上海市丰华高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：3.1麦克斯韦的电磁场理论 课时训练（含解析）

3.1麦克斯韦的电磁场理论
1．下列关于电磁场的说法正确的是( )
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
2．关于下面四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是
A．麦克斯韦在实验中证实了电磁波的存在
B．赫兹预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波
C．法拉第发现了电流的磁效应
D．托马斯杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质
3．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．安培 C．爱因斯坦 D．麦克斯韦
4．电磁波在现代生活中有着广泛的应用，建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是
A．法拉第 B．麦克斯韦
C．奥斯特 D．爱因斯坦
5．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是
A．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
B．非均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，非均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
C．非均匀变化的电场不产生磁场，非均匀变化的磁场不产生电场
D．均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场
6．对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是
A．它们都能产生反射、折射、干涉和衍射现象
B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．它们都可能是横波，也可能是纵波
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
7．在下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．
8．根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是
A．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场
B．变化的电场周围产生磁场，变化磁场周围产生电场
C．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
D．振荡电场周围产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周围产生同频率的振荡电场
9．关于电磁波和电磁场，下列叙述正确的是
A．电磁波的能量越大，在真空中传播速度就越大
B．电磁波中每一处的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
C．电磁波依赖于介质传播
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
10．麦克斯韦电磁场理论：_______的磁场能够在周围空间产生电场，______的电场能够在周围空间产生磁场 。均匀变化的电场产生______的磁场，周期性变化的磁场产生同频率的______________的电场。
11．具有NFC(近距离无线通讯技术)功能的两只手机在间距小于10cm时可以通过________波直接传输信息，其载波频率为1.5×107Hz，载波的传播速度为3.0×108m/s，则该载波的波长为________m．
12．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值．现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，以T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点，如图所示．

(1)T、L、C的关系为____________________________．
(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线______________．
13．英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场_________（选填“能”或“不能”）产生电场；德国物理学家___________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，频率为1.0×108Hz的电磁波，在真空中的波长为__________m。
14．（1）关于电磁波，下列说法中正确的有_______
A．能在真空中传播
B．能被人眼直接观察到
C．红外线可以用来灭菌消毒
D．机场安检使用X 射线可以窥见行李箱内的物品
（2）如图所示，螺线管的匝数为100匝，在0.1s内穿过螺线管的磁通量变化了0.02Wb ，则螺线管两端产生的感应电动势为_________V．
参考答案
1．D
【解析】
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．
A．电磁场的本质是电场，与结论不相符，选项A错误；
B．电磁场的本质是磁场 ，与结论不相符，选项B错误；
C．电磁场是电场和磁场的统称 ，与结论不相符，选项C错误；
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，与结论相符，选项D正确；
故选D。
2．D
【解析】赫兹在实验中证实了电磁波的存在，选项A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，选项C错误；托马斯杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质，选项D正确；故选D.
3．D
【解析】建立电磁场理论的科学家是麦克斯韦，故D项正确。
点睛：了解物理学家的主要成就，以及对应研究所采取的科学思维方法。
4．B
【解析】麦克斯韦是建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家
5．D
【解析】均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)，不均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)，振荡交变的电场产生同频率的振荡交变磁场，故选项ABC错误，D正确；故选D．
6．A
【解析】
A．机械波和电磁波都是波，都满足波的特性，即都能发生反射、折射、干涉和衍射，A正确；
B．机械波和电磁波本质是不同的,一种传播需要介质，一种不需要介质，故B错误；
C．机械波可能是横波，也可能是纵波；但电磁波一定是横波，C错误；
D．电磁波传播速度不仅与介质有关，还跟波的频率有关，D错误。
故选A。
7．C
【解析】由电磁场理论，结合图象，则有：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误；故选C．
点睛：电磁场理论：均匀变化的磁场产生恒定电场，非均匀变化的磁场产生非均匀变化的电场．
8．BCD
【解析】
试题分析：根据麦克斯韦电磁理论知，稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，故A错误；变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，故B正确；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，故C正确；振荡电场周围产生振荡磁场，振荡磁场周围产生振荡电场，故D正确．所以选BCD．
考点：麦克斯韦电磁理论
9．BD
【解析】
电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的能量无关，选项A错误；电磁波能在真空中传播，不需要介质，选项C错误. 电磁波势横波，每一处的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，选项B正确；只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波，选项D正确；故选BD.
10． 变化 变化 稳定 周期性变化
【解析】按照麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的的电场能够在周围空间产生磁场 。均匀变化的电场产生稳定的磁场，周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。
11． 电磁　 20
【解析】试题分析：根据英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场能产生电场，从而形成电磁波．已知波速c，频率f，由波速公式求解波长．
英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：变化的磁场能产生电场，从而产生电磁波．空气中电磁波的传播近似等于光速c，由波速公式
得波长，
12．(1)T＝2π(2)如图所示
【解析】
本题主要考查两点：一是考查学生能否根据正确的作图规则画出T2C图像(图像应尽量通过或靠近比较多的数据点，不通过图像的数据点应尽量较均匀地分布在图线的两侧)；二是考查学生的数形结合能力．学生需将LC回路的固有周期公式T＝2π变换成T2＝4π2LC，从而认识到T2C图线为一过坐标原点的直线(在本题中，横、纵坐标的起点不为零，图线在纵轴上有一正截距值)，图像的斜率为4π2L，L＝，只有正确作出图线，并得到L＝，才可以计算出L的测量平均值为0.035 1 H～0.038 9 H范围的某一数值．
13． 能 赫兹 3
【解析】英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场能产生电场；德国物理学家赫兹用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，频率为1.0×108Hz的电磁波，在真空中的波长为.
14．AD 20V
【解析】
（1）电磁波的传播不需要介质，故A正确；电磁波中的可见光部分能被人眼直接观察到，其他波谱成分没有视觉感应，故B错误；红外线热效应明显，紫外线可以用来灭菌消毒，故C错误；机场安检使用x射线可以窥见行李箱内有无金属物品，但不能判断物体的种类，故D正确；
（2）由法拉第电磁感应定律，则有．