(共55张PPT)
2．电磁场与电磁波
第四章 电磁振荡与电磁波
整体感知·自我新知初探
[学习任务] 任务1．了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。
任务2．体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。
[问题初探] 问题1．麦克斯韦电磁场理论内容是什么？
问题2．电磁波传播是否需要介质？在真空中传播速度是多大？
问题3．哪位科学家证实了电磁波的存在？
[自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
[链接教材] 电磁振荡电路中的能量有一部分要以电
磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波
是怎样产生的？
知识点一 电磁场
提示：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。
1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设
(1)变化的磁场产生____。
(2)变化的电场产生____。
电场
磁场
2．电磁场
变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
提醒：变化的磁场产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。
如图所示，磁铁相对闭合线圈向下运动时，闭合线圈中的自由电荷做定向移动。
问题1．电荷受到什么力的作用？
提示：磁铁上下运动时，导体中自由电荷定向移动，说明电荷受到静电力作用，即导体处在电场中。
问题2．这能否说明变化的磁场产生了电场？
提示：能，磁铁的上下运动使线圈处在变化的磁场中，这表明变化的磁场周围产生了电场。
问题3．如果没有导体，情况会怎样？
提示：如果没有导体，该处仍会产生电场。
对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场
【典例1】 (电磁场理论的理解)(多选)对麦克斯韦电磁场理论理解正确的是( )
A．恒定的磁场不产生电场
B．恒定的电场产生恒定的磁场
C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
D．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场
√
AD [均匀变化的磁场一定产生恒定的电场，恒定的电场不会产生磁场，恒定的磁场也不会产生电场，故A正确，B、C错误；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故D正确。故选AD。]
√
规律方法 (1)变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的，而静电场中的电场线是不闭合的。
(2)①振荡电场(即周期性变化的电场)产生同频率的振荡磁场。
②振荡磁场(即周期性变化的磁场)产生同频率的振荡电场。
【教用·备选例题】 关于电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．在电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场
B．在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．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
√
D [根据电磁场理论可知，在恒定电场周围不会产生磁场，在恒定磁场周围不会产生电场；在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故A、B、C错误；周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，故D正确。故选D。]
1．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______。
2．电磁波是横波
根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相____，而且二者均与波的传播方向____，因此电磁波是横波。
知识点二 电磁波
电磁波
垂直
垂直
3．电磁波的速度
麦克斯韦从理论上预见，电磁波在真空中的传播速度等于____。他指出了光本身是按电磁波规律传播的一种________。
4．麦克斯韦电磁场理论的意义
不仅预言了______的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的______，建立了完整的电磁场理论。
光速
电磁振动
电磁波
统一性
5．赫兹的电火花
(1)赫兹的实验装置
(2)实验现象
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。
(3)现象分析
当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的______。这种变化的电磁场以______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__________，使得导线环的空隙中也产生了火花。
(4)实验结论：证实了______的存在。
提醒：电磁波具有波的一切特点，能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。
电磁场
电磁波
感应电动势
电磁波
变化的磁场和变化的电场形成不可分离的统一体——电磁场，它会由近及远地向外传播。
问题1．它的传播需要介质吗？
提示：它是通过变化的磁场与变化的电场之间的相互“感应”而传播到远处，所以电磁场的传播不需要介质。
问题2．它传播的速度是多大？
提示：它在真空中传播的速度等于光速。
电磁波与机械波的比较
机械波 电磁波
研究对象 力学现象 电磁现象
周期性 位移随时间和空间做周期性变化 电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化
机械波 电磁波
传播情况 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 传播无须介质，在真空中波速等于光速c，在介质中传播时，波速与介质和频率都有关
产生机理 由质点(波源)的振动产生 由电磁振荡激发
是横波还是纵波 可能是横波，也可能是纵波 横波
干涉和衍射 可以发生干涉和衍射
【典例2】 (电磁波与机械波的比较)关于机械波与电磁波，以下说法正确的是( )
A．机械波与电磁波的传播速度都只与介质种类有关
B．无论是机械波还是电磁波，只有当障碍物或孔的尺寸跟波的波长相等时，才能发生明显的衍射
C．赫兹从理论上预言了电磁波的存在，麦克斯韦观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，麦克斯韦还测得电磁波在真空中具有与光相同的传播速度
D．机械波可能是横波，也可能是纵波，而电磁波都是横波
√
D [机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速与介质和频率都有关系，故A错误；无论是机械波还是电磁波，当障碍物或孔的尺寸跟波的波长相差不多时，就能够观察到明显的衍射现象，故B错误；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，赫兹还测得电磁波在真空中具有与光相同的传播速度，故C错误；机械波可能是横波，也可能是纵波，而电磁波能够发生偏振现象，电磁波都是横波，故D正确。故选D。]
【教用·备选例题】 (多选)以下关于机械波与电磁波的说法正确的是( )
A．机械波和电磁波，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
√
√
√
BCD [机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生；机械波传播需要介质，速度由介质决定，电磁波在介质中传播时其波速由介质和自身的频率共同决定；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，故选项B、C、D正确。]
应用迁移·随堂评估自测
1．电磁波与机械波具有的共同性质是( )
A．都是横波 B．都能传输能量
C．都能在真空中传播 D．都以光速传播
√
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题号
1
B [电磁波都是横波，但机械波不一定都是横波；电磁波与机械波都能传输能量；电磁波能在真空中传播，机械波不能在真空中传播；电磁波在真空中以光速传播，机械波不是以光速传播，故选B。]
2．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁波不能在真空中传播
B．电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场
C．电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
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题号
1
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√
B [电磁波的传播不需要介质，则电磁波能在真空中传播，故A错误；周期性变化的电场产生磁场，周期性变化的磁场产生电场，由近及远地传播形成电磁波，故B正确；均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)，则不能形成电磁波，故C错误；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误。故选B。]
3．某长直导线中分别通以如图所示的电流，则下列说法正确的是( )
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题号
4
1
A．如图甲所示电流周围产生匀强磁场
B．如图乙所示电流周围的磁场是稳定的
C．如图丙所示电流周围各点的磁场方向在0～t1内与t1～t2内的方向是相反的
D．如图丁所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁感应强度方向不变
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题号
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√
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题号
4
1
D [题图甲是恒定电流，则电流周围产生恒定的磁场，而不是匀强磁场，故A错误；题图乙是均匀变化的电流，则其周围的磁场是均匀变化的，故B错误；题图丙中电流大小在0～t1内均匀增加，而在t1～t2内均匀减小，但方向却没有变化，所以产生的磁场方向也不会变化，故C错误；题图丁中电流大小先增后减，则磁场也先增后减，且方向不变，故D正确。]
4．(多选)某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是
( )
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增加
C．沿BA方向磁场在迅速增加
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
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题号
1
√
√
AC [根据电磁感应可知，闭合回路中的磁通量变化时，闭合回路中产生感应电流，该电流方向可用楞次定律判断。根据麦克斯韦电磁场理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中受到了静电力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路无关，故空间内磁场变化产生的电场，其方向仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A、C正确。]
2
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题号
1
回归本节知识，完成以下问题：
(1)电磁波是怎样产生的？
提示：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，向周围空间传播，由近及远地形成电磁波。
(2)电磁波能否在真空中传播？
提示：能。
(3)电磁波有哪些特点？
提示：电磁波是横波，是物质波，具有波的一切特性。
题号
课时分层作业(十四) 电磁场与电磁波
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√
?题组一 电磁场
1．下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是( )
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B．均匀变化的电场能够在空间产生电磁波
C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D．电磁波在真空和介质中传播速度相同
题号
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A [均匀变化的磁场能够在空间产生恒定的电场，故A正确；均匀变化的电场能够在空间产生恒定的磁场，恒定的磁场不能产生电场，所以不能形成电磁波，故B错误；非均匀变化的电场和磁场才能产生电磁波，故C错误；电磁波在真空中的传播速度最快，为光速，在介质中传播速度小于光速，所以电磁波在真空和介质中传播速度不相同，故D错误。故选A。]
题号
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2．电磁波的发现使得人类进入无线电科学与技术的时代。下列有关电磁波的说法不正确的是( )
A．光是电磁波
B．电磁波在真空中传播时，电场强度与磁感应强度互相垂直
C．电磁波的传播需要介质
D．变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波
题号
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C [光波是电磁波的一种，A正确，不符合题意；电磁波在真空中传播时，电场强度与磁感应强度互相垂直，B正确，不符合题意；电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播，C错误，符合题意；据电磁场理论可知，变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波，D正确，不符合题意。故选C。]
题号
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√
3．(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，以下叙述正确的是( )
A．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．打点计时器工作时周围必有磁场和电场
C．恒定的电场产生恒定的磁场，恒定的磁场激发恒定的电场
D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直
√
√
题号
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ABD [日光灯、打点计时器都通有交流电，交流电周围存在周期性变化的磁场，周期性变化的磁场会激发电场，A、B正确；恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不激发电场，C错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，D正确。]
题号
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√
4．某一固定面的磁通量随时间的变化图像如图所示，在它周围空间产生的电场中的某一点的电场强度E应是( )
A．逐渐增强
B．逐渐减弱
C．不变
D．无法确定
C [由题图可知磁通量Φ随时间t均匀变化，而Φ＝BS，所以磁场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知C正确。]
题号
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√
?题组二 电磁波与机械波的比较
5．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是( )
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
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D [机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，但v＝λf都适用，A项正确，不符合题意；机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，B项正确，不符合题意；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C项正确，不符合题意；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D项错误，符合题意。]
题号
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√
6．关于电磁波，下列叙述正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速
B．电磁波可以发生衍射现象
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
B [电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射等波特有的现象，故B正确；电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，机械波不能在真空中传播，故C、D错误。]
题号
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√
7．有关电磁波和声波，下列说法错误的是( )
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大
C．电磁波是横波，声波也是横波
D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长
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C [电磁波本身就是一种物质，它的传播不需要介质，而声波的传播需要介质，故选项A正确；电磁波由空气进入水中时，传播速度变小，但声波在水中的传播速度比其在空气中大，故选项B正确；电磁波的传播方向与电场、磁场的方向都垂直，是横波，而声波是纵波，故选项C错误；电磁波由空气进入水中传播时，波速变小，波长变短，而声波由空气进入水中传播时，波速变大，波长变长，故选项D正确。]
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8．下列关于电磁波的说法中，正确的是( )
A．电磁波在任何介质中传播速度均为真空中的光速
B．“中国天眼”FAST接收的脉冲星信号是电磁波中的无线电波
C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
D．5G信号、4G信号都是电磁波，但是5G信号比4G信号在真空中传播得更快
题号
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B [真空中的电磁波的速度为光速，而在介质中电磁波的速度不再是光速，A错误；“中国天眼”FAST接收的脉冲星信号是电磁波中的无线电波，B正确；根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场能激发出恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，C错误；5G信号、4G信号都是电磁波，5G信号、4G信号在真空中的传播速度都是光速，D错误。故选B。]
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9．2023年9月21日，神舟十六号乘组航天员在中国空间站进行了太空授课活动。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A．电磁波传播需要介质
B．胡克预言了电磁波的存在
C．电磁波传播过程中也传递了能量
D．不同波长的电磁波在真空中的传播速度大小不同
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C [电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；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B错误；电磁波传播过程中也传递了能量，故C正确；不同波长的电磁波在真空中均以光速传播，故D错误。故选C。]
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√
10．甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340 m/s)( )
A．甲先听到声音
B．乙先听到声音
C．甲、乙同时听到声音
D．不能确定
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11．声呐(水声测位仪)向水中发出的超声波遇到障碍物(如鱼群、潜水艇、礁石等)后被反射回来，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射回来，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位。超声波与电磁波相比较，下列说法正确的有( )
A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量
B．这两种波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播
C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时均具有较大的传播速度
D．这两种波传播时，在一个周期内均向前传播了两个波长
题号
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A [根据超声波与电磁波的特征，都可以向外传递能量，A正确；超声波属于机械波，不能在真空中传播，B错误；超声波在介质中传播时具有较大的传播速度，C错误；这两种波传播时，在一个周期内向前传播了一个波长，D错误。]
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12．(多选)2023年10月26日17时46分，中央电视台对神舟十七号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法不正确的是( )
A．电磁波是横波，声波是纵波
B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
√
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BCD [电磁波的传播方向和振动方向垂直是横波，声波的振动方向和传播方向平行是纵波，故A正确；电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，声波是机械波，只能在介质中传播，故B错误；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；真空中电磁波的速度为光速，空气中声波的传播速度为340 m/s，两者差距很大，故D错误。]
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1课时分层作业(十四)
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A C ABD C D B C B C B A BCD D
1．A [均匀变化的磁场能够在空间产生恒定的电场，故A正确；均匀变化的电场能够在空间产生恒定的磁场，恒定的磁场不能产生电场，所以不能形成电磁波，故B错误；非均匀变化的电场和磁场才能产生电磁波，故C错误；电磁波在真空中的传播速度最快，为光速，在介质中传播速度小于光速，所以电磁波在真空和介质中传播速度不相同，故D错误。故选A。]
2．C [光波是电磁波的一种，A正确，不符合题意；电磁波在真空中传播时，电场强度与磁感应强度互相垂直，B正确，不符合题意；电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播，C错误，符合题意；据电磁场理论可知，变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波，D正确，不符合题意。故选C。]
3．ABD [日光灯、打点计时器都通有交流电，交流电周围存在周期性变化的磁场，周期性变化的磁场会激发电场，A、B正确；恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不激发电场，C错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，D正确。]
4．C [由题图可知磁通量Φ随时间t均匀变化，而Φ＝BS，所以磁场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知C正确。]
5．D [机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，但v＝λf都适用，A项正确，不符合题意；机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，B项正确，不符合题意；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C项正确，不符合题意；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D项错误，符合题意。]
6．B [电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射等波特有的现象，故B正确；电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，机械波不能在真空中传播，故C、D错误。]
7．C [电磁波本身就是一种物质，它的传播不需要介质，而声波的传播需要介质，故选项A正确；电磁波由空气进入水中时，传播速度变小，但声波在水中的传播速度比其在空气中大，故选项B正确；电磁波的传播方向与电场、磁场的方向都垂直，是横波，而声波是纵波，故选项C错误；电磁波由空气进入水中传播时，波速变小，波长变短，而声波由空气进入水中传播时，波速变大，波长变长，故选项D正确。]
8．B [真空中的电磁波的速度为光速，而在介质中电磁波的速度不再是光速，A错误；“中国天眼”FAST接收的脉冲星信号是电磁波中的无线电波，B正确；根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场能激发出恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，C错误；5G信号、4G信号都是电磁波，5G信号、4G信号在真空中的传播速度都是光速，D错误。故选B。]
9．C [电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；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B错误；电磁波传播过程中也传递了能量，故C正确；不同波长的电磁波在真空中均以光速传播，故D错误。故选C。]
10．B [声音传到甲所需时间为t1＝≈0.176 s；传到乙所需时间为t2＝≈0.018 s，故B正确。]
11．A [根据超声波与电磁波的特征，都可以向外传递能量，A正确；超声波属于机械波，不能在真空中传播，B错误；超声波在介质中传播时具有较大的传播速度，C错误；这两种波传播时，在一个周期内向前传播了一个波长，D错误。]
12．BCD [电磁波的传播方向和振动方向垂直是横波，声波的振动方向和传播方向平行是纵波，故A正确；电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，声波是机械波，只能在介质中传播，故B错误；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；真空中电磁波的速度为光速，空气中声波的传播速度为340 m/s，两者差距很大，故D错误。]
13．D [磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，故感应电动势为U＝＝kπr2，根据楞次定律，感应电动势的方向为顺时针方向；小球带正电，小球在环上运动一周，则涡旋电场对小球的作用力所做功的大小是W＝qU＝πr2qk，选项D正确。]课时分层作业(十四) 电磁场与电磁波
?题组一 电磁场
1．下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是( )
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B．均匀变化的电场能够在空间产生电磁波
C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D．电磁波在真空和介质中传播速度相同
2．电磁波的发现使得人类进入无线电科学与技术的时代。下列有关电磁波的说法不正确的是( )
A．光是电磁波
B．电磁波在真空中传播时，电场强度与磁感应强度互相垂直
C．电磁波的传播需要介质
D．变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波
3．(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，以下叙述正确的是( )
A．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．打点计时器工作时周围必有磁场和电场
C．恒定的电场产生恒定的磁场，恒定的磁场激发恒定的电场
D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直
4．某一固定面的磁通量随时间的变化图像如图所示，在它周围空间产生的电场中的某一点的电场强度E应是( )
A．逐渐增强
B．逐渐减弱
C．不变
D．无法确定
?题组二 电磁波与机械波的比较
5．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是( )
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
6．关于电磁波，下列叙述正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速
B．电磁波可以发生衍射现象
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
7．有关电磁波和声波，下列说法错误的是( )
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大
C．电磁波是横波，声波也是横波
D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长
8．下列关于电磁波的说法中，正确的是( )
A．电磁波在任何介质中传播速度均为真空中的光速
B．“中国天眼”FAST接收的脉冲星信号是电磁波中的无线电波
C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
D．5G信号、4G信号都是电磁波，但是5G信号比4G信号在真空中传播得更快
9．2023年9月21日，神舟十六号乘组航天员在中国空间站进行了太空授课活动。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A．电磁波传播需要介质
B．胡克预言了电磁波的存在
C．电磁波传播过程中也传递了能量
D．不同波长的电磁波在真空中的传播速度大小不同
10．甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340 m/s)( )
A．甲先听到声音
B．乙先听到声音
C．甲、乙同时听到声音
D．不能确定
11．声呐(水声测位仪)向水中发出的超声波遇到障碍物(如鱼群、潜水艇、礁石等)后被反射回来，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射回来，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位。超声波与电磁波相比较，下列说法正确的有( )
A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量
B．这两种波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播
C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时均具有较大的传播速度
D．这两种波传播时，在一个周期内均向前传播了两个波长
12．(多选)2023年10月26日17时46分，中央电视台对神舟十七号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法不正确的是( )
A．电磁波是横波，声波是纵波
B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
13．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发涡旋电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为q的带正电的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k。若小球在环上运动一周，则涡旋电场对小球的作用力所做功的大小是( )
A．0 B．r2qk
C．2πr2qk D．πr2qk
