第四章 一
知识点一 麦克斯韦电磁场理论
1．(2019年漳州学业水平模拟)建立电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )
A．法拉第 B．赫兹
C．麦克斯韦 D．奥斯特
【答案】C
【解析】麦克斯韦预言电磁波存在，赫兹验证电磁波存在．
2．下列说法中，正确的是( )
A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特
B．电磁感应现象是法拉第发现的
C．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D．最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹
【答案】ABC
【解析】最早预见到有电磁波的科学家是麦克斯韦，赫兹用实验证明了电磁波的存在．D项不正确；由物理学史的知识可知，其他三项都是正确的．
3．(2018年广东学业水平考试)关于电磁理论，下列描述正确的是( )
A．电磁波不是一种物质
B．静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场
C．稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场
D．变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波
【答案】D
【解析】电磁波是一种物质，故A错误．静止的电荷能够在周围空间产生稳定的电场，不能产生磁场，故B错误．变化的磁场产生电场，稳定的磁场不能够在周围空间产生电场，故C错误．变化的电场和磁场互相激发，交替产生，由近及远传播，形成电磁波，故D正确．
4．下列说法正确的是( )
A．电磁场的本质是电场
B．电磁场的本质是磁场
C．电磁场是电场和磁场的统称
D．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体
【答案】D
【解析】变化的电场和变化的磁场交替产生在空中形成电磁场，故D选项正确．
5．(2019年佛山学业水平模拟)电磁场理论的建立，开拓了广泛的现代技术应用空间，促进了现代社会的发展．建立电磁场理论的科学家是( )
A．牛顿 B．爱迪生
C．爱因斯坦 D．麦克斯韦
【答案】D
知识点二 电磁波
6．(2017年广东学业水平考试)现代通信技术是电磁波最辉煌的应用成果之一，从理论预言电磁波的存在以及第一次从实验上验证电磁波存在的科学家分别是( )
A．法拉第和爱迪生 B．麦克斯韦和赫兹
C．奥斯特和贝尔 D．法拉第和赫兹
【答案】B
【解析】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A、C、D错误，B正确．
7．(2019年丽水学业水平模拟)关于电磁波的下列说法，正确的是( )
A．电磁波可以在真空中传播
B．电磁波不能在空气中传播
C．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
D．赫兹首次预言并且第一次通过实验验证了电磁波的存在
【答案】A
【解析】电磁波可在介质和真空中传播，麦克斯韦预言了电磁波，赫兹验证了电磁波．
8．(2019年遵义学业水平模拟)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
【答案】D
9．(2019年佛山学业水平模拟)关于电磁场和电磁波，正确的说法是( )
A．变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，统称为电磁场
B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
C．电磁波传播的速度总是3×108 m/s
D．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
【答案】ABD
【解析】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正确；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，故B正确；电磁波在真空中传播速度是3×108 m/s，在介质中传播的速度不是3×108 m/s，故C错误；电磁波本身就是一种物质，可以不依赖物质传播，故D正确．故选ABD．
10．傍晚你在家中听收音机时，若用拉线开关打开家中的白炽灯，会听到收音机中有“吱啦”的声音，试分析原因．
【答案】当开关闭合时，电路中有了剧烈变化的电流，空间的磁场发生剧烈变化，产生较强的电磁波．电磁波被收音机接收到从而发出短暂的响声．
11．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产生了火花，请你解释这种现象．
【答案】见解析
【解析】当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个迅速变化的电磁场．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，使得导线环的空隙中也产生了火花．在赫兹实验中，感应圈成了电磁波发射器，导线环成了电磁波的检测器．
课件28张PPT。一 电磁波的发现1．理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场．
2．了解电磁场在空间传播形成电磁波．
3．了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献．体会两位科学家研究物理问题的方法．一、伟大的预言
1．变化的磁场产生电场
(1)在变化的磁场中如果有闭合的电路，由于穿过电路的_________________，产生了感应电流，表明变化的磁场产生了________．
(2)变化的磁场中如不放闭合电路，也同样要在空间产生________．磁通量发生变化 电场 电场
2．变化的电场产生磁场
如果在空间有变化的电场，那么这个变化的电场也会产生________．
温馨提示 恒定的磁(电)场不能产生电(磁)场．磁场 二、电磁波
1．定义：不均匀变化的电场在空间引起变化的________，这个变化的磁场又会引起新的变化的________，于是变化的电场和磁场_________，由近及远地______，就形成了电磁波．
2．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________．磁场 电场 交替产生 传播 可以 光速 电磁波
三、赫兹的电火花
1．__________预言了电磁波的存在，________用实验验证了电磁波的存在．
2．赫兹实验验证了________与光具有相同的性质，还测得电磁波与________具有相同的传播速度．麦克斯韦赫兹电磁波光一、对麦克斯韦电磁场理论的理解
1．变化的磁场产生电场如图4－1－1所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关．导体环的作用只是用来显示电流的存在．图4－1－1注意 在变化的磁场中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．变化的电场产生磁场
根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场．(图4－1－2所示)．
3．小结
(1)恒定的电场不产生磁场；
(2)恒定的磁场不产生电场；
(3)均匀变化的磁场在周围空间产生的电场恒定；
(4)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场．
4．电磁场
如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场；这个周期性变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……
变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．二、对电磁波的理解
1．电磁波的形成
变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近到远传播，形成电磁波．
2．电磁波的特点
(1)电磁波是横波．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播．
(2)电磁波的传播不需要介质．在真空中传播速度等于光速c＝3.00×108 m/s.
(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．
(4)电磁波具有波的一切特性，能够发生反射、折射、干涉、衍射等现象．麦克斯韦电磁场理论解析 根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，所以正确的选项是B、D.
答案 BD
借题发挥 电磁波形成于周期性变化电磁场的传播，而周期性变化的电场或磁场都是非均匀变化的．1．关于电磁场理论的叙述正确的是( )
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B．周期性变化的磁场产生同频率的变化电场
C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
【答案】AB
【解析】变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流．若无闭合回路电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错．电磁波的理解解析 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，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，所以D正确．
答案 CD2．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( )
A．均匀变化的电场在它周围空间产生电磁波
B．电磁波必须依赖于介质传播
C．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直
D．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波
【答案】CD
【解析】均匀变化的电场在它周围产生稳定的磁场，由电磁场理论知，稳定的磁场不再产生电场，所以不能形成电磁波，故A项错；电磁波是周期性变化的电场与磁场的交替激发，所以传播不需要介质，B项错．1．如图4－1－3所示是某一固定面的磁通量的变化图象，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应是( )
A．逐渐增强
B．逐渐减弱
C．不变
D．无法确定
【答案】C
【解析】由图象可知，磁场在均匀变化，故在磁场周围产生的电场是稳定不变的．麦克斯韦电磁场理论图4－1－32．在空间某处存在一个变化的磁场，则下列说法正确的是( )
A．在变化的磁场周围一定能产生变化的电场
B．在磁场中放一个闭合线圈，线圈里一定有感应电流
C．在磁场中放一个闭合线圈，线圈里不一定有感应电流
D．变化的磁场周围产生电场，跟闭合线圈的存在与否无关
【答案】CD
【解析】均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，A错；在磁场中放置一个闭合线圈，如果穿过线圈的磁通量没有变化，则不会产生感应电动势，也就不会有感应电流，B错，C对；变化的磁场周围一定产生电场，与是否存在线圈无关，D对．3．对于声波和电磁波的比较，下面说法中正确的是( )
A．它们都能发生反射现象
B．声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的
C．光是一种电磁波，B超利用的是超声波
D．它们都能在真空中传播
【答案】ABC电磁波的理解【解析】声波和电磁波都属于波，所以它们都具有波的共性，能发生反射现象，故选项A正确；但它们产生的机理不同，声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的，故选项B正确；光是一种电磁波，B超利用的是超声波，故选项C正确；电磁波既能在介质中传播又能在真空中传播，而声波只能在介质中传播，故选项D错误．
