PAGEPAGE91電磁波的發(fā)覺(jué)學(xué)問(wèn)內(nèi)容選考要求課時(shí)要求電磁波的發(fā)覺(jué)a1.知道麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，了解麥克斯韋對(duì)電磁學(xué)發(fā)展做出的巨大貢獻(xiàn)．2．知道電磁波的傳播不須要介質(zhì)，電磁波是橫波，傳播速度等于光速，光是一種電磁波．3．知道赫茲用試驗(yàn)證明了電磁波的存在以及赫茲對(duì)電磁學(xué)的發(fā)展做出的巨大貢獻(xiàn)．4．相識(shí)電磁波的物質(zhì)性，知道電磁波的產(chǎn)生．5．了解電磁波和機(jī)械波的區(qū)分.一、宏大的預(yù)言1．改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)試驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖1所示，在改變的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．圖1(2)麥克斯韋的見(jiàn)解：電路里感應(yīng)電流的產(chǎn)生，肯定是改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)，自由電荷在電場(chǎng)的作用下發(fā)生了定向移動(dòng)．(3)實(shí)質(zhì)：改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)．

2．改變的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋假設(shè)，既然改變的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，那么改變的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)．二、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生：改變的電場(chǎng)和改變的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向四周傳播，形成電磁波．2．電磁波是橫波：依據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度相互垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波．3．電磁波的速度：麥克斯韋指出了光的電磁本質(zhì)，他預(yù)言電磁波的速度等于光速．三、赫茲的電火花赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，為了紀(jì)念他，把頻率的單位定為赫茲．推斷下列說(shuō)法的正誤．(1)在電場(chǎng)四周，肯定存在著和它聯(lián)系著的磁場(chǎng)．(×)(2)在改變的磁場(chǎng)四周肯定會(huì)產(chǎn)生改變的電場(chǎng)．(×)(3)電磁波不能在真空中傳播．(×)(4)電磁波是橫波．(√)一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1．電子感應(yīng)加速器是用來(lái)獲得高速電子的裝置，其基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電磁鐵線圈中通入改變的電流，真空室中的帶電粒子就會(huì)被加速，其速率會(huì)越來(lái)越大．請(qǐng)思索：帶電粒子受到什么力的作用而被加速？假如線圈中通以恒定電流會(huì)使粒子加速嗎？這個(gè)現(xiàn)象告知我們什么道理？答案帶電粒子受到電場(chǎng)力作用做加速運(yùn)動(dòng)．線圈中通入恒定電流時(shí)，帶電粒子不會(huì)被加速．改變的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)．2．用導(dǎo)線將手搖發(fā)電機(jī)與水平放置的平行板電容器兩極相連，平行板電容器兩極板間的距離為4cm左右，在下極板邊緣放上幾個(gè)帶絕緣底座的可轉(zhuǎn)動(dòng)小磁針，當(dāng)搖動(dòng)發(fā)電機(jī)給電容器充電或電容器放電時(shí)，小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，充電結(jié)束或放電結(jié)束后，小磁針靜止不動(dòng)．請(qǐng)思索：小磁針受到什么力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)？這個(gè)現(xiàn)象告知我們什么道理？答案小磁針受到磁場(chǎng)力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)．改變的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①勻稱改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．②非勻稱改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生改變的電場(chǎng)．③周期性改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性改變的電場(chǎng)．(2)改變的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)①勻稱改變的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．②非勻稱改變的電場(chǎng)產(chǎn)生改變的磁場(chǎng)．③周期性改變的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性改變的磁場(chǎng)．例1(2024·麗水檢測(cè))關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．在電場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生電場(chǎng)B．在改變的電場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生改變的磁場(chǎng)，在改變的磁場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生改變的電場(chǎng)C．勻稱改變的電場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生勻稱改變的磁場(chǎng)D．周期性改變的電場(chǎng)四周肯定產(chǎn)生周期性改變的磁場(chǎng)答案D解析依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有改變的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)，勻稱改變的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，非勻稱改變的電場(chǎng)才產(chǎn)生改變的磁場(chǎng)．[學(xué)科素養(yǎng)]例1涉及對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解．學(xué)生須要相識(shí)到：恒定的磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，同樣，恒定的電場(chǎng)也不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)．本題考查了學(xué)生敏捷運(yùn)用相關(guān)學(xué)問(wèn)解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)力，體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng)．針對(duì)訓(xùn)練(2024·金華檢測(cè))某電路中電場(chǎng)隨時(shí)間改變的圖象如下列各圖所示，能放射電磁波的電場(chǎng)是()答案D解析圖A中電場(chǎng)不隨時(shí)間改變，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)；圖B和圖C中電場(chǎng)都隨時(shí)間勻稱改變，只能在四周產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，不會(huì)產(chǎn)生和放射電磁波；圖D中電場(chǎng)隨時(shí)間做不勻稱的改變，能在四周空間產(chǎn)生改變的磁場(chǎng)，而這個(gè)磁場(chǎng)的改變也是不勻稱的，又能產(chǎn)生改變的電場(chǎng)，從而交織成一個(gè)不行分割的統(tǒng)一體，即形成電磁場(chǎng)，能放射電磁波．二、電磁波如圖所示是赫茲證明電磁波存在的試驗(yàn)裝置，當(dāng)接在高壓感應(yīng)圈上的兩金屬球間有電火花時(shí)，導(dǎo)線環(huán)上兩小球間也會(huì)產(chǎn)生電火花，這是為什么？這個(gè)試驗(yàn)證明了什么問(wèn)題？答案當(dāng)A、B兩金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)就會(huì)產(chǎn)生改變的電磁場(chǎng)，這種改變的電磁場(chǎng)傳播到導(dǎo)線環(huán)時(shí)，在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使導(dǎo)線環(huán)上兩小球間也產(chǎn)生電火花．這個(gè)試驗(yàn)證明了電磁波的存在．電磁波與機(jī)械波的比較機(jī)械波電磁波探討對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性位移隨時(shí)間和空間做周期性改變電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性改變傳播狀況傳播須要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)傳播無(wú)需介質(zhì)，在真空中波速等于光速c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)產(chǎn)朝氣理由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由電磁振蕩激發(fā)(下節(jié)內(nèi)容)是橫波還是縱波可能是橫波，也可能是縱波橫波干涉和衍射可以發(fā)生干涉和衍射例2(多選)以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A．機(jī)械波和電磁波，本質(zhì)上是一樣的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象答案BCD解析機(jī)械波由振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由周期性改變的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生，機(jī)械波是能量波，傳播須要介質(zhì)，速度由介質(zhì)確定，電磁波是物質(zhì)波，波速由介質(zhì)和自身的頻率共同確定；機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波肯定是橫波，它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象，故選項(xiàng)B、C、D正確．例3(多選)梳子在梳頭后帶上電荷，搖動(dòng)這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波．該電磁波()A．是橫波B．不能在真空中傳播C．只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播D．在空氣中的傳播速度約為3×108m/s答案AD解析電磁波是橫波，傳播方向與振動(dòng)方向垂直，既能在真空中傳播，也能在介質(zhì)中傳播．電磁波在空氣中的傳播速度約為3×108m/s，故選項(xiàng)A、D正確．1．(麥克斯韋電磁場(chǎng)理論)下列說(shuō)法中正確的是()A．任何改變的磁場(chǎng)都要在四周空間產(chǎn)生改變的電場(chǎng)，振蕩磁場(chǎng)在四周空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)B．任何電場(chǎng)都要在四周空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，振蕩電場(chǎng)在四周空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)C．任何改變的電場(chǎng)都要在四周空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，振蕩電場(chǎng)在四周空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)D．電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著，形成一個(gè)不行分割的統(tǒng)一體，即電磁場(chǎng)答案C解析依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，假如電場(chǎng)(磁場(chǎng))的改變是勻稱的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)(電場(chǎng))是恒定的；假如電場(chǎng)(磁場(chǎng))的改變是不勻稱的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)(電場(chǎng))是改變的；振蕩電場(chǎng)(磁場(chǎng))在四周空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)(電場(chǎng))；周期性改變的電場(chǎng)和周期性改變的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著，形成一個(gè)不行分割的統(tǒng)一體，即電磁場(chǎng)．故選C.2．(電磁波的特點(diǎn))(多選)下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A．電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×108m/sC．電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)將變短D．只要空間中某個(gè)區(qū)域有改變的電場(chǎng)或改變的磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波答案AC解析電磁波在真空中的傳播速度為光速c＝3.0×108m/s，且c＝λf，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不變，但速度、波長(zhǎng)會(huì)改變．電磁波仍具有波的特征，電磁波只有在真空中的傳播速度才為3.0×108m/s，在其他介質(zhì)中的傳播速度小于3.0×108m/s，波長(zhǎng)變短，只有交變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)才能產(chǎn)生電磁波．3．(電磁波與機(jī)械波的比較)(2024·新余一中高二下學(xué)期第三次段考)電磁波與機(jī)械波相比較，下列說(shuō)法中不正確的是()A．電磁波傳播不須要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需在介質(zhì)中B．電磁波與機(jī)械波的頻率都由波源確定C．電磁波、機(jī)械波都能發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象D．電磁波、機(jī)械波都包括橫波和縱波答案D4．(對(duì)引力波的相識(shí))(多選)(2024·慈溪高二上學(xué)期期末)來(lái)自美國(guó)的科研人員于2024年2月11日宣布，他們利用激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)于2015年9月首次探測(cè)到引力波，證明了愛(ài)因斯坦100年前所做的揣測(cè)，如圖2所示．在愛(ài)因斯坦的描述中，有質(zhì)量的物體會(huì)使它四周的時(shí)空發(fā)生扭曲，物體質(zhì)量越大，時(shí)空扭曲地越厲害．當(dāng)有質(zhì)量的兩物體加速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，他們四周的時(shí)空會(huì)發(fā)生起伏，震顫，波浪…這種“時(shí)空擾動(dòng)”以波(漣漪)的形式向外傳播，這就是“引力波”．其實(shí)只要有質(zhì)量的物體加速運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生引力波，不同方式產(chǎn)生的引力波的波長(zhǎng)是不一樣的．引力波是以光速傳播的時(shí)空擾動(dòng)，是橫波．引力波和物質(zhì)之間的相互作用極度微弱，因此它的衰減也是極度緩慢的．引力波的發(fā)覺(jué)為我們打開(kāi)了探討宇宙的全新窗口，引力波攜帶著與電磁波迥然不同的信息，將為我們揭示宇宙新的奇妙．依據(jù)上述材料做下列推斷，下列說(shuō)法正確的是()圖2A．引力波傳播須要介質(zhì)B．引力波不行能攜帶波源的信息C．引力波會(huì)有干涉現(xiàn)象D．引力波的振動(dòng)方向與傳播方向垂直答案CD考點(diǎn)一麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1．(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是()A．改變的磁場(chǎng)四周肯定存在電場(chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)B．周期性改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率改變的電場(chǎng)C．周期性改變的電場(chǎng)和周期性改變的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D．電場(chǎng)四周肯定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)四周肯定存在電場(chǎng)答案ABC2．(多選)依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，以下敘述中正確的是()A．教室中亮著的日光燈四周空間必有磁場(chǎng)和電場(chǎng)B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)四周必有磁場(chǎng)和電場(chǎng)C．恒定的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)激發(fā)恒定的電場(chǎng)D．電磁波在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向和傳播方向三者相互垂直答案ABD3．在下圖所示的四種磁場(chǎng)中能產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)的是()答案C解析A中磁場(chǎng)不變，則不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B中磁場(chǎng)方向改變，而大小不變，則不會(huì)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；C中磁場(chǎng)隨時(shí)間勻稱改變，則會(huì)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，故C正確；D中磁場(chǎng)隨時(shí)間做非勻稱改變，則會(huì)產(chǎn)生非勻稱改變的電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤．4.如圖1所示是空間磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的改變圖象，在它四周空間產(chǎn)生的電場(chǎng)中的某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E應(yīng)()圖1A．漸漸增加B．漸漸減弱C．不變D．無(wú)法確定答案C解析由題圖可知，磁場(chǎng)勻稱增加，依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，勻稱改變的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，故場(chǎng)強(qiáng)E不變，選項(xiàng)C對(duì)．5.(多選)依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，改變的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)．當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖2所示時(shí)，可能是()圖2A．向上方向的磁場(chǎng)在增加B．向上方向的磁場(chǎng)在減弱C．向上方向的磁場(chǎng)先增加，然后反向減弱D．向上方向的磁場(chǎng)先減弱，然后反向增加答案AC解析向上方向的磁場(chǎng)增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增加而方向向下，依據(jù)安培定則知感應(yīng)電場(chǎng)方向如題圖中E的方向所示，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤．同理，當(dāng)磁場(chǎng)反向減弱即向下的磁場(chǎng)減弱時(shí)，感應(yīng)電場(chǎng)方向同樣如題圖中E的方向，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)二電磁波6．下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法，正確的是()A．只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波B．電場(chǎng)隨時(shí)間改變時(shí)，肯定產(chǎn)生電磁波C．做非勻變速運(yùn)動(dòng)的電荷可以產(chǎn)生電磁波D．麥克斯韋第一次用試驗(yàn)證明了電磁波的存在答案C解析只有非勻稱改變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，才能激發(fā)電磁波，而穩(wěn)定的電場(chǎng)和磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電磁波，A錯(cuò)誤；勻稱改變的電場(chǎng)，產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，但是恒定的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)，故不能產(chǎn)生電磁波，B錯(cuò)誤；做非勻變速運(yùn)動(dòng)的電荷可以在空間產(chǎn)生改變的電磁場(chǎng)，形成電磁波，C正確；赫茲證明了電磁波的存在，D錯(cuò)誤．7．下列描述正確的是()A．電磁場(chǎng)不是一種物質(zhì)B．靜止的電荷能夠在四周空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C．穩(wěn)定的磁場(chǎng)能夠在四周空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)D．改變的電場(chǎng)和改變的磁場(chǎng)相互激發(fā)，由近及遠(yuǎn)傳播形成電磁波答案D解析改變的電場(chǎng)和改變的磁場(chǎng)相互激發(fā)，由近及遠(yuǎn)傳播形成電磁波，電磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，故A錯(cuò)誤，D正確；靜止的電荷四周不能激發(fā)磁場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；穩(wěn)定的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)，C錯(cuò)誤．8．(多選)以下關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是()A．只要電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生改變，就能產(chǎn)生電磁波B．電磁波傳播須要介質(zhì)C．赫茲用試驗(yàn)證明了電磁波的存在D．電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨有能量向外傳遞的答案CD解析假如電場(chǎng)(或磁場(chǎng))是勻稱改變的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))是穩(wěn)定的，就不能再產(chǎn)生新的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))，也就不能產(chǎn)生電磁波；電磁波不同于機(jī)械波，它的傳播不須要介質(zhì)；赫茲用試驗(yàn)證明了電磁波的存在；電磁波具有能量，它的傳播是伴隨有能量傳遞的．故選C、D.9．有關(guān)電磁波和聲波，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電磁波的傳播不須要介質(zhì)，聲波的傳播須要介質(zhì)B．由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，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(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)變短，聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)答案C解析電磁波本身就是一種物質(zhì)，它的傳播不須要介質(zhì)，而聲波的傳播須要介質(zhì)，故選項(xiàng)A正確；電磁波由空氣進(jìn)入水中時(shí)，傳播速度變小，但聲波在水中的傳播速度比其在空氣中大，故選項(xiàng)B正確；電磁波的傳播方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向都垂直，是橫波，而聲波是縱波，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，波速變小，波長(zhǎng)變短，而聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，波速變大，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，