4.1麦克斯韦的电磁场理论同步训练（Word版含答案）

4.1麦克斯韦的电磁场理论
一、选择题（共15题）
1．关于电磁场和电磁波理论，下列说法不正确的是（　　）
A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在
C．光是一种电磁波
D．电磁波传播也需要介质
2．下列关于磁场和电场的说法正确的是（　　）
A．恒定的磁场能够在其周围空间产生恒定的电场
B．均匀变化的磁场能够在其周围空间产生恒定的电场
C．均匀变化的磁场能够在其周围空间产生均匀变化的电场
D．按正弦规律变化的磁场能够在其周围空间产生恒定的电场
3．下列关于电磁波的说法，正确的是（　　）
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 B．电场随时间变化时，一定产生电磁波
C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
4．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C．只有随时间均匀变化的磁场才能产生的电场
D．电磁波和机械波一样能在各种环境下传播
5．关于机械波和电磁波，下列说法中错误的是(　　)．
A．机械波和电磁波都能在真空中传播
B．机械波和电磁波都可以传递能量
C．波长、频率和波速间的关系，即v＝λf，对机械波和电磁波都适用
D．机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象
6．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦最早提出用电场线描述电场
B．法拉第提出了电磁场理论，预言了电磁波
C．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在
D．奥斯特发现了电磁感应现象
7．下列说法中正确的是（　　）
A．光波是电磁波
B．干涉现象说明光具有粒子性
C．光电效应现象说明光具有波动性
D．光的偏振现象说明光是纵波
8．过强的电磁辐射对人体有很大危害，影响人的心血管系统，使人心悸、失眠、白细胞减少、免疫功能下降等．按照有关规定，工作场所的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5 W/m2.一个人距离无线电通讯装置50 m，为保证此人的安全，无线电通讯装置的电磁辐射功率至多是 ： （ ）
A．4.51 kW B．3.14 kW
C．15.7 kW D．0.78 kW
9．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法中不正确的是( )
A．变化的磁场能够在周围空间产生电场
B．电场一定能够在周围空间产生磁场
C．变化的电场能够在周围空间产生磁场
D．电磁场由发生区域向远处传播就形成电磁波
10．下列说法中正确的是 （ ）
A．在电场周围一定存在磁场
B．静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场
C．变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播形成电磁波
D．以上说法都不对
11．下列说法不正确的是（　　）
A．发现电流磁效应的科学家是法拉第，发现电磁感应现象的科学家是奥斯特
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在
C．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是赫兹
D．电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法，开辟了人类的电气化时代
12．以下关于电场和磁场的理解正确的是（　　）
A．一定条件下，两种场可以互相激发产生
B．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力
C．静电场、涡旋电场、恒定磁场和变化磁场都可以定义势和势能的概念
D．场和场线都是人们为了研究问题方便引入的理想物理模型，并非客观存在
二、多选题
13．下列关于电磁场和电磁波的叙述，正确的是（ ）
A．电磁波和机械波一样，都需要传播介质
B．在真空中波长是5m的电磁波，它的频率是
C．电场和磁场是两个独立存在的场，没有必然的联系
D．麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹用实验的方法证实了麦克斯韦的电磁场理论
14．下列说法正确的是（　　）
A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹
C．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场向外传播就形成了电磁波
D．根据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关
15．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在
B．赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
C．不同频率的电磁波在水中传播速度不相等
D．电磁波不可以在真空中传播
三、填空题
16．电磁场
（1）变化的磁场产生电场
a.实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生___________。
b.麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的___________产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。
c.实质：变化的___________产生了电场。
（2）变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生___________。
17．（1）麦克斯韦电磁场理论的内容是：_______，_______；
（2）电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是___的，并和该处电磁波的传播方向____，这就说明电磁波是___波；
（3）目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1000 MHz的范围内，请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题：
①雷达发射电磁波的波长范围是____；
②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离_____。
18．1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现电流的周围存在_______；1831年，英国物理学家_______发现由磁场形成电流的条件；英国物理学家麦克斯韦建立了统一的电磁理论，并预言了电磁波的存在，后来德国物理学家_______通过实验证实了电磁波的存在。
19．英国物理学家_________________指出,变化的电场周围产生_______,变化的磁场周围产生_________________,这两种变化交替产生,从而形成了一个不可分割的统一体,并从发生区域向周围空间传播,就形成了_________
四、解答题
20．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，哪些是能产生电场的？哪些是能产生电磁波的？说明你判断的理由。
21．我们平时可能会有这样的经历：雷雨天在家收听广播节目时，我们会先听到收音机里发出“咔嚓、咔嚓……”的声音，然后才听到雷声。
（1）打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音？
（2）为什么会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声？
22．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？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，选项A正确，不符合题意；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，选项B正确，不符合题意；
C．光是一种电磁波，选项C正确，不符合题意；
D．电磁波传播不需要介质，在真空中也可以传播，选项D错误，符合题意；
故选D。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．恒定的磁场不能够在其周围空间产生电场，所以A错误；
BCD．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场能够在空间产生恒定的电场，按正弦规律变化的磁场能够在其周围空间产生同样按正弦规律变化的电场，所以B正确；CD错误；
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
A．只有周期性变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电场和磁场不能产生电磁波，A错误；
B．均匀变化的电场，产生恒定的磁场，但是恒定的磁场不能产生电场，故不能产生电磁波，B错误；
C．做非匀变速运动的电荷可以在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C正确；
D．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，D错误；
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生同频率周期性变化的磁场；只要磁场变化，就会在周围空间激发电场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，故A、C错误；
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故B正确；
D．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，机械波不能在真空中传播，D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
本题考查机械波与电磁波的区别，能力要求为Ⅰ级．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质，所以选项A不正确，故选A.干涉、衍射是波特有的现象，选项D正确，波能传播能量，v＝λf，对波都适用．故选项B、C都正确．
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABD．法拉第最早提出用电场线描述电场，麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波，法拉第发现了电磁感应现象，选项ABD错误；
C．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在，选项C正确。
故选C。
7．A
【解析】
【详解】
A、赫兹最早用实验验证了光波是电磁波的一种，故A正确．B、干涉和衍射说明光具有波动性；干涉和衍射也是波的共性，故B错误．C、光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性；故C错误．D、偏振现象是横波的性质，故光的偏振说明光是横波；故D错误．故选A．
【点睛】
本题考查光的波粒二象性的内容，要注意明确光既有波动性也有粒子性，要明确两个性质的对应的现象(两个实验、光子个数、波长和频率)．
8．C
【解析】
【详解】
根据题意,要使此人是安全的,则此处的辐射功率小于或者等于0.5 W/m2,则可得: ="0.5" W/m2,所以P=4πR2×0.5 W=4×3.14×502×0.5 W="15.7" kW,所以C正确.
9．B
【解析】
【详解】
A.均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场．则变化的磁场周围空间一定产生电场，故A正确；
BC.均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，即变化的电场周围空间一定产生磁场，故C正确，B错误；
D.变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故D正确；
故说法中不正确的是选B。
10．C
【解析】
【详解】
试题分析：只有变化的电场才能产生磁场，A错；静止电荷不能形成磁场，B错；变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播形成电磁波，C对；D错；
考点：考查电磁波的形成
点评：难度较小，只有变化的电场才能形成磁场，要知道电磁波形成的机理
11．A
【解析】
【详解】
A．发现电流磁效应的科学家是奥斯特，发现电磁感应现象的科学家是法拉第，选项A错误，符合题意；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，选项B正确，不符合题意；
C．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是赫兹，选项C正确，不符合题意；
D．电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法，开辟了人类的电气化时代，选项D正确，不符合题意；
故选A。
12．A
【解析】
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，即一定条件下，两种场可以互相激发产生，故A正确；
B．试探电荷在电场中一定受电场力，而电流元（一小段通电导线）在磁场中，若电流与磁感应强度平行，则不受安培力，故B错误；
C．静电场定义势和势能的概念，涡旋电场不能引入势的概念，它是由磁场变化率和空间位置决定的，磁场不是有势场，而是涡旋场，故恒定磁场和变化磁场也不能定义势和势能，故C错误；
D．电场和磁场是法拉第第一次提出的，是客观存在的物质，而电场线和磁感应线是法拉第为了形象的描述场而假想引入的，并非客观存在，故D错误；
故选A。
13．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．机械波的传播需要介质，而电磁波不需要介质，故A错误；
B．由
解得
故B正确；
C．恒定的电场和磁场相互独立，没有必然的联系，而变化的电场和磁场是相互联系的，故C错误。
D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的波长和频率等，充分证实了电磁场理论，故D正确。
故选BD。
14．AD
【解析】
【详解】
A．绿光的折射率大于红光，根据
可知，绿光的临界角小于红光，则由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时，绿光首先发生全反射，故从水面上首先消失的是绿光，选项A正确；
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置出现明条纹或出现暗条纹是一定的，选项B错误；
C．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场向外传播就形成了电磁波，选项C 错误；
D．根据相对论可知空间和时间与物质的运动状态有关，选项D正确。
故选AD。
15．BC
【解析】
【详解】
麦克斯韦第一次预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在．故A错误，B正确；电磁波在真空中传播速度相同，但在水中不同频率的电磁波传播的速度是不同的．故C正确；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播．也能在介质中传播；故D错误；故选BC.
16． 感应电流 磁场 磁场 磁场
【解析】
【详解】
（1）[1][2][3]变化的磁场产生电场， a.实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。b.麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。c.实质：变化的磁场产生了电场。
（2）[4]变化的电场产生磁场，麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场。
17． 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 垂直 垂直 横 0.3 m～1.5 m 能
【解析】
【详解】
（1）［1］［2］麦克斯韦电磁场理论的内容是：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；
（2）［3］［4］［5］电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是垂直的，并和该处电磁波的传播方向垂直，这说明电磁波是横波；
（3）①［6］由v=f可知，发射的电磁波频率为f1=200 MHz时，电磁波的波长
1＝＝m＝1.5 m
发射的电磁波频率为f2=1000 MHz时，电磁波的波长
2＝＝m＝0.3 m
故雷达发射电磁波的波长范围是0.3 m～1.5 m；
②［7］电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔来确定距离，所以能根据x＝vt确定雷达和目标间的距离。
18． 磁场 法拉第 赫兹
【解析】
【详解】
[1]1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场；
[2]1831年，英国科学家法拉第发现由磁场形成电流的条件；
[3] 德国物理学家赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在。
19． 麦克斯韦 磁场 电场 电磁波
【解析】
【详解】
[1][2][3][4]英国物理学家麦克斯韦指出，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁波。
20．见解析
【解析】
【详解】
根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。可以判断出
该图的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
该图的磁场是均匀变化的，可以产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生磁场，因而不能产生连续的电磁波。
该图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，进而可以产生连续的电磁波。
21．见解析
【解析】
【详解】
（1）打雷时，会在空间产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间激起电磁波，电磁波被收音机接收后，收音机就发出“咔嚓”的声音；
（2）电磁波在空气中的传播速度远大于声速，所以我们会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声。
22．见解析
【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。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页