4.2麦克斯韦电磁电磁场理论 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
4.2麦克斯韦电磁电磁场理论
跟踪训练（解析版）
1．下列说法正确的是（　　）
A．在电场周围一定存在着磁场
B．任何变化的电场周围一定存在着变化的磁场
C．均匀变化的磁场周围一定存在着变化的电场
D．电磁波是一种物质
2．下列表述正确的是（　　）
A．奥斯特发现了“磁生电”现象
B．赫兹建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在
C．电容器的击穿电压和保险丝的熔断电流均指有效值
D．交流发电机的线圈转动一周，两次经过中性面，每经过中性面一次，电流的方向就改变一次
3．一个中间有铁芯的密绕螺线管接通电流后，在内部形成磁场，设中间的能量密度为。若小狼把铁芯从中间断成两截，中间有一个很小的空隙，则空隙中的能量密度和周围铁芯中的能量密度分别为和，则为（　　）（注意，此题不要求严格的定量计算，下列选项中的）
A．
B．
C．
D．
4．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．手机放在一个真空玻璃罩中不能接收到信号，我们隔着玻璃罩看不到来电显示，没法听到来电音乐
B．手机放在一个真空玻璃罩中能接收到信号，我们隔着玻璃罩只能看到来电显示，没法听到来电音乐
C．载有信号的电磁波只能在真空中传播
D．电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波随即消失
5．以下说法正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应和电磁感应现象
B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场
C．电场强度是用比值法定义，因而电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电量成反比
D．法拉第通过实验发现了在磁场中产生电流的条件
6．现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的足（　　）
A．麦克斯韦首先预言用实验证实了电磁波的存在
B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速
C．空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波
D．把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机接收不到电磁波的信号，拨打该手机号码，手机不会响铃（或振动）
7．如图所示是我国口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波是纵波
B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C．频率越高的电磁波，波长越长
D．电磁波可以传递信息和能量
8．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
C．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D．电磁波的传播一定需要介质
9．下列关于电磁波的说法中正确的是（　　）
A．只要电场或磁场发生变化，就能产生电磁波
B．电磁波传播需要介质
C．赫兹用实验证实了电磁波的存在
D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随有能量向外传递的
10．用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场（或磁场）产生磁场（或电场）的正确图像是（　　）
A．
B．
C．
D．
11．关于电磁波的认识，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波的传播需要介质
B．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D．电磁波传播的过程中也传递了能量
12．下列关于电磁波的叙述中，正确的是（　　）
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/s
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短
D．电磁波具有波的一切特征
13．关于光现象与电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减少反射光的强度
C．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化
E.变化电场的周围空间一定会产生磁场
14．根据麦克斯韦电磁场理论，在如图所示的四种变化电场中，能产生电磁波的是（　　）
A．
B．
C．
D．
15．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
C．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场
D．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波
16．如图所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？
17．打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量。接着，按照如图所示的方式在收音机附近将电池盒的两引线反复碰触，你会听到收音机中发出“咔咔咔”的响声。为什么会产生这种现象？
18．变化的磁场和变化的电场形成不可分割的统一体——电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播需要介质吗？它传播的速度是多少？
19．赫兹在1886年做了一个有名的实验，证明了电磁波的存在。他把环状导线的两端各固定一个金属小球，两小球之间有一很小间隙，他把这个装置放在一个距离正在放电发生电火花的感应圈不远的地方，令他振奋的现象发生了。他当时看到了什么现象？为什么说这个现象让他捕捉到了电磁波？
参考答案
1．D
【详解】
ABC．在变化的电场周围才存在磁场，周期性变化的电场（非均匀变化的）会产生同频率周期性变化的磁场，均匀变化的磁场周围存在着稳定的电场，选项ABC错误；
D．电磁波在空间存在，具有能量，是一种物质，选项D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．奥斯特发现了“电生磁”现象，选项A错误；
B．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，赫兹预言了电磁波的存在，选项B错误；
C．电容器的击穿电压是指交流电的最大值；保险丝的熔断电流指有效值，选项C错误；
D．交流发电机的线圈转动一周，两次经过中性面，每经过中性面一次，电流的方向就改变一次，选项D正确。
故选D。
3．C
【详解】
密绕螺线管中的磁感应强度表达式为
加入铁芯后，铁芯的相对磁导率较大
若视为无限长螺线管，小空隙并不影响铁芯中磁感应强度大小。
由磁感应强度在的连续性，空隙中的磁感应强度也为
考虑到磁场能量密度满足
铁芯部分的，空隙中空气相对磁导率约为1，故铁芯磁场能量密度小于空隙间的磁场能量密度。同时断裂前后的铁芯中磁感应强度基本没有变化，所以能量密度也不发生变化。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
AB．由于电磁波可以在真空中传播，声波的传播需要介质，不能在真空中传播，故手机放在一个真空玻璃罩中能接收到信号，隔着玻璃罩看得到来电显示，没法听到来电音乐，A错误，B正确；
C．载有信号的电磁波不仅能在真空中传播，也能在介质中传播，C错误；
D．电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波能继续传播，D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．
奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现电磁感应现象，故A错误；
B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生磁场，只有非均匀变化的电场周围才产生变化的磁场，故B错误；
C．电场强度是用比值法定义的，因而电场强度与电场力、试探电荷的电量没有直接关系，故C错误；
D．法拉第通过实验发现了电磁感应现象，得到了在磁场中产生电流的条件，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．麦克斯韦首先预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，B错误；
C．只有周期性变化的电场才能形成电磁波，均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，将不能再产生电磁波，C正确；
D．电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．电磁波是横波，所以A错误；
B．赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家，所以B错误；
C．频率越高的电磁波，波长越短，所以C错误；
D．电磁波可以传递信息和能量，所以D正确；
故选D。
8．B
【详解】
A．均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，A项错误；
B．振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播，产生电磁波，B项正确；
C．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C项错误；
D．电磁波可以不需要介质传播，D项错误。
故选B。
9．CD
【详解】
A．如果电场（或磁场）是均匀变化的，产生的磁场（或电场）是稳定的，就不能再产生新的电场（或磁场），也就不能产生电磁波，A错误；
B．电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质，B错误；
C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，C正确；
D．电磁波具有能量，它的传播是伴随有能量传递的，D正确。
故选CD。
10．BC
【详解】
A．A图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图是错误的；
B．B图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，所以B图正确；
C．C图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差，C图是正确的；
D．D图中的作图时震荡的电场，它能产生同频率的震荡磁场，且相位相差，D图是错误。
故选BC。
11．BCD
【详解】
A．周期性变化的电场与磁场相互感应产生，并向外传播，从而形成电磁波，电磁波的传播不需要介质，A错误；
B．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，B正确；
C．电磁波由真空进入介质传播时，速度减小，波长变短，C正确；
D．电磁波传播的过程就是能量的传递过程，D正确。
故选BCD。
12．ACD
【详解】
A．由电磁波的定义可知，电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播，A正确；
B．电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，
B错误；
C．电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式
知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，故波长变短，C正确；
D．因为电磁波也是一种波，故电磁波具有波的一切特征，D正确。
故选ACD。
13．BDE
【详解】
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，A错误；
B．拍摄橱窗内的物品镜头前加偏振片为了减少反射光的影响，B正确；
C．光导纤维传送图像信息利用了光的全反射原理，C错误；
D．依据多普勒效应，当波源和观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率要发生变化，D正确。
E．电磁场理论的内容：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，E正确。
故选BDE。
14．CD
【详解】
根据麦克斯韦电磁理论可知，周期性变化的电场能产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，根据图像可知，CD所示的变化电场能产生电磁波。
故选CD。
15．CD
【详解】
AB．均匀变化的电场产生恒定的磁场，所以A、B均错误；
C．由麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场，故C正确；
D．由麦克斯韦电磁场理论可知，故D正确。
故选CD。
16．当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在
【详解】
略
17．见解析
【详解】
电池盒的两根引线反复碰触时，电流迅速变化，产生的电场迅速变化，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场形成电磁波向外传播，当电磁波遇到收音机时被接收到，从而发出咯咯的声响。
18．不需要，
【详解】
依据电磁波的产生原理可以知道，变化的电场和变化的磁场交替产生形成不可分割的统一体，称为电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播不需要介质，它传播的速度与光速相同即为。
19．见解析
【详解】
他当时看到了：当与感应圈相连的两个金属球之间出现火花时，导线环两个小球之间也出现了火花。
当与感应圈相连的两个金属球之间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环两个小球之间也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。