上海市海滨高中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 课时练（含解析）

3.1麦克斯韦的电磁场理论
1．物理学家通过艰苦的实验和思考来探索自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰，下列描述中符合物理学史实的是（ ）
A．法拉第发现了电磁感应现象，并由韦伯和纽曼总结出了法拉第电磁感应定律
B．特斯拉通过实验测定了磁场对电流的作用力，并以他的名字命名这个力
C．楞次提出磁场变化时会在空间激发感生电场
D．麦克斯韦发现了电磁感应中确定感应电流方向的定律
2．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论并首先验证了电磁波存在
C．赫兹发现了在磁场中产生电流的条件和规律
D．牛顿发现了电流在磁场中受到磁场力的作用规律
3．以下电场中能产生电磁波的是(　　)
A．E＝10 N/C B．E＝5sin(4t＋1) N/C C．E＝(3t＋2) N/C D．E＝(4t2－2t) N/C
4．电磁波在空气和水中传播时，相同的是(　　)
A．电磁波的频率
B．电磁波的波长
C．电磁波的传播速度
D．电磁波的能量
5．有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波的传播需要介质???????????????????????????????????????
B．科学家法拉第预言电磁波的存在
C．电磁波的传播不需要介质????????????????????????????????????
D．电磁波的传播速度大于光速
6．所有的电磁波在真空中传播时具有相同的（ ）
A．频率 B．波长 C．能量 D．波速
7．关于电磁场理论，下列描述正确的是( )
A．变化的电场能够在周围空间产生变化的磁场
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
8．现代通信技术是电磁波最辉煌的应用成果之一，从理论上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
9．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是　　
A．在电场的周围空间总能产生磁场，在磁场的周围空间总能产生电场
B．变化的电场和磁场交替产生，由近及远的传播形成电磁波
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波在任何介质中的传播速度都是
10．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．由于电磁波和机械波本质上相同，故这两种波的波长、频率和波速间具有相同的关系
B．电磁波和机械波的传播过程都传递了能量
C．电磁波和机械波都需要通过介质传播
D．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和检波
11．关于电磁波，下列说法中正确的是
A．电磁波是由不均匀变化的电场和磁场产生的
B．电磁波是横波
C．电磁波不能在真空中传播
D．电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变
12．关于电磁波的发现和对电磁波的理解，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波是一种假想的物质
B．电磁波是客观存在的物质
C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D．赫兹用实验证实了电磁波的存在
13．认为光波和无线电波都是电磁波的理由有以下几方面，正确的理由是
A．真空中传播速度相同
B．都能传递信息
C．传播都不依靠别的介质
D．都是由振荡电路中自由电子的运动产生的
14．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，频率不变
D．电磁波的传播过程也传递了能量
15．下列说法正确的是（ ）
A．声波从空气进入水中时,其波速增大,波长变长
B．纵波传播过程中各质点的运动方向与波的传播方向总是相同的
C．当波源与观察者相向运动时,波源自身的频率不变
D．均匀变化的磁场产生变化的电场,均匀变化的电场产生变化的磁场
E.只有频率相同的两列波才可能发生干涉现象
参考答案
1．A
【解析】
A．法拉第发现了电磁感应现象，并由韦伯和纽曼总结出了法拉第电磁感应定律，选项A正确；
B．安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，并以他的名字命名这个力，选项B错误；
C．麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把它叫做感生电场，故C错误；
D．楞次发现了电磁感应中确定感应电流方向的定律，选项D错误．
2．A
【解析】
A、奥斯特发现了电流的磁效应,所以A选项是正确的?
B、麦克斯韦建立了完整的电磁场理论,赫兹首先验证了电磁波存在,故B错误?
C、法拉第经过数年的研究,发现了磁场产生电流的条件和规律,故C错误
D、安培发现了电流在磁场中受到磁场力的作用规律,故D错误
故选A
点睛：本题比较简单考查了学生对物理学史的了解情况,在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献,大家熟悉的奥斯特、法拉第、麦克斯韦等,在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献,是解答类似问题的关键.
3．B
【解析】
A项：E＝10 N/C为怛定的电场，不能产生磁场，所以不能产生电磁波，故A错误；
B项：E＝5sin(4t＋1) N/C是周期性变化的电场，能产生周期性变化的磁场，所以能产生电磁波，故B正确；
C项：E＝(3t＋2) N/C是均匀变化的电场，能产生恒定的磁场，所以不能产生电磁波，故C错误；
D项：E＝(4t2－2t) N/C虽然是非均匀变化的电场，但产生的磁场是均匀变化的，这个均匀变化的磁场再产生的电场是恒定的，此后不再产生磁场，即不能产生电磁波，故D错误．
4．A
【解析】
A、电磁波，其频率由波源决定，所以由空气进入水中，频率不变，故A正确；
B、电磁波的传播速度与介质的性质有关，电磁波在真空中传播速度最大，则知电磁波由空气进入水中，速度减小，同时波长变短，能量也会发生变化，故BCD错误．
【点睛】
解答此题的关键是知道频率、速度和波长的决定因素，本题还可以根据波速公式分析波长的变化．
5．C
【解析】
电磁波的传播不需要介质，在真空中传播的速度等于光速．
【详解】
A、C、电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质吗故A错误，C正确．B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了光波就是电磁波，故B错误．D、光波就是电磁波，在真空中电磁波的传播速度等于光速，故D错误．故选C．
【点睛】
解决本题的关键知道电磁波的特点，以及知道电磁波与机械波的区别．
6．D
【解析】
所有的电磁波在真空中传播时具有相同的波速，均为3×108m/s；由于频率不同，根据E=hγ，则能量不同，由λ=v/f可知，波长不同；故选D.
7．D
【解析】
根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的电场，产生稳定的磁场，非均匀变化的电场，产生变化的磁场，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，而静止的电荷周围的电场是稳定的，故不产生磁场，故AB错误，D正确；稳定的磁场周围没有电场产生，故C错误．
故选D。
8．B
【解析】麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，所以B正确；ACD错误。
9．B
【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，前提是有变化的电场或磁场，故A错误；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；电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播，电磁波在真空中传播速度是，在介质中的速度小于3×108 m/s，故CD错误；故选B.
10．B
【解析】
电磁波是交变电磁场在空间的传播，机械波是机械振动在介质中的传播；电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质．
【详解】
A、电磁波是交变电磁场在空间的传播，机械波是机械振动在介质中的传播，本质不同．但是波长、频率和波速间具有相同的关系，故A错误．B、电磁波和机械波的传播过程中都传递了能量，故B正确．C、电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故C错误．D、发射无线电波时，需要对电磁波进行调制，检波是接收时步骤，故D错误．故选B．
【点睛】
解决本题的关键知道电磁波和机械波的特点，知道它们的联系和区别．
11．AB
【解析】电磁波是由不均匀变化的周期性变化的电场和磁场产生的，选项A正确； 电磁波是横波，选项B正确；电磁波能在真空中传播，选项C错误；电磁波在不同介质中传播时的速度不同，在真空中最大，选项D错误；故选AB.
12．BD
【解析】
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，由近向远传播，形成电磁波，即电磁波是客观存在的物质，麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹证明了电磁波的存在，故选项BD正确，选项AC错误．
点睛：本题考查了电磁波的相关知识，注意在平时学习过程中加强积累．
13．AC
【解析】
光波和无线电波在真空中传播速度相同，均为3×108 m/s，故A正确；机械波亦能传递信息，故不能根据传递信息来判断是不是电磁波；故B错误；光波和无线电波都可以在真空中传播，传播都不依靠别的介质，故C正确；无线电波是由振荡电路中自由电子的运动产生的，而光波是原子的外层电子受激发产生的；故D错误；故选AC．
14．CD
【解析】
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，若恒定的电场不会产生磁场，故A错误．电磁波可以在真空中传播，传播可以不需要介质，故B错误．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化，故C正确．电磁波的传播过程，也是能量的传递，故D正确．故选CD．
15．ACE
【解析】
声波由空气进入水中时波速v变大，频率f不变，由公式v=λf得知，波长λ变大，故A正确；纵波传播过程中各质点的运动方向与波的传播方向总是垂直的，故B错误；当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率不变，观察者听到的频率变化，故C正确；均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故D错误；只有频率相同的两列波才可能发生干涉现象，故E正确．所以ACE正确，BD错误．