2.電磁場與電磁波課后訓練鞏固提升一、基礎鞏固1.關于電磁場理論,下列說法正確的是()A.在電場周圍一定產生磁場,磁場周圍一定產生電場B.在變化的電場周圍一定產生變化的磁場,變化的磁場周圍一定產生變化的電場C.均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場D.正弦交變的電場在其周圍空間一定產生同頻率交變的磁場答案:D解析:根據麥克斯韋的電磁場理論,只有變化的電場才產生磁場,均勻變化的電場產生穩(wěn)定的磁場,非均勻變化的電場產生變化的磁場,周期性變化的電場周圍一定產生同頻率變化的磁場。本題考查麥克斯韋電磁場理論,提高學生的理解和分析能力,培養(yǎng)科學思維。2.建立完整的電磁場理論,并首先預言電磁波存在的科學家是()A.法拉第B.奧斯特C.赫茲D.麥克斯韋答案:D解析:麥克斯韋首先預言了電磁波的存在,赫茲用實驗證明了電磁波的存在。3.電磁波在傳播時,不變的物理量是()A.振幅B.頻率C.波速D.波長答案:B解析:離波源越遠,振幅越小。電磁波在不同介質中的波速不一樣,波長也不一樣,但頻率不變。4.下列關于電磁波的說法正確的是()A.電磁波必須依賴介質傳播B.電磁波可以發(fā)生衍射現象C.電磁波不會發(fā)生偏振現象D.電磁波無法攜帶信息傳播答案:B解析:電磁波具有波的共性,可以發(fā)生衍射現象,故B正確。電磁波是橫波,能發(fā)生偏振現象,故C錯誤。電磁波能攜帶信息傳播,且傳播不依賴介質,在真空中也可以傳播,故A、D錯誤。本題考查電磁波的特點,提高學生的辨析能力,培養(yǎng)科學思維。5.某電路中電場強度隨時間變化的關系圖像如圖所示,能發(fā)射電磁波的是()答案:D解析:由麥克斯韋電磁場理論知,當空間出現恒定的電場時(如A圖),由于它不激發(fā)磁場,故無電磁波產生;當出現均勻變化的電場時(如B圖、C圖),會激發(fā)出磁場,但磁場恒定,不會在較遠處激發(fā)出電場,故也不會產生電磁波;只有周期性變化的電場(如D圖),才會激發(fā)出周期性變化的磁場,它又激發(fā)出周期性變化的電場……如此交替的產生磁場和電場,便會形成電磁波,故D正確。6.電磁波與機械波具有的共同性質是()A.都能在真空中傳播B.都能傳輸能量C.都有橫波和縱波D.都需要介質傳播答案:B解析:電磁波能在真空中傳播,而機械波不能在真空中傳播,故A錯誤。兩種波都能傳輸能量,故B正確。電磁波是簡諧橫波,故C錯誤。電磁波的傳播不需要介質,故D錯誤。7.磁場的磁感應強度B隨時間t變化的四種情況如下圖所示,其中能產生電場的有圖所示的磁場,能產生持續(xù)電磁波的有圖所示的磁場。

答案:B、C、DB、D解析:根據麥克斯韋的電磁場理論,可以作出如下判斷:A圖的磁場是恒定的,不能產生電場,更不能產生電磁波;B圖中的磁場是周期性變化的,可以產生周期性變化的電場,因而可以產生持續(xù)的電磁波;C圖中的磁場是均勻變化的,能產生恒定的電場,而恒定的電場不能再產生磁場,因此不能產生向外擴展的電磁場,因此不能產生持續(xù)的電磁波;D圖所示的磁場是周期性變化的,能產生周期性變化的電場,能產生電磁波。二、能力提升1.有關電磁波和聲波,下列說法錯誤的是()A.電磁波的傳播不需要介質,聲波的傳播需要介質B.由空氣進入水中傳播時,電磁波的傳播速度變小,聲波的傳播速度變大C.電磁波是橫波,聲波也是橫波D.由空氣進入水中傳播時,電磁波的波長變短,聲波的波長變長答案:C解析:電磁波本身就是一種物質,它的傳播不需要介質,而聲波的傳播需要介質,選項A正確;電磁波由空氣進入水中時,傳播速度變小,但聲波在水中的傳播速度比其在空氣中大,選項B正確;電磁波的傳播方向與E、B兩個振動矢量的方向都垂直,是橫波,而在空氣中聲波是縱波,選項C錯誤;電磁波由空氣進入水中傳播時,波速變小,波長變短,而聲波由空氣進入水中傳播時,波速變大,波長變長,選項D正確。2.(多選)根據麥克斯韋電磁場理論,變化的磁場可以產生電場。當產生的電場的電場線如圖所示時,可能是()A.向上方向的磁場在增強B.向上方向的磁場在減弱C.向上方向的磁場先增強,然后反向減弱D.向上方向的磁場先減弱,然后反向增強答案:AC解析:在電磁感應現象的規(guī)律中,當通過一個閉合回路的磁通量發(fā)生變化時,回路中就有感應電流產生,回路中并沒有電源,電流的產生是由于磁場的變化造成的。麥克斯韋把以上觀點推廣到不存在閉合回路的情況,即變化的磁場產生電場。判斷電場與磁場變化的關系仍可利用楞次定律,只不過是用電場線方向代替了電流方向。向上方向的磁場增強時,感應電流的磁場阻礙原磁場的增強而方向向下,根據安培定則知感應電流方向如題圖中E的方向所示,選項A正確,B錯誤。同理,當磁場反向即向下的磁場減弱時,也會得到如題圖中E的方向,選項C正確,D錯誤。3.類比是一種有效的學習方法,通過歸類和比較,有助于掌握新知識,提高學習效率。在類比過程中,既要找出共同之處,又要抓住不同之處。某同學對機械波和電磁波進行類比,總結出下列內容,其中不正確的是()A.機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關系,對電磁波也適用B.機械波和電磁波都能產生干涉和衍射現象C.機械波的傳播依賴于介質,而電磁波可以在真空中傳播D.機械波既有橫波又有縱波,而電磁波只有縱波答案:D解析:無論機械波還是電磁波,波速、波長和頻率間的關系都滿足v=λf,A說法是正確的。干涉和衍射現象是一切波具有的特性,B說法是正確的。機械波只能在介質中傳播,而電磁波可以在真空中傳播,C說法是正確的。機械波既有橫波又有縱波,電磁波只有橫波,D說法是錯誤的。4.一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內做勻速圓周運動,如圖所示。當磁感應強度均勻增大時,此粒子的()A.動能不變 B.動能增大C.動能減小 D.以上情況都可能答案:B解析:當磁場均勻增加時,根據麥克斯韋電磁場理論,將產生一恒定的電場,帶電粒子將受一電場力作用,該力對帶電粒子做正功,所以粒子的動能將增大,選項B正確。5.甲、乙兩地進行無線電通信,把太平洋上空的通信衛(wèi)星作為中繼站。若甲、乙兩地到達衛(wèi)星的距離都是4.2×107m,那么甲地發(fā)射的電磁波要經過多長時間到達乙地?答案:0.28s解析:甲地發(fā)射的電磁波要經衛(wèi)星后再傳播到乙地,電磁波在真空中的傳播速度為光速,故t=2sc=2×4.2×6.按照有關規(guī)定,工作場所受到的電磁輻射強度(單位時間內垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.