高二物理人教版（2019）选择性必修二4.2电磁场与电磁波 课时作业（含解析）
文档属性
| 名称 | 高二物理人教版（2019）选择性必修二4.2电磁场与电磁波 课时作业（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 62.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-17 21:30:26 | ||
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文档简介
4.2电磁场与电磁波
一、单选题
1．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是
A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．麦克斯韦
2．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )
A． B． C． D．
3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
C．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D．电磁波的传播一定需要介质
4．某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场是哪一种
A． B．
C． D．
5．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
B．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
6．关于电磁波对特点，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁波是横波
B．电磁波的传播速度v＝λf
C．法拉第预言了电磁波
D．赫兹测出了电磁波的波长和频率
7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．在电场的周围，一定存在着由它激发的磁场
B．变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波
C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D．无线电波的波长小于可见光的波长
8．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
9．下列关于电磁波的叙述中，正确的是
A．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108m/s
C．电磁波中每一处的电场强度和磁感强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直
D．电磁波不能产生干涉，衍射现象
10．下列说法正确的是（ ）
A．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
B．当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象
C．飞船高速飞离地球时，飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
11．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是 [ ]
A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小．
B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大
C．电容器极板上电荷最多时，电场能最大
D．回路中电流值最小时刻，电场能最小
12．振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列有关结论正确的是（ ）
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电
C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大
D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大
E．若电容器正在放电，则线圈中电流正在减小
三、解答题
13．为什么说电磁波是横波？
14．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设是什么？
15．分析下列生活中的各种现象是否会产生电磁波，并说明原因。
（1）开灯的一瞬间；
（2）灯泡正常发光时；
（3）关灯的一瞬间；
（4）使用电吹风时；
（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时。
试卷第2页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】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正确，ABD错误。
2．C
【详解】根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的磁场才可以产生恒定的感生电场。
故选C。
3．B
【详解】A．均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，A项错误；
B．振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播，产生电磁波，B项正确；
C．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C项错误；
D．电磁波可以不需要介质传播，D项错误。
故选B。
4．D
【详解】A．图A是稳定的电场，不能产生磁场；
BC．：图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波；
D．图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波。
故应选D。
5．C
【详解】A．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，只有非均匀变化的电场产生变化的磁场，故A错误；
B．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，故B错误；
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，故C正确；
D．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D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波，其传播方向与电矢量、磁矢量均是垂直的关系，故电磁波是横波，故A正确，不符合题意；
B．电磁波是波的一种，具有波的一切特性，故满足公式，故选项B正确，不符合题意；
CD．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实电磁波存在，并测出了电磁波的波长和频率，证实了电磁波的传播速度等于光速，故选项C错误，符合题意，D正确，不符合题意．
故选C。
点睛：本题考查了有关电磁场和电磁波的基本知识，对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用．
7．C
【详解】A．只有变化的电场才会产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，故A错误；
B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，但是恒定的电场不会产生磁场，故B错误；
C．在麦克斯韦发现电磁场理论20多年后的1888年，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C正确；
D．依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线（伽马射线），故无线电波的波长大于可见光的波长，故D错误。
故选C。
8．A
【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。
9．AC
【详解】A、电磁波是变化电磁场产生的，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，所以只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波，故A正确；
B、电磁波在真空中的传播速度均为m/s，在任何介质中的传播速度均小于该值，故B错误；
C、电磁波是横波，横波的传播方向和振动方向是互相垂直的，故电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故C正确；
D、干涉与衍射是波的特有现象，电磁波一定能产生干涉，衍射现象，故D错误；
故选AC．
【点睛】电磁波是由变化电磁场产生的，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，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关，干涉与衍射是波的特有现象．
10．BC
【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项A错误；
B．当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象，选项B正确；
C．根据相对论可知，飞船高速飞离地球时，飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢，选项C正确；
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项D错误；
故选BC。
11．BC
【详解】AB．电容器放电完毕时，q=0，i最大，磁场能最大，所以A错误B正确；
CD．电流最小i=0时，q最多，极板间电场最强，电场能最大，所以C正确D错误；
故选BC。
12．BCD
【分析】本题考查各物理量发生变化的判断方法，由电流的 磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论。
【详解】AC．若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C正确，A错误；
B．若该时刻电容器下极板带正电。可知电容器处于充电状态，电流在减小，故B正确；
DE．若电容器正在放电，则线圈中电流增大，由楞次定律可判定自感电动势正在阻碍电流增大，故D正确，E错误。
故选BCD。
13．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度是互相垂直的，且二者均与波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
【详解】根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度是互相垂直的，且二者均与波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
14．（1）变化的磁场可以产生电场；（2）变化的电场可以产生磁场
【详解】麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设是
（1）变化的磁场可以产生电场，即不仅电荷能够产生电场，变化的磁场也能在空间产生了电场。
（2）变化的电场可以产生磁场，麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐美，相信电场与磁场的对称之美，所以他提出假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
15．见解析
【详解】变化的电流周围存在着电磁波，因此当电路中电流有变化时，会在空间产生电磁波。
（1）开灯的一瞬间，电路中电流从无到有，电流是变化的，故会产生电磁波；
（2）生活中的灯泡正常发光时，通过灯泡的电流（交流）方向是变化的，会产生电磁波；
（3）关灯的一瞬间，电路中电流从有到无，电流是变化的，故会产生电磁波；
（4）电吹风使用的是交流电源，电流方向有变化，故会产生电磁波；
（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时电路中的电流是变化的，故会产生电磁波。
一、单选题
1．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是
A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．麦克斯韦
2．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )
A． B． C． D．
3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
C．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D．电磁波的传播一定需要介质
4．某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场是哪一种
A． B．
C． D．
5．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
B．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
6．关于电磁波对特点，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁波是横波
B．电磁波的传播速度v＝λf
C．法拉第预言了电磁波
D．赫兹测出了电磁波的波长和频率
7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．在电场的周围，一定存在着由它激发的磁场
B．变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波
C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D．无线电波的波长小于可见光的波长
8．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
9．下列关于电磁波的叙述中，正确的是
A．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108m/s
C．电磁波中每一处的电场强度和磁感强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直
D．电磁波不能产生干涉，衍射现象
10．下列说法正确的是（ ）
A．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
B．当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象
C．飞船高速飞离地球时，飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
11．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是 [ ]
A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小．
B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大
C．电容器极板上电荷最多时，电场能最大
D．回路中电流值最小时刻，电场能最小
12．振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列有关结论正确的是（ ）
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电
C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大
D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大
E．若电容器正在放电，则线圈中电流正在减小
三、解答题
13．为什么说电磁波是横波？
14．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设是什么？
15．分析下列生活中的各种现象是否会产生电磁波，并说明原因。
（1）开灯的一瞬间；
（2）灯泡正常发光时；
（3）关灯的一瞬间；
（4）使用电吹风时；
（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时。
试卷第2页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】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正确，ABD错误。
2．C
【详解】根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的磁场才可以产生恒定的感生电场。
故选C。
3．B
【详解】A．均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，A项错误；
B．振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播，产生电磁波，B项正确；
C．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C项错误；
D．电磁波可以不需要介质传播，D项错误。
故选B。
4．D
【详解】A．图A是稳定的电场，不能产生磁场；
BC．：图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波；
D．图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波。
故应选D。
5．C
【详解】A．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，只有非均匀变化的电场产生变化的磁场，故A错误；
B．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，故B错误；
C．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，故C正确；
D．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D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波，其传播方向与电矢量、磁矢量均是垂直的关系，故电磁波是横波，故A正确，不符合题意；
B．电磁波是波的一种，具有波的一切特性，故满足公式，故选项B正确，不符合题意；
CD．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实电磁波存在，并测出了电磁波的波长和频率，证实了电磁波的传播速度等于光速，故选项C错误，符合题意，D正确，不符合题意．
故选C。
点睛：本题考查了有关电磁场和电磁波的基本知识，对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用．
7．C
【详解】A．只有变化的电场才会产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，故A错误；
B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，但是恒定的电场不会产生磁场，故B错误；
C．在麦克斯韦发现电磁场理论20多年后的1888年，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C正确；
D．依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线（伽马射线），故无线电波的波长大于可见光的波长，故D错误。
故选C。
8．A
【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。
9．AC
【详解】A、电磁波是变化电磁场产生的，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，所以只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波，故A正确；
B、电磁波在真空中的传播速度均为m/s，在任何介质中的传播速度均小于该值，故B错误；
C、电磁波是横波，横波的传播方向和振动方向是互相垂直的，故电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故C正确；
D、干涉与衍射是波的特有现象，电磁波一定能产生干涉，衍射现象，故D错误；
故选AC．
【点睛】电磁波是由变化电磁场产生的，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，电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关，干涉与衍射是波的特有现象．
10．BC
【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项A错误；
B．当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象，选项B正确；
C．根据相对论可知，飞船高速飞离地球时，飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢，选项C正确；
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项D错误；
故选BC。
11．BC
【详解】AB．电容器放电完毕时，q=0，i最大，磁场能最大，所以A错误B正确；
CD．电流最小i=0时，q最多，极板间电场最强，电场能最大，所以C正确D错误；
故选BC。
12．BCD
【分析】本题考查各物理量发生变化的判断方法，由电流的 磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论。
【详解】AC．若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C正确，A错误；
B．若该时刻电容器下极板带正电。可知电容器处于充电状态，电流在减小，故B正确；
DE．若电容器正在放电，则线圈中电流增大，由楞次定律可判定自感电动势正在阻碍电流增大，故D正确，E错误。
故选BCD。
13．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度是互相垂直的，且二者均与波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
【详解】根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度是互相垂直的，且二者均与波的传播方向垂直。因此，电磁波是横波。
14．（1）变化的磁场可以产生电场；（2）变化的电场可以产生磁场
【详解】麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设是
（1）变化的磁场可以产生电场，即不仅电荷能够产生电场，变化的磁场也能在空间产生了电场。
（2）变化的电场可以产生磁场，麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐美，相信电场与磁场的对称之美，所以他提出假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
15．见解析
【详解】变化的电流周围存在着电磁波，因此当电路中电流有变化时，会在空间产生电磁波。
（1）开灯的一瞬间，电路中电流从无到有，电流是变化的，故会产生电磁波；
（2）生活中的灯泡正常发光时，通过灯泡的电流（交流）方向是变化的，会产生电磁波；
（3）关灯的一瞬间，电路中电流从有到无，电流是变化的，故会产生电磁波；
（4）电吹风使用的是交流电源，电流方向有变化，故会产生电磁波；
（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时电路中的电流是变化的，故会产生电磁波。