2.電磁場(chǎng)與電磁波課后訓(xùn)練鞏固提升一、基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于電磁場(chǎng)理論,下列說法正確的是()A.在電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)B.在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C.均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D.正弦交變的電場(chǎng)在其周圍空間一定產(chǎn)生同頻率交變的磁場(chǎng)答案:D解析:根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論,只有變化的電場(chǎng)才產(chǎn)生磁場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),周期性變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生同頻率變化的磁場(chǎng)。本題考查麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,提高學(xué)生的理解和分析能力,培養(yǎng)科學(xué)思維。2.建立完整的電磁場(chǎng)理論,并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是()A.法拉第B.奧斯特C.赫茲D.麥克斯韋答案:D解析:麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在,赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在。3.電磁波在傳播時(shí),不變的物理量是()A.振幅B.頻率C.波速D.波長(zhǎng)答案:B解析:離波源越遠(yuǎn),振幅越小。電磁波在不同介質(zhì)中的波速不一樣,波長(zhǎng)也不一樣,但頻率不變。4.下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A.電磁波必須依賴介質(zhì)傳播B.電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象C.電磁波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象D.電磁波無法攜帶信息傳播答案:B解析:電磁波具有波的共性,可以發(fā)生衍射現(xiàn)象,故B正確。電磁波是橫波,能發(fā)生偏振現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤。電磁波能攜帶信息傳播,且傳播不依賴介質(zhì),在真空中也可以傳播,故A、D錯(cuò)誤。本題考查電磁波的特點(diǎn),提高學(xué)生的辨析能力,培養(yǎng)科學(xué)思維。5.某電路中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示,能發(fā)射電磁波的是()答案:D解析:由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論知,當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場(chǎng)時(shí)(如A圖),由于它不激發(fā)磁場(chǎng),故無電磁波產(chǎn)生;當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場(chǎng)時(shí)(如B圖、C圖),會(huì)激發(fā)出磁場(chǎng),但磁場(chǎng)恒定,不會(huì)在較遠(yuǎn)處激發(fā)出電場(chǎng),故也不會(huì)產(chǎn)生電磁波;只有周期性變化的電場(chǎng)(如D圖),才會(huì)激發(fā)出周期性變化的磁場(chǎng),它又激發(fā)出周期性變化的電場(chǎng)……如此交替的產(chǎn)生磁場(chǎng)和電場(chǎng),便會(huì)形成電磁波,故D正確。6.電磁波與機(jī)械波具有的共同性質(zhì)是()A.都能在真空中傳播B.都能傳輸能量C.都有橫波和縱波D.都需要介質(zhì)傳播答案:B解析:電磁波能在真空中傳播,而機(jī)械波不能在真空中傳播,故A錯(cuò)誤。兩種波都能傳輸能量,故B正確。電磁波是簡(jiǎn)諧橫波,故C錯(cuò)誤。電磁波的傳播不需要介質(zhì),故D錯(cuò)誤。7.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的四種情況如下圖所示,其中能產(chǎn)生電場(chǎng)的有圖所示的磁場(chǎng),能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的有圖所示的磁場(chǎng)。

答案:B、C、DB、D解析:根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論,可以作出如下判斷:A圖的磁場(chǎng)是恒定的,不能產(chǎn)生電場(chǎng),更不能產(chǎn)生電磁波;B圖中的磁場(chǎng)是周期性變化的,可以產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng),因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波;C圖中的磁場(chǎng)是均勻變化的,能產(chǎn)生恒定的電場(chǎng),而恒定的電場(chǎng)不能再產(chǎn)生磁場(chǎng),因此不能產(chǎn)生向外擴(kuò)展的電磁場(chǎng),因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波;D圖所示的磁場(chǎng)是周期性變化的,能產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng),能產(chǎn)生電磁波。二、能力提升1.有關(guān)電磁波和聲波,下列說法錯(cuò)誤的是()A.電磁波的傳播不需要介質(zhì),聲波的傳播需要介質(zhì)B.由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),電磁波的傳播速度變小,聲波的傳播速度變大C.電磁波是橫波,聲波也是橫波D.由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),電磁波的波長(zhǎng)變短,聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)答案:C解析:電磁波本身就是一種物質(zhì),它的傳播不需要介質(zhì),而聲波的傳播需要介質(zhì),選項(xiàng)A正確;電磁波由空氣進(jìn)入水中時(shí),傳播速度變小,但聲波在水中的傳播速度比其在空氣中大,選項(xiàng)B正確;電磁波的傳播方向與E、B兩個(gè)振動(dòng)矢量的方向都垂直,是橫波,而在空氣中聲波是縱波,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電磁波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),波速變小,波長(zhǎng)變短,而聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí),波速變大,波長(zhǎng)變長(zhǎng),選項(xiàng)D正確。2.(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示時(shí),可能是()A.向上方向的磁場(chǎng)在增強(qiáng)B.向上方向的磁場(chǎng)在減弱C.向上方向的磁場(chǎng)先增強(qiáng),然后反向減弱D.向上方向的磁場(chǎng)先減弱,然后反向增強(qiáng)答案:AC解析:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律中,當(dāng)通過一個(gè)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生,回路中并沒有電源,電流的產(chǎn)生是由于磁場(chǎng)的變化造成的。麥克斯韋把以上觀點(diǎn)推廣到不存在閉合回路的情況,即變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。判斷電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化的關(guān)系仍可利用楞次定律,只不過是用電場(chǎng)線方向代替了電流方向。向上方向的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)而方向向下,根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流方向如題圖中E的方向所示,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。同理,當(dāng)磁場(chǎng)反向即向下的磁場(chǎng)減弱時(shí),也會(huì)得到如題圖中E的方向,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。3.類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法,通過歸類和比較,有助于掌握新知識(shí),提高學(xué)習(xí)效率。在類比過程中,既要找出共同之處,又要抓住不同之處。某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比,總結(jié)出下列內(nèi)容,其中不正確的是()A.機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系,對(duì)電磁波也適用B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C.機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì),而電磁波可以在真空中傳播D.機(jī)械波既有橫波又有縱波,而電磁波只有縱波答案:D解析:無論機(jī)械波還是電磁波,波速、波長(zhǎng)和頻率間的關(guān)系都滿足v=λf,A說法是正確的。干涉和衍射現(xiàn)象是一切波具有的特性,B說法是正確的。機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播,而電磁波可以在真空中傳播,C說法是正確的。機(jī)械波既有橫波又有縱波,電磁波只有橫波,D說法是錯(cuò)誤的。4.一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí),此粒子的()A.動(dòng)能不變 B.動(dòng)能增大C.動(dòng)能減小 D.以上情況都可能答案:B解析:當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí),根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,將產(chǎn)生一恒定的電場(chǎng),帶電粒子將受一電場(chǎng)力作用,該力對(duì)帶電粒子做正功,所以粒子的動(dòng)能將增大,選項(xiàng)B正確。5.甲、乙兩地進(jìn)行無線電通信,把太平洋上空的通信衛(wèi)星作為中繼站。若甲、乙兩地到達(dá)衛(wèi)星的距離都是4.2×107m,那么甲地發(fā)射的電磁波要經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)乙地?答案:0.28s解析:甲地發(fā)射的電磁波要經(jīng)衛(wèi)星后再傳播到乙地,電磁波在真空中的傳播速度為光速,故t=2sc=2×4.2×6.按照有關(guān)規(guī)定,工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.