人教版(2019)选择性必修二 4.2 电磁场与电磁波
一、单选题
1.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.光不是电磁波
B.电磁波需要有介质才能传播
C.只要有电场和磁场,就可以产生电磁波
D.真空中,电磁波的传播速度与光速相同
2.第一位通过实验证实电磁波存在的物理学家是( )
A.赫兹 B.麦克斯韦 C.法拉第 D.普朗克
3.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
4.下列说法正确的是( )
A.分子势能增大时,分子间的作用力一定减小
B.悬浮在水中花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
C.变化的电场一定产生变化的磁场
D.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性的磁场
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
7.下列说法正确的是( )
A.狭义相对论效应指出质量变大、长度变长、时间变长
B.赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在
C.没有三角插座时,可将三角插头的一脚折弯后,插入两孔插座中使用
D.法拉第发现了电流的周围存在磁场
8.下列说法中正确的是( )
A.在电场周围一定存在磁场 B.电磁波与机械波的传播都需要介质
C.电磁波在真空中的速度为3×108m/s D.电磁场理论是物理学家法拉第建立的
9.关于麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
10.下列有关说法正确的是( )
A.安培发现电流的磁效应
B.麦克斯韦预言电磁波的存在,赫兹捕捉到了电磁波
C.库仑发现库仑定律并测出静电力常量
D.法拉第发现电磁感应现象并得出法拉第电磁感应定律
11.提出电磁场理论的科学家是( )
A.法拉第 B.麦克斯韦 C.赫兹 D.安培
12.下列说法正确的是( )
A.“隔墙有耳”描述的是声音的干涉现象
B.工业生产中利用激光切割金属,主要应用的是激光平行度好的特点
C.站在站台上的乘客听到远处开来火车的鸣笛声频率升高
D.物理学家麦克斯韦通过实验证实了赫兹预言的电磁波的存在
二、填空题
13.英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,德国物理学家_____用实验证实了电磁波的存在,测得1min内通过某金属导体横截面的电荷量为12C,则导体中的电流为_____A;正弦式电流的电压有效值为36V,它的峰值是_____V.
14.丹麦物理学家____________通过实验发现通电导线周围存在磁场;英国物理学家麦克斯韦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。
15.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___________。
16.电流通过导体时能使导体的温度升高,电能变成内能,这就是电流的______效应(选填“热”或“磁”);在远距离输电过程中,若输电功率为1000kW,输电电压为50kV,则输电线上的电流为______A;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,最早通过实验证实电磁波存在的科学家是______(选填“赫兹”或“麦克斯韦”)。
17.磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况,如图所示,其中能产生电场的有__________图示的磁场,能产生持续电磁波的有____________图示的磁场。
A. B. C. D.
三、解答题
18.如图所示,赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置,当电火花在感应圈两个金属球间跳动时,旁边导线环两个小球间也有电火花跳动,请你解释这种现象。
19.雷达是一种无线电探测装置,除了军用方面外,人们还可以使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道。雷达测距是由雷达指示器直接显示出来的,当雷达向目标发射无线电波时,在指示器荧光屏上出现一个尖形波;在收到反射回来的无线电波时,在荧光屏上呈现第二个尖形波。如图所示,该图只记录了时间,每一小格表示1.0×10-4s,那么根据此图,雷达与被测目标的距离约为多少?
20.你能否用生活中的例子说明电磁波的存在?
21.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?
22.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?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.光是电磁波,故A错误;
B.电磁波传播不需要有介质,故B错误;
C.均匀变化或恒定的电磁场不会产生电磁波,故C错误;
D.真空中,电磁波的传播速度与光速相同,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】
1864年,英国青年物理学家麦克斯韦在研究了当时所发现的电磁现象的基础上,建立了麦克斯韦电磁理论,并预言了电磁波的存在;1888年,德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。
故选A。
3.D
【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。
4.D
【详解】
A.当分子表现为引力时,增大分子之间的距离,分子做负功,分子势能增大;而当分子表现为引力时,增大分子之间的距离,分子间的作用力可能增大,也可能减小,故A错误;
B.悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动是布朗运动,它反映了液体分子的无规则的热运动,不是花粉分子的热运动,故B错误;
C.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的电场产生恒定不变的磁场,均匀变化的磁场产生恒定不变的电场,故C错误;
D.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性的磁场,故D正确。
故选D。
5.D
【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
【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。
7.B
【详解】
A.狭义相对论效应指出质量变大、长度变短、时间变长,所以A错误;
B.赫兹对人类的突出贡献是用实验证实了电磁波的存在,所以B正确;
C.大功率或带有金属外壳的用电器,使用两孔插座,没有接地功能,用电器外壳带电,会危及人身安全,所以C错误;
D.奥斯特发现了电流的周围存在磁场,所以D错误;
故选B。
8.C
【详解】
A.变化的电场周围存在磁场,故A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,但机械波的传播需要介质,故B错误;
C.电磁波在真空中的速度等于光速为3×108m/s,故C正确;
D.电磁场理论是物理学家麦克斯韦建立的,D错误。
故选C。
9.D
【详解】
A.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,A错误;
B.根据麦克斯韦电磁场理论,如果电场的变化是均匀的,产生的磁场就是稳定的,如果电场的变化是不均匀的,产生的磁场就是变化的,B错误;
C.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,C错误;
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场,D正确。
故选D。
10.B
【详解】
A.奥斯特发现电流的磁效应,安培提出分子电流假说,故A错误;
B.麦克斯韦预言电磁波的存在,赫兹捕捉到了电磁波,故B正确;
C.库仑发现库仑定律,但他没有测出静电力常量,故C错误;
D.法拉第发现电磁感应现象,纽曼和韦伯得出法拉第电磁感应定律,故D错误。
故选B。
11.B
【详解】
提出电磁场理论的科学家是麦克斯韦。
故选B。
12.C
【详解】
A.“隔墙有耳”现象是因为声波的波长较长,容易发生明显的衍射,即声波绕过障碍物继续传播,A错误;
B.利用激光切割金属,是利用激光亮度高的特点,B错误;
C.根据多普勒效应,当物体振动频率不变时,距离声源越近,声音的音调越高,所以当火车靠近时,人感知的音调逐渐变高,频率升高,C正确;
D.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,D错误。
故选C。
13. 赫兹 0.2
【详解】
德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.根据定义式可得导体中的电流为:,正弦式电流的电压有效值为:U=36V,它的峰值为:.
14. 奥斯特 赫兹
【详解】
[1][2] 丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场;英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,后来德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在。
15. 感应电流 磁场 磁场 磁场
【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。
16. 热 20 赫兹
【详解】
[1]电流通过导体时能使导体的温度升高,电能变成内能,这就是电流的热效应;
[2]输电线上的电流为
[3]最早通过实验证实电磁波存在的科学家是赫兹。
17. BCD BD
【详解】
[1].根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场.故BCD都可以产生电场.
[2].周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,从而产生电磁波,故只有BD可以产生电磁波.
18.见解析
【详解】
当火花在感应圈两个金属球间跳动时,必定建立一个快速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播,当电磁波经过导线环时,迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势,使得导线环的两个小球间也产生了火花。
19.1.2×105m
【详解】
设雷达与被测目标的距离为s,来回的时间为t,则有
2s=ct
解得
s==m=1.2×105m
20.手机信号的发射与接受,微波炉加热食品,收音机收听节目等等,都是电磁波的应用。
【详解】
手机信号的发射与接受,微波炉加热食品,收音机收听节目等等,都是电磁波的应用。
21.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。
22.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。
答案第1页,共2页
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