解析：磁場；可見光； 2.9 【分析】 麥克斯韋建立了電磁場理論，預(yù)言了電磁波的存在.赫茲用實(shí)驗證實(shí)電磁波存在.電磁波 按波長由長到短的排列順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、 x射線、丫射線.根據(jù)

16、波速公式可求得波長. 麥克斯韋建立了電磁場理論：變化的電場周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生電場；并預(yù) 射線，電磁波按波長由長到短的排列順 丫射線. 言了電磁波的存在，而赫茲用實(shí)驗證實(shí)電磁波存在. 電磁波中波長最長的是無線電波，波長最短的是 丫 序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、 x射線、 由波速公式c=入得波長為: c 3 108 8 m f 1.03 108 2.9m 【點(diǎn)睛】 一切電磁波在真空中的速度都等 對于麥克斯韋的電磁場理論可在理解的基礎(chǔ)上加強(qiáng)記憶. 于光速.公式v=入對于電磁波同樣適用. 14. 按照有關(guān)規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單

17、位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁 輻射能量)不得超過 0.50瓦/米2 .若某一小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是 1瓦，那 么在距離該通訊裝置 以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域(已知球面面積為 S=4nR). 4m 解析：4m 設(shè)規(guī)定的安全區(qū)域距離為 R,則球的面積為S=4nR. (1) 則在1秒內(nèi)球面獲得的能量為 E=Pt=1wK 1s=1J (2) 在球面上單位面積的電磁輻射能量 Eo=E/S (3) 由于工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度 (單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量 )不得超 過0.50瓦/米2 所以E0?0.5瓦/米2(4) 由(1)(2)(3)(4)聯(lián)式可得：R=

18、0.4m 故答案為0.4m. 15. (1)麥克斯韋電磁場理論的兩個基本論點(diǎn)是：變化的磁場產(chǎn)生 ，變化的電場產(chǎn) 生 ，從而預(yù)言了 的存在. (2)如圖所示，電流表與螺線管組成閉合電路，以下過程不能使電流偏轉(zhuǎn)的是 ，能使 電流表指針偏轉(zhuǎn)較大的是 . A. 磁鐵放在螺線管中不動時 B. 將磁鐵從螺線管中向上拉出的過程中 C. 將磁鐵從螺線管中向上快速拉出的過程中 D. 將磁鐵插入螺線管的過程中 電場磁場電磁波AC【解析】(1)麥克斯韋電磁場理論 的兩個基本論點(diǎn)是：變化的磁場產(chǎn)生電場變化的電場產(chǎn)生磁場從而預(yù)言了電磁 波的存在(2)A:磁鐵放在螺線管中不動時螺線管中

19、磁通量不變沒有感應(yīng)電流產(chǎn) 生BCD 解析：電場磁場電磁波 A C 【解析】 (1) 麥克斯韋電磁場理論的兩個基本論點(diǎn)是：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場， 從而預(yù)言了電磁波的存在. (2) A :磁鐵放在螺線管中不動時，螺線管中磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生. BCD將磁鐵從螺線管中向上拉出的過程中或?qū)⒋盆F插入螺線管的過程中，螺線管中磁通 量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)；將磁鐵從螺線管中向上快速拉出的過程中，螺 線管中磁通量變化較快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，電流表發(fā)生較大偏轉(zhuǎn). 故不能使電流偏轉(zhuǎn)的是 A,能使電流表指針偏轉(zhuǎn)較大的是 C. 16. 1971年，屠呦呦等

20、獲得了青蒿乙醚提取物結(jié)晶，研究人員通過 X射線衍射分析確定了 青蒿素的結(jié)果，X射線衍射是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的最常用方法，用于分析的 X射線波長在 0. 05nm?0. 25nm范圍之間，因為 X射線的波長 (選填 遠(yuǎn)大于” 接近"或 遠(yuǎn) 小于”晶體內(nèi)部原子間的距離，所以衍射現(xiàn)象明顯.分析在照相底片上得到的衍射圖樣， 便可確定晶體結(jié)構(gòu).X射線是 (選填 縱波”或橫波”).接近橫波 解析：接近 橫波 能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：孔或障礙物的尺寸比波長小或者相差不多.當(dāng) X射線透 過晶體內(nèi)部原子間隙時，發(fā)生了明顯的衍射現(xiàn)象，用于分析的 X射線波長應(yīng)接近晶體內(nèi)部 原子間的距離；因

21、為 X射線是由交替變化的電場和磁場組成的，所以 X射線是一種橫波. 【點(diǎn)睛】 由X射線穿過晶體內(nèi)部原子間隙能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象來判斷； X射線是由交替變化的電 場和磁場組成的，X射線是橫波. 17. 在a射線、B射線、X射線、丫射線四種射線中，穿透能力最強(qiáng)的是 射 線；其中不屬于電磁波的是 射線。丫口直 解析：丫 a、B [1] 在a氏X、丫四種射線中，穿透能力最強(qiáng)的是 丫射線 [2] 其中不屬于電磁波的為 a B射線 18. 有一列真空中波長為 30m的電磁波信號，收音機(jī)為了接收該信號，必須調(diào)節(jié)接收 電路產(chǎn)生電諧振，該過程叫 （填 調(diào)諧”或 解調(diào)”），此時該電路

22、的固有頻率應(yīng) 該調(diào)為 Hz。調(diào)￡皆 解析：調(diào)諧1 107 [1] 收音機(jī)為了接收該信號，必須調(diào)節(jié)接收電路產(chǎn)生電諧振，該過程叫調(diào)諧。 [2] 因為 所以 1 107Hz c 3 108 Hz 30 4家公司發(fā)放 中國聯(lián)通和中國廣電 19. 2019年6月，工信部正式向中國移動、中國電信、 5G正式商用牌照，這標(biāo)志著我國正式進(jìn)入了 5G商用元年。 據(jù)悉此次中國電信和中國聯(lián)通 獲得3500MHz頻段試驗頻率使用許可。該頻段的波長約 毫米，由電磁波譜可 知，按照電磁波的頻率由低到高排列順序，可分為無線電波、微波、 、可見光、 紫外線、X射線、丫射線等。7紅外線 解析：

23、7紅外線 [1].該頻段的波長約 - 3 10 6 m=0.0857m=85.7mm f 3500 106 [2] ?按照電磁波的頻率由低到高排列順序，可分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫 外線、X射線、丫射線等。 20. 電視機(jī)的開啟和關(guān)閉是通過電磁波譜中 —實(shí)現(xiàn)遙控；從電磁波中選出所要的信號的技 術(shù)叫做__。紅外線調(diào)諧 解析：紅外線調(diào)諧 [1] 電視機(jī)的開啟和關(guān)閉是通過遙控器發(fā)射的電磁波譜中紅外線實(shí)現(xiàn)遙控的； [2] 從電磁波中選出所要的信號的技術(shù)叫做調(diào)諧。 三、解答題 21. 無線電波通常的傳播途徑有哪幾種？它們的傳播過程有何區(qū)別？ 解析：地波、天波和直線傳播

24、；見解析 無線電波的傳播方式大致有三種：地波、天波和直線傳播。 地波，沿地球表面空間傳播的無線電波叫做地波。 天波，依靠電離層的反射來傳播的無線電波叫做天波。 直線傳播，微波又叫超短波，它既不能以地波形式傳播，又不能依靠電離層的反射以天波 的形式傳播，微波的傳播形式跟光相似，是沿直線傳播的，這種沿直線傳播的無線電波又 叫空間波。 某收音機(jī)中的LC電路，由固定線圈和可調(diào)電容器組成，能夠產(chǎn)生 535kHz到1605 kHz 的電磁振蕩?？烧{(diào)電容器的最大電容和最小電容之比是多少? 解析: G C2 由LC電路固有頻率公式得 1 2「LC 解得 所以 G f

25、； 16052 9 C2 f 5352 7 23.醫(yī)院做胸透用的x射線也是電磁波，x射線的頻率范圍是 3 1016Hz到3 1020Hz。 求：對應(yīng)x射線的波長范圍。 （電磁波的傳播速度 c 3 8 10 m/s) 解析: 1 1012m f可知，當(dāng)f1 10 8m 16 10 Hz時，所對應(yīng)的波長為 3 108 3 1016m 10 當(dāng)f2 3 1020Hz 時, 所對應(yīng)的波長為 3 108 3 102°m 10 12 m 故對應(yīng) x射線的波長范圍為 1 10 12m 1

26、 10 8m 24. 什么叫調(diào)制？調(diào)制分為哪兩種方式？ 解析：調(diào)制是指把聲音、圖象等信號加載到高頻電磁波上的過程； 信號的調(diào)制方式有調(diào)幅信號和調(diào)頻信號，調(diào)幅信號是信號的振幅隨聲音、圖象等信號而改 變，調(diào)頻信號是電磁波的頻率隨著聲音、圖象等信號而改變；由于頻率不會衰減，故調(diào)頻 信號抗干擾能力強(qiáng). 【解析】 調(diào)制是指把聲音、圖象等信號加載到高頻電磁波上的過程；信號的調(diào)制方式有調(diào)幅信號和 調(diào)頻信號，調(diào)幅信號是信號的振幅隨聲音、圖象等信號而改變，調(diào)頻信號是電磁波的頻率 隨著聲音、圖象等信號而改變；由于頻率不會衰減，故調(diào)頻信號抗干擾能力強(qiáng). 【點(diǎn)睛】 本題考查了信號的調(diào)制過程及其分類，要明

27、確一種是調(diào)整頻率；另一種是調(diào)整振幅；根據(jù) 名字進(jìn)行記憶即可. 25. 一個電子向一個固定不動的質(zhì)子運(yùn)動的過程中，有可能發(fā)射電磁波嗎? 解析：有可能向外輻射電磁波一個電子向一個固定不動的質(zhì)子運(yùn)動的過程中，電子受到質(zhì)子的庫侖引力的作用增大，做 加速度a增大的加速運(yùn)動，電子在運(yùn)動過程中周圍空間會產(chǎn)生非均勻變化的電場，所以有 可能向外輻射電磁波。 26. 過量接收電磁輻射有害人體健康，按照有關(guān)規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單 位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過某一臨界值 Wo。若某無線電通信裝 置的電磁輻射功率為 P (若離輻射源距離為 R的球面上接收到的功率始終為 P),則

28、符合 規(guī)定的安全區(qū)域到該通信裝置的距離至少為多少？(已知半徑為 R的球表面積的公式 S 4tR2 ) 解析: 設(shè)規(guī)定的安全區(qū)域距離為 R,則球的面積為 S=4 nR 則在1秒內(nèi)球面獲得的能量為 E=Pt 在球面上單位面積的電磁輻射能量 Eo 由于工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得 超過Wo,所以 27. (1)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述，電場線的疏密反映了電場強(qiáng)度的大小. (a) 請根據(jù)電場強(qiáng)度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷 Q的場強(qiáng)表達(dá)式； (b) 點(diǎn)電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面 S、S2到點(diǎn)電荷的距離分別

29、為 ri、 「2.請計算Si、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比 N1/N2. (2)宇宙中的天體在不斷向外輻射電磁波，人們利用射電望遠(yuǎn)鏡收集來自天體的電磁波進(jìn)行 觀測，如圖所示.假設(shè) A、B兩個天體輻射功率相同，且都在均勻持續(xù)地輻射.天體 A距 地球1萬光年，天體 B距地球5萬光年.(忽略電磁波傳播過程中的損耗 ) (a) 用一架射電望遠(yuǎn)鏡接收到 A發(fā)出的電磁波功率為 P1,則該望遠(yuǎn)鏡接收到的來自天體 B的 電磁波功率P2是多大？ (b) 為收集足夠強(qiáng)的信號，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是一一種常用方法?為使接受到天體 B的信號功 率和天體A一樣強(qiáng)，可將望遠(yuǎn)鏡口徑增大為原來的多少倍 ？

30、解析：⑴(a) E k-Q2 (b)N I N2 (2)(a) P2 1 25 (b)d2 5d1 【解析】 【分析】 根據(jù)庫侖力和電場強(qiáng)度定義式結(jié)合起來，即可求出點(diǎn)電荷的場強(qiáng)表達(dá)式，根據(jù)電場線的疏 密程度反映反映空間區(qū)域電場強(qiáng)度的大小，由場強(qiáng)關(guān)系得到電場線條數(shù)關(guān)系。 （1）（ A）場源電荷的電荷量為 Q,在距離Q為r的位置放置電荷量為 q的檢驗電荷，根 據(jù)庫侖定律和場強(qiáng)的定義：有： kQq 聯(lián)立解得: Q kQ2 r （B）穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比為: Ni r2 Ei ri （2） （ A）令望遠(yuǎn)鏡能接收到射電

31、信號的有效面積為 S, A、B兩個天體的輻射功率為 P, 天體A距離地球1萬光年，則望遠(yuǎn)鏡接收到 A發(fā)出的電磁波功率為： 同理，望遠(yuǎn)鏡B接受到B發(fā)出的電磁波功率為: 聯(lián)立可得: P2 丄P 25 （B）直徑為D的望遠(yuǎn)鏡能夠接受到的射電信號的有效面積為: 則有: 4「2 4 P $ ￡ di2 , R2 JU 1 d22 4*4 4 r2 4 根據(jù)題意得：R F2，可得: d2 5d1 【點(diǎn)睛】 考察庫侖定律和電場強(qiáng)度定義式。 28.寶雞音樂廣播（ FM105.3）是寶雞人民廣播電臺繼新聞、經(jīng)濟(jì)之后開辦的第三套專業(yè) 化廣播頻率，它的播出頻率為調(diào)頻 105.3MHZ，試問該波在真空中傳播的波速是多大？在 真空中的波長是多少？ 解析：c=3.0 108m/s ； 2.85m 所有電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，故 c 3.0 108m/s ； 根據(jù)公式c f ； 該波在真空中的波長 _ c ? 代入數(shù)值計算可得 2.85m.