4.2麦克斯韦电磁场理论练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 4.2 麦克斯韦电磁场理论
一、单选题
1．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（　　）
A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D．电磁波是纵波
2．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合物理学历史的是（　　）
A．麦克斯韦预言了并实验证明了电磁波的存在
B．卡文迪许通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像
D．安培提出了分子电流假说，并且发现了电流的磁效应
3．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
4．电磁感应知识及其应用的下列说法错误的是（　　）
A．手机既可以发射电磁波，又可以接收电磁波
B．磁电式电流表、电压表中线圈要绕在铝框上一个重要原因是利用电磁阻尼
C．在电磁炉上加热食品须使用金属器皿，是因金属在交变磁场中产生涡流发热
D．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势一定越大
5．有四个电路，其中的电场随时间变化的图像分别对应图中的一个，其中能发射电磁波的是（　　）
A． B．
C． D．
6．下列关于电磁波说法中正确的是（　　）
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．电磁波是纵波
C．电磁波不能在空气中传播
D．光需要介质才能传播
7．如图所示，水平面内有一环形导线通以俯视为顺时针的恒定电流，环形导线内有一可在水平面内自由转动的细杆，细杆带正电荷，若从某一时刻起，环形导线中电流逐渐减小，俯视细杆下列说法中正确的是（　　）
A．细杆仍然保持静止 B．细杆将顺时针转动
C．细杆将逆时针转动 D．无法确定细杆是否转动
8．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
9．关于波，下列说法正确的是（　　）
A．赫兹预言了电磁波的存在
B．海边的波涛总是沿着与海岸垂直的方向袭来
C．地震发生时，国际空间站上能够清晰地接收到地震波
D．我们说话发出的声波属于机械波，频率越高的声波在空气中传播速度越大
10．电磁波与我们的日常生活和生产息息相关．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦在实验室证实了电磁波的存在
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐
C．银行的验钞机和家用电器的遥控器及CT透视时发出的都是紫外线
D．射线的杀伤作用和穿透能力及能量都很强，可用于金属探伤及肿瘤治疗
11．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能产生电磁波
C．要想产生持续的电磁波，变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）必须是均匀变化的
D．振荡电流能在空间中产生电磁波
12．下列几种波中不属于电磁波的是（　　）
A．B超检查身体时发出的超声波 B．微波炉加热食物时发出的微波
C．电视发射塔发出的无线电波 D．互联网光缆中传播的激光
13．物理学中最早提出利用电场线描述电场、发现电流的磁效应和用实验证实电磁场理论的依次是哪几位物理学家（　　）
A．法拉第、安培和麦克斯韦 B．奥斯特、安培和麦克斯韦
C．法拉第、奥斯特和赫兹 D．安培、奥斯特和赫兹
14．我们身处信息时代越来越离不开电磁波，对电磁波的说法中正确的是（　　）
A．电磁波的传播需要介质
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
D．电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射，但不能发生反射和折射
15．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
D．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
二、填空题
16．在真空中，任何频率的电磁波传播的速度都等于_____.
17．为了体现全民大联欢，2020年央视春晚继续采用“北京主会场+各地分会场”的直播模式，突破演播室界限，将春晚舞台的欢声笑语带到观众的身边。用卫星转播春晚实况是利用______（选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）来传递信息的；主持人的说话声是由声带______产生的。
18．克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生__________．从而预言了空间可能存在电磁波．电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、________、紫外线、x射线和γ射线．
19．电磁波在真空中传播的速度是_____________m/s，有一个广播电台的频率为100.0MHz，这个电台发射的电磁波的波长为______________m（选填“3”或“3×106”）．
三、解答题
20．下列是一些磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像、哪个（些）能在磁场周围产生稳定的电场？并说明理由。
21．麦克斯韦预言了电磁波的存在，但电磁波是否确实存在？这个问题困扰了物理学界几十年。请你谈一谈赫兹实验的意义。
22．空间中传播的电磁波有哪些特点？_________
23．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。
24．麦克斯韦电磁场理论的基本思想是什么？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；
B．电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合可知，波长将变短，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；
D．电磁波是横波，即电磁振动方向与波速垂直，可以在真空中传播，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，选项A错误；
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因，选项B错误；
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像，选项C正确；
D．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，选项D错误。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
【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。
4．D
【解析】
【详解】
A．手机在使用过程中，将要传递的信息用电磁波发射出去，另一方面又可以通过接收电磁波来获取他人传递给自己的信息，故A正确；
B．常常用铝框做骨架，起到电磁阻尼作用，是为了利用电磁感应，故B正确；
C．电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的，与微波炉工作原理不同，故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律，当电流变化越快时，磁通量变化越快，自感电动势越大，故D错误。
本题选说法错误项，故选D。
5．D
【解析】
【详解】
根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场可以在空间引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，从而形成电磁波。而恒定不变的磁场和随时间均匀变化的电场都不能发射电磁波。
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
A．光是一种电磁波，所有电磁波真空中传播速度都相同，都是以光速c传播，A正确；
B．电磁波的电场磁场方向都垂直于传播方向，电磁波是横波，B错误；
C．电磁波能在空气中传播，C错误；
D．光传播不需要介质，D错误。
故选A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
根据麦克斯韦电磁理论，当环形导线中电流逐渐减小时，环内将产生俯视为顺时针的感应电场，则细杆将在此电场作用下顺时针转动。
故选B。
8．B
【解析】
【分析】
【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。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在；赫兹证实了电磁波的存在；故A错误；
B．海边的波涛总是沿与海岸垂直的方向运动；故B正确；
C．地震波不能在真空中传播，无法传到空间站去；故C错误；
D．机械波的波速由介质决定，和频率无关；故D错误；
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹在实验室证实了电磁波的存在，故A错误；
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故B错误；
C．银行的验钞机发出的都是紫外线，家用电器的遥控器发出的是红外线， CT透视时发出的是X射线，故C错误；
D．射线的杀伤作用和穿透能力及能量都很强，可用于金属探伤及肿瘤治疗，故D正确。
故选D。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．要想产生持续的电磁波,变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场) 必须是非均匀变化的，故ABC错误；
D．振荡电流能在空间产生周期性变化的电场和磁场，则能产生电磁波，故D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
微波炉加热食物时发出的微波、电视发射塔发出的无线电波、互联网光缆中传播的激光都属于电磁波；B超检查身体时发出的超声波是机械波，不属于电磁波。
故选A。
13．C
【解析】
【详解】
物理学中最早提出利用电场线描述电场的是法拉第；发现电流的磁效应的是奥斯特；用实验证实电磁场理论的物理学家是赫兹。
故选C。
14．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波可以在真空中传播，不需要介质，故A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故B错误；
C．周期性变化的电场和磁场相互激发，从而形成电磁波，故C正确；
D．电磁波也是波的一种，具有波的一切特性，可以发生反射和折射，故D错误。
故选C。
15．C
【解析】
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场不变化，不会产生磁场，同理，磁场不变化，不会产生电场，故A错误；
BD．均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场，故BD错误；
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，故C正确。
故选C。
16．光速(c＝3.00×108m/s)
【解析】
【详解】
在真空中，任何频率的电磁波传播速度都等于3×108m/s，这个速度与光在真空中的速度相同；
【点睛】
知道光是一种电磁波，且在真空中的传播速度是3×108m/s是解决该题的关键．
17． 电磁波 振动
【解析】
【详解】
[1] 微波通信、卫星通信、光纤通信都是用电磁波来传递信息，故用卫星转播春晚实况是利用电磁波来传递信息的；
[2] 声音是由物体的振动产生的，主持人的说话声是靠声带振动产生的。
18． 磁场 可见光
【解析】
【详解】
麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实电磁波存在．电磁波中波长最长的是无线电波，波长最短的是γ射线，电磁波按波长由长到短的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线．
19． 3×108 3
【解析】
【详解】
电磁波的传播速度是光速3×108m/s，频率波长速度的关系是c=λf，所以
20．乙，见解析
【解析】
【详解】
由麦克斯韦电磁场理论知，变化的磁场产生电场故恒定的磁场周围不产生电场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场。由图知，只有乙中磁场是均匀变化的，故乙能在磁场周围产生稳定的电场。
21．见解析
【解析】
【详解】
赫兹不仅首先用实验证实了电磁波的存在，还运用自己精湛的实验技术，观察到电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，证实了电磁波在真空中的传播速度就是光速，从而证实了麦克斯韦的伟大语言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。赫兹的实验也为无线电技术的发展开辟了道路。
22．见解析
【解析】
【详解】
（1）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E的方向和磁感应强度B的方向总是互相垂直的，并且它们都和电磁波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
（2）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E和磁感应强度 B都随时间做周期性变化。变化的规律与电磁振源的振荡规律相同。例如，当振荡电流按正弦规律变化时E和B也以相同的频率按正弦规律变化。
（3）在电磁波传播过程中，空间中任一点的电场强度E和磁感应强度B的相位相同。
23．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。
24．见解析
【解析】
【详解】
麦克斯韦电磁场理论的基本思想是：
1、变化的磁场产生电场；
2、变化的电场产生磁场。
其核心思想是：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。
答案第1页，共2页
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