上海市甘泉高中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 跟踪训练（含解析）

3.1麦克斯韦的电磁场理论
1．下列关于电磁波的说法，正确的是
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．电场随时间变化时，一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
2．下列说法正确的是()
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．光需要介质才能传播
D．一束单色光由空气进入水中，传播速度和频率都改变
3．关于电磁场和电磁波理论，下面几种说法中正确的是
A．在电场的周围空间一定产生磁场
B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C．振荡电场在周围空间产生振荡磁场
D．交替产生的电磁场形成电磁波，只能在大气中传播
4．下列关于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．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
5．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是
A．法拉第发现了电磁感应现象
B．安培发现了电流磁效应
C．库仑提出了用电场线来形象描述电场
D．麦克斯韦预言了电磁波并且实验证实了电磁波的存在
6．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是
A．变化的电磁场由发生区域向周围空间传播，形成电磁波
B．电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波的传播速度总是与光速相等
7．声波与光波（ ）
A．都是电磁波 B．都能在真空中传播
C．都需要介质 D．都能发生干涉现象
8．关于电磁场理论，以下说法不正确的是 ( )
A．提出电磁场理论的科学家是麦克斯韦 B．变化的电场产生磁场
C．变化的磁场产生电场 D．变化的电场产生变化的磁场
9．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是 ( )
A．恒定的电场能够产生电磁波
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率改变
D．电磁波的传播过程也传递了能量
10．下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场周围一定产生变化的磁场
B．变化的电场周围一定产生恒定的磁场
C．均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
D．周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场
11．下列说法正确的是( )
A．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．电磁波在所有介质中的传播速度相同
D．电磁波是横波
12．下列说法正确的是
A．变化的电场产生磁场
B．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
C．太阳光中的可见光和医院 “B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长比医院胸透中的X射线波长长
13．下列说法中正确的是(　　)
A．机械波在某种介质中传播，若波源的频率增大，其传播速度就一定增大
B．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由光的干涉现象形成的
C．在波的干涉中，振动加强点的位移不一定始终最大
D．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均相同
E. 在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距
14．磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况，如图所示，其中能产生电场的有________图所示的磁场，能产生持续电磁波的有________图所示的磁场．
15．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______________．
参考答案
1．C
【解析】只有变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电磁场不能产生电磁波，A错误；均匀变化的电场，产生稳定的磁场，但是稳定的磁场不能产生电场，故不能产生电磁波，B错误；做变速运动的电荷，做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C正确；赫兹证实了电磁波的存在，D错误．
2．A
【解析】电磁波在真空中以光速c传播，A正确；空气中的声波是纵波，故B错误；光可以在真空中的传播，不需要介质，C错误；一束单色光由空气进入水中，频率不变，D错误．
3．C
【解析】试题分析：据麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．均匀变化的电场产生稳定磁场，均匀变化的磁场产生稳定电场．
只有变化的电场周围才能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，AB错误；振荡电场，就是周期性变化的电场，它产生的磁场也是周期性变化的，C正确；电磁波可以在真空中传播，D错误．
4．A
【解析】
试题分析：均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A正确；电磁波在真空中以光速c传播，而在介质的传播速度小于光速，故B错误；恒定的电场不能产生磁场，恒定的磁场不能产生电场，所以不能产生电磁波，故C错误；电磁波在同一均匀介质中沿直线匀速传播，当介质不均匀时可以发生折射和反射，故传播方向可以改变，故D错误．
考点：电磁波谱
【名师点睛】变化的电场可以产生磁场；变化的磁场可以产生电场；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．电场和磁场交替产生，向外传播，形成电磁波．电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播，可以反射，也可以折射，只有在同一均匀介质中才能沿直线匀速传播．
5．A
【解析】
试题分析：法拉第发现了电磁感应现象，故A正确；奥斯特发现了电流磁效应，故B错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律，法拉第提出了电场线，故C错误；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在；楞次是发现了电磁感应中的感应电流的方向．故D错误．
考点：物理学史
【名师点睛】本题考查电磁学中的相关物理学史，根据在电磁学发展中作出突出贡献的科学家的名字及主要贡献进行答题．
6．A
【解析】
周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互激发，在空间由近及远的传播，就形成了电磁波，故A正确；变化的电场产生磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场不产生磁场；同理，变化的磁场产生的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，均匀变化的磁场不产生电场；故B错误，C也错误；电磁波的传播速度与介质有关，不同介质中传播的速度不同，在真空中的传播速度等于光速等于3×108m/s，故D错误；故选A．
7．D
【解析】
A．声波不是电磁波，故A错误；
B．声波不能在真空中传播，故B错误；
C．光波的传播不需要介质，故C错误；
D．声波和光波都是波，都能发生干涉现象，故D正确．
故选D．
8．D
【解析】
麦克斯韦提出了电磁波理论，指出变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故D错误；
9．D
【解析】
恒定的电场不能产生磁场，则不能够产生电磁波，选项A错误；电磁波的传播不需要介质，选项B错误；电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，只是波速改变，选项C错误；电磁波的传播过程也传递了能量，选项D正确.
10．D
【解析】
均匀变化的电场周围会产生稳定的磁场，选项A错误；只有均匀变化的电场周围才产生恒定的磁场，选项B错误；均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场，选项C错误；周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场，选项D正确.
11．D
【解析】
AB．均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，选项AB错误；
C．电磁波在不同介质中的传播速度不相同，选项C错误；
D．电磁波是横波，选项D正确；
故选D。
12．AD
【解析】
AD
试题分析：变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场，A对；用紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，B错；光的传播速度为，声波的传播速度为340m/s，故C错；遥控器发出的红外线波长比医院胸透中的X射线波长长，D对．
考点：电磁波．
【名师点睛】电磁波谱
电磁波谱 特性 应用 真空中波长/m 频率/Hz 递变规律
无线电波 波动性强，
易发生衍射 无线电技术 >10－3 <3×1011 波长减小
频率增大
红外线 热效应 红外线遥感 10－3～10－7 1011～1015
可见光 引起视觉 照明、摄影 10－7 1015
紫外线 化学效应、
荧光效应、能杀菌 医用消毒、防伪 10－7～10－9 1015～1017
X射线 贯穿性强 检查、
医用透视 10－8～10－11 1016～1019

γ射线 贯穿本领最强 工业探伤、医用治疗 <10－11
>1019
13．BCE
【解析】
A.机械波的传播速度只与介质有关，与频率无关，所以A错误；
B.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹属于薄膜干涉，所以B正确；
C.在波的干涉中，振动加强点的位移随时间变化，只是振幅最大，所以C正确；
D.电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直，所以D错误；
E.因为红光波长比黄光长，干涉条纹的间距与波长成正比，在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距，所以E正确.
14．BCD BD
【解析】
A图中的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波；
B图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图中的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生磁场，因此不能产生持续的电磁波；
D图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波
[1]其中能产生电场的有BCD图所示的磁场；
[2]能产生持续电磁波的有BD图所示的磁场．
15．(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．