4.2电磁场与电磁波 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.2电磁场与电磁波 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 145.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-11 23:45:01

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文档简介

人教版(2019)选择性必修二 4.2 电磁场与电磁波
一、单选题
1.下列说法正确的是(  )
A.变化的磁场产生电场,变化的电场不产生磁场
B.黑体既不反射电磁波也不向外辐射电磁波
C.磁场和磁感线都是假想出来的
D.小磁针静止时N极所指的方向为该处磁感应强度的方向
2.下列说法不正确的是(  )
A.奥斯特发现了电流的磁效应
B.中国科学家赵忠贤研制的钇-钡-铜-氧系材料,超导转变温度提高到了
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在
D.库仑研究了电荷间的相互作用,并测出了元电荷的数值
3.如图所示是一水平放置的绝缘环形管,管内壁光滑,内有一直径略小于管内径的带正电的小球,开始时小球静止,有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积,磁感应强度大小随时间成正比增大,设小球的带电荷量不变,则(  )
A.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿顺时针方向运动
B.顺着磁场方向看,小球受逆时针方向的力,沿逆时针方向运动
C.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿逆时针方向运动
D.小球不受洛伦兹力,不运动
4.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
5.关于电磁波,下列说法正确的是(  )
A.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
B.均匀变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D.当某一星球远离地球时,在地球上测得星球上发出光的频率将变大
6.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
7.以下关于机械波与电磁波的说法中,错误的是(  )
A.机械波与电磁波本质上是一致的
B.机械波的波速只与介质有关,而电磁波在介质中的波速,不仅与介质有关,而且与电磁波的频率有关
C.机械波可能是纵波,而电磁波必定是横波
D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
8.电磁波在传播时,不变的物理量是(  )
A.振幅 B.频率 C.波速 D.波长
9.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
10.用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.牛顿
11.下列有关物理学史说法正确的是(  )
A.牛顿推导出了摆角很小时单摆的周期公式
B.惠更斯通过观察研究提出了多普勒效应
C.赫兹通过实验发现了电磁波
D.麦克斯韦的电磁场理论指出变化的磁场产生变化的电场
12.电磁波与声波比较,下列说法中正确的是(  )
A.电磁波的传播需要介质,声波的传播不需要介质
B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大
C.电磁波是纵波,声波是横波
D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定的,与频率无关
二、填空题
13.电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播___________,在传播过程中,电磁波能发生_____________
14.1864年,麦克斯韦提出电磁场的基本方程组(后称麦克斯韦方程组),并推断电磁波的存在,预测光是一种____,为光的电磁理论奠定了基础.
15.(1)麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生________,变化的电场产生_________,从而预言了__________的存在.
(2)如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,以下过程不能使电流偏转的是______,能使电流表指针偏转较大的是________.
A.磁铁放在螺线管中不动时
B.将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
C.将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中
D.将磁铁插入螺线管的过程中
16.按照有关规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50瓦/米2 . 若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1瓦,那么在距离该通讯装置________以外是符合规定的安全区域(已知球面面积为S=4πR2).
17.电磁场与电磁波
(1)麦克斯韦电磁场理论
a.变化的磁场产生电场
①在变化的磁场中放入一个闭合的电路,由于穿过电路的磁通量发生变化,电路中会产生____。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了____。
②即使在变化的磁场中没有闭合电路,也同样要在空间产生___ 。
b变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流,也在空间产生___,即_____的电场在空间产生磁场。
(2)电磁场:变化的___ 和____所形成的不可分割的统一体。
(3)电磁波
a.电磁波的产生:____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。
b.电磁波的特点
①电磁波____在真空中传播。
②电磁波的传播速度等于____。
③光在本质上是一种电磁波。即光是以____形式传播的一种电磁振动。
c.电磁波的波速
①波速、波长、频率三者之间的关系:波速=___ ×_____。
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=____。
②电磁波在真空中的传播速度c=3×108 m/s。
三、解答题
18.“变化的磁场产生电场”,这是麦克斯韦电磁场理论的重要支柱之一。请你通过相关的实验事实和一定的逻辑推理,说明这个结论的正确性。
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?
20.你能否用生活中的例子说明电磁波的存在?
21.简述变化的磁场是如何产生涡旋电场和变化的电场产生涡旋磁场。_______
22.如果你想利用通过同步卫星转发信号的无线电话与对方通话,你讲完电话后,至少要等多长时间才能听到对方通话?(已知地球质量,地球半径,引力常量)
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.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,故A错误;
B.黑体不反射电磁波,但可以向外辐射电磁波,故B错误;
C.磁场是真实存在的,而磁感线是人为假想出来的,故C错误;
D.小磁针静止时N极所指的方向即为该处磁感应强度的方向,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系,选项A正确;
B.中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜 -氧系材料上把临界超导温度提高到90K,选项B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,选项C正确;
D.最早测定元电荷电量的科学家是密立根,选项D错误。
本题选不正确的,故选D。
3.B
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场,在其周围会产生稳定的涡旋电场,对带电小球做功,由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下,带正电小球沿逆时针方向运动,B正确;ACD错误;
故选B。
4.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。
5.C
【详解】
A.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,电磁波也能通过电缆、光缆传输,A错误;
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,B错误;
C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直,C正确;
D.据多普勒效应可知,当某一星球远离地球时,在地球上测得星球上发出光的频率将变小,D错误。
故选C。
6.B
【详解】
提出电磁场理论的科学家是麦克斯韦。
故选B。
7.A
【详解】
A.机械波由机械振动产生,电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生,两者本质上不一样,故A错误,符合题意;
B.机械波的传播需要介质,速度由介质决定,电磁波的波速由介质和本身频率共同决定,故B正确,不符合题意;
CD.机械波有横波,也有纵波,而电磁波一定是横波,它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,故CD正确,不符合题意。
故选A。
8.B
【详解】
离波源越远,振幅越小,电磁波在不同介质中的波速不一样,波长也不一样。频率是由发射电磁波的波源决定的,与介质无关。
故选B。
9.B
【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。
10.A
【详解】
用实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹,故A正确,BCD错误。
故选A。
11.C
【详解】
A.伽利略首先发现了单摆的等时性原理,惠更斯首先推导出了单摆的周期公式,选项A错误;
B.多普勒通过观察研究提出了多普勒效应,选项B错误;
C.赫兹通过实验发现了电磁波,选项C正确;
D.麦克斯韦的电磁场理论指出周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,选项D错误。
故选C。
12.B
【详解】
A.声波的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质,故A错误;
B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大,故B正确;
C.电磁波是横波,声波通常是纵波,也有横波,故C错误;
D.声波的传播在介质中是由介质决定的,与频率无关,而电磁波的传播速度
而n与光的频率有关,故电磁波在介质中的传播速度与频率有关,故D错误。
故选B。
13. 电磁能 反射
【详解】
[1]电磁波是种能量形式,电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,向周围空间传播电磁能;
[2]电磁波也波,所以在传播过程中,电磁波能发生反射。
14.电磁波
【详解】
1864年,麦克斯韦提出电磁场的基本方程组(后称麦克斯韦方程组),并推断电磁波的存在,预测光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础.
15. 电场 磁场 电磁波 A C
【详解】
(1) 麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,从而预言了电磁波的存在.
(2)A:磁铁放在螺线管中不动时,螺线管中磁通量不变,没有感应电流产生.
BCD:将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中或将磁铁插入螺线管的过程中,螺线管中磁通量变化,产生感应电流,电流表发生偏转;将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中,螺线管中磁通量变化较快,产生的感应电流较大,电流表发生较大偏转.
故不能使电流偏转的是A,能使电流表指针偏转较大的是C.
16.0.4m
【详解】
设规定的安全区域距离为R,则球的面积为S=4πR2. (1)
则在1秒内球面获得的能量为E=Pt=1w×1s=1J (2)
在球面上单位面积的电磁辐射能量E0=E/S (3)
由于工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50瓦/米2
所以E0 0.5瓦/米2(4)
由(1)(2)(3)(4)联式可得:R=0.4m
故答案为0.4m.
17. 感应电流 电场 电场 生磁场 变化 电场 磁场 周期性 周期性 可以 光速 波动 波长 频率 λf

18.根据电磁感应现象,变化的磁场中的闭合回路会产生感应电流,即有了自由电荷的定向移动,说明闭合回路周围存在电场,促使自由电荷进行定向移动,如果没有闭合回路,电场也存在,所以变化的磁场产生电场。
【详解】
根据电磁感应现象,变化的磁场中的闭合回路会产生感应电流,即有了自由电荷的定向移动,说明闭合回路周围存在电场,促使自由电荷进行定向移动,如果没有闭合回路,电场也存在,所以变化的磁场产生电场。
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。
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】
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。麦克斯韦从场的观点出发,认为电路里能产生感应电流,是因为变化的磁场产生了电场,正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向运动,产生感应电流。他将这种用场描述电磁感应现象的观点,推广到不存在闭合电路的情形,即变化的磁场产生电场。这是一个普遍规律,跟闭合电路是否存在无关。
静止的电荷,它产生的是静电场,即空间各点的电场强度不随时间变化。当电荷从静止到运动时,电场就发生变化,即空间各点的电场强度将随时间变化。运动的电荷在空间要产生磁场。从场的观点出发,麦克斯韦假设:变化的电场就像运动的电荷,也会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。
22.
【详解】
同步卫星是相对地面静止的卫星,它的运动周期是,设卫星离地面的高度为h,它运动的向心力是地球对它的万有引力,即
所以
代人数据解得
最短时间通信应是通话人均在同步卫星的正下方,这时,无线电波的传播距离最短,最短是
听到对方回话应是,所以
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