4.2麦克斯韦电磁场理论 同步练习（Word版含解析）

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．手机通信是靠电磁波传播信息的。从理论上预言电磁波存在和第一次用实验证实电磁波存在的物理学家分别是（　　）
A．安培　法拉第 B．麦克斯韦　法拉第
C．法拉第　赫兹 D．麦克斯韦　赫兹
2．电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络，这些信息都是通过电磁波来传递的。下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（　　）
A．变化的磁场产生的电场一定是变化的
B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场
C．稳定的磁场产生不稳定的电场
D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的
3．下列关于电磁场和电磁波的叙述中，不正确的是（　　）
A．电磁场是相互联系在一起的变化的电场和变化的磁场
B．交替变化的电磁场传播出去形成了电磁波
C．太空舱外航天员与舱内航天员的通话利用了电磁波
D．所有雷达都是利用目标发射的电磁波来对目标进行定位的
4．如图所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应（　　）
A．逐渐增强 B．逐渐减弱 C．不变 D．无法确定
5．在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，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．法拉第发现了电流的磁效应
C．爱因斯坦提出了能量子假说
D．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在
6．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
7．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
8．下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．声波不会发生干涉现象
E．光需要介质才能传播
9．下列关于电磁波的，不正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在
B．光是一种电磁波
C．电磁波不能在真空中传播
D．移动通信是通过电磁波来传输信息的
10．以下关于电磁场理论和电磁波的有关说法正确的是（　　）
A．变化的电场周围一定产生电磁波
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．电磁波在介质中以光速传播
11．下列判断正确的是（　　）
A．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．电磁波和机械波传播都需要介质
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄
12．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直
C．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在
D．频率为的电磁波在真空中传播时，其波长为600m
13．关于电磁场与电磁波的描述，正确的是（　　）
A．变化的电场产生变化的磁场
B．光是以波动形式传播的一种电磁振动
C．电磁波与机械波一样可以是横波也可以是纵波
D．无线电波必须借助电视机、收音机、手机等工具才能传播
14．如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环内径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带的电荷量不变，那么（　　）
A．小球对玻璃环的压力不断增大
B．小球受到的磁场力不断增大
C．小球先沿逆时针方向做加速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做减速运动
D．磁场力对小球一直不做功
15．关于电磁场，下列说法不正确的是（　　）
A．在一个磁铁旁放一带电体，则两者周围空间就形成了电磁场
B．电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
C．电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场
D．电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
二、填空题
16．在电场中，将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能________（选填“增加”或“减少”）；如图所示，a为某导体的图像，则该导体的电阻R=________Ω；我国“北斗”卫星导航系统和地面接收站通过电磁波传递信息，最早预言电磁波存在的科学家是________（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）。
17．1886年德国科学家赫兹用实验证实了电磁波的存在．不同频率的电磁波在真空中的传播速度________(填“不同”或“相同”)．在机场等处常用________(填“红外线”或“x射线”)进行安全检查.
18．在国际单位制中，电场强度的单位是____；磁感强度的单位是_____．麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于__________________m/s.
19．电磁波的特点：
（1）电磁波在空间传播不需要_________；
（2）电磁波是_________：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相_________，而且二者均与波的传播方向_________，因此电磁波是_________。
（3）电磁波的波长、频率、波速的关系：v=________，在真空中，电磁波的速度c=_________ m/s。
（4）电磁波能产生反射、_________、干涉、偏振和_________等现象。
三、解答题
20．在经典物理学发展史上，出现过四个里程碑式的人物．他们分别是伽利略、牛顿、法拉第和麦克斯韦。爱因斯坦认为他们同样伟大。说说你的观点。
21．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？
22．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？
23．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。
24．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
从理论上预言电磁波存在的物理学家是麦克斯韦，第一次用实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹，故选D。
2．D
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场周围能产生电场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故A错误；
B．不均匀变化的电场产生变化的磁场，磁场有可能不是均匀变化的；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故B错误；
C．稳定的磁场其周围不产生电场，故C错误；
D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的，振荡的电场在周围空间产生的磁场是也振荡的，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，故A不符合题意；
B．周期性变化的电场产生磁场；故周期性变化的电磁场由近及远地向周围传播就形成了电磁波；故B不符合题意；
C．太空中由于没有传播声音的介质，故声音不能在真空中传播，所以宇航员要进行对话需借助电子通信设备进行交流，即电磁波，故C不符合题意；
D．雷达是利用自身发射的电磁波来对目标进行定位的，还可以运用多普勒效应测量速度，故D符合题意。
故选D。
4．C
【详解】
由题图可知，磁场均匀增强，根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故场强E不变，选项C正确；ABD错误；
故选C。
5．D
【详解】
A．法拉第最早提出用电场线描述电场，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C．普朗克提出了能量子假说，故C错误；
D．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选D。
6．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。
7．D
【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。
8．A
【详解】
A．电磁波在真空中以光速c传播，故A正确；
B．在空气中传播的声波是纵波，故B错误；
C．声波在气体、液体和固体均可以传播，故C错误；
D．声波可以发生干涉现象，故D错误；
E．光在真空和透明介质中均可以传播，故E错误。
故选A。
9．C
【详解】
AB．麦克斯韦预言了电磁波的存在；并提出光是一种电磁波，故AB正确，不符合题意；
C．电磁波是种物质，可以在真空中传播，故C错误，符合题意；
D．移动通信是通过电磁波来传输信息的，其信号传播速度与光速相同，故D正确，不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
A．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，不能产生电磁波，A错误；
B．电磁波由真空中进入某种介质传播时，速度变小，频率不变，则波长会变短，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，C错误；
D．电磁波在真空中以光速传播，在介质中的速度小于光速，D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有横波，故A错误；
B．干涉和衍射是波的特有性质，机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，故B正确；
C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故C错误；
D．光的干涉条纹间距
若仅将入射光由绿光改为红光，由于波长变大，故条纹间距变大，故D错误；
故选B。
12．B
【详解】
A．电磁波不需要依赖介质传播，故A错误；
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直，故B正确；
C．赫兹用实验证明了电磁波存在，故C错误；
D．频率为的电磁波在真空中传播时，其波长为
故D错误。
故选B。
13．B
【详解】
A．只有周期性变化的电（磁）场才能产生周期性变化的磁（电）场；均匀变化的磁场只能产生恒定的电场；而均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，A错误；
B．电磁波是电磁场的传播，光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的传播速度等于光速，B正确；
C．电磁波的传播方向与振动方向相互垂直，电磁波是横波，C错误；
D．无线电波传播不需要介质，D错误。
故选B。
14．D
【详解】
本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律．因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功。
AB．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F洛，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力F洛不一定始终在增大。所以AB错误；
C．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动。则C错误；
D．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，故正确选项是D；
故选D。
15．A
【详解】
A．电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场，而不是静电场和静磁场简单的复合，故A错误；
BC．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，电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场，故BC正确；
D．由电磁理论可知，振荡的电场在其周围空间产生同频率的振荡磁场，振荡的磁场在其周围空间产生同频率的振荡电场，因此电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的，故D正确；
本题选择错误选项；故选A。
16． 减少 3 麦克斯韦
【详解】
[1] 将某正电荷由一点移动到另一点的过程中，电场力做正功，则该电荷的电势能减少；
[2]根据图像可得导体的电阻
[3]最早预言电磁波存在的科学00.510A家是麦克斯韦。
17． 相同 x射线
【详解】
试题分析：电磁波在真空中的传播速度恒为c，即光速，红外线具有透视能力，
考点：考查了电磁波的应用
18． N/C（V/m） 特斯拉（T） 3×108
【详解】
在国际单位制中，电场强度的单位是N/C（V/m）；磁感强度的单位是特斯拉（T）．麦克斯韦从理论上预言电磁波在真空中的传播速度等于3×108m/s.
19． 介质 横波 垂直 垂直 横波 λf 3.0×108 折射 衍射
略
20．见解析
【详解】
伽利略研究力和运动的关系，率先运用了科学实验与逻辑推理相结合的物理思想；
牛顿正确地指出了力与运动之间的关系，总结的三大定律成为力学的支柱；
法拉第通过实验发现了电磁感应现象，揭示了电磁之间相互转化规律；
麦克斯韦预言了电磁波的存在，同时建立了较为完整的电磁场理论；
以上四位人物，都在物理学的不同领域做出了里程碑式的贡献。
21．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。
22．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】
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。
23．见解析
【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。
24．见解析
【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。
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