2023高中物理第四章電磁振蕩與電磁波42電磁場與電磁波測試新人教版選擇性

第四章電磁振蕩與電磁波2電磁場與電磁波【基礎(chǔ)鞏固】1.最先提出經(jīng)典電磁場理論的科學(xué)家和最早捕捉到電磁波的科學(xué)家分別是 ()A.法拉第安培 B.麥克斯韋法拉第C.奧斯特赫茲 D.麥克斯韋赫茲解析:最先提出經(jīng)典電磁場理論的科學(xué)家是麥克斯韋,最早捕捉到電磁波的科學(xué)家是赫茲.答案:D2.(多選)要在磁場周圍產(chǎn)生一個(gè)不隨時(shí)間變化的電場區(qū)域,該磁場應(yīng)按圖中的何種規(guī)律變化 ()ABCD解析:當(dāng)磁場做均勻(線性)變化時(shí)能產(chǎn)生不隨時(shí)間變化的電場.答案:BC3.(多選)關(guān)于電磁場理論的敘述,正確的是 ()A.變化的磁場周圍一定存在著電場,與是否有閉合電路無關(guān)B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場C.變化的電場和變化的磁場相互關(guān)聯(lián),形成一個(gè)統(tǒng)一的場,即電磁場D.電場周圍一定存在磁場解析:變化的磁場產(chǎn)生電場,與閉合電路是否存在無關(guān),電路只是顯示電流存在,選項(xiàng)A正確.周期性變化的磁場產(chǎn)生的電場一定也是周期性變化的,且頻率相同,選項(xiàng)B正確.變化的電場和磁場相互關(guān)聯(lián),形成不可分割的統(tǒng)一體,即電磁場,選項(xiàng)C正確.只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場,只有變化的磁場才能產(chǎn)生電場,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:ABC4.(多選)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,其中正確的是 ()A.機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系,對(duì)電磁波也適用B.機(jī)械波和電磁波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象C.機(jī)械波的傳播需要介質(zhì),而電磁波可以在真空中傳播D.機(jī)械波只有橫波,電磁波只有縱波解析:機(jī)械波和電磁波有相同之處,也有本質(zhì)區(qū)別,但v=λf都適用,選項(xiàng)A說法正確.機(jī)械波和電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)B說法正確.機(jī)械波的傳播需要介質(zhì),電磁波可以在真空中傳播,選項(xiàng)C說法正確.機(jī)械波有橫波和縱波,而電磁波是橫波,選項(xiàng)D說法錯(cuò)誤.答案:ABC5.(2022·廣東模擬)19世紀(jì)60年代,麥克斯韋建立了電磁場理論,按照該理論,下列情形中不能產(chǎn)生磁場的是 ()A.交變電場B.運(yùn)動(dòng)中的電荷C.靜止的電荷D.恒定電流解析:麥克斯韋的電磁場理論是變化的電場產(chǎn)生磁場,所以交變電場產(chǎn)生磁場,恒定電流也能產(chǎn)生磁場,電荷的運(yùn)動(dòng)形成電流也能產(chǎn)生磁場,不能產(chǎn)生磁場的只有靜止的電荷.故選項(xiàng)C正確.答案:C6.(多選)關(guān)于電磁波,下列說法正確的是 ()A.只要有電場和磁場,就能產(chǎn)生電磁波B.電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度不相同C.均勻變化的磁場能夠在空間形成電磁波D.電磁波在真空中具有與光相同的速度解析:若只有電場和磁場,而電場和磁場都穩(wěn)定或電場、磁場都均勻變化,則不能產(chǎn)生電磁波,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.電磁波在真空中的速度等于光速,電磁波在真空和介質(zhì)中傳播的速度不同,選項(xiàng)B、D正確.答案:BD7.(多選)關(guān)于電磁場和電磁波,下列敘述正確的是 ()A.恒定的電場能夠產(chǎn)生電磁波B.電磁波的傳播需要介質(zhì)C.電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變D.電磁波傳播的過程中也傳遞了能量解析:變化的電場產(chǎn)生磁場,恒定的電場不會(huì)產(chǎn)生磁場,也不會(huì)產(chǎn)生電磁波,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.電磁波的傳播不需要介質(zhì),在真空中也能傳播,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變,波長和波速發(fā)生變化,選項(xiàng)C正確.電磁波傳播的過程也把電磁場的能量傳遞出去,選項(xiàng)D正確.答案:CD8.電磁波在真空中的傳播速度為m/s,某電臺(tái)發(fā)射的電磁波的頻率為300kHz,它的波長為m.

解析:電磁波在真空中的傳播速度為c=3×108m/s,根據(jù)c=λf,有λ=cf=3×答案:3×10810009.請(qǐng)用麥克斯韋的電磁場理論說明照明電路在工作時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生電磁波.答案:麥克斯韋電磁場理論的主要內(nèi)容:變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場.變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播,這就產(chǎn)生了電磁波.照明電路用的是交流,在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁波,只不過產(chǎn)生的電磁波非常微弱.【拓展提高】10.(2021·全國高二課時(shí)練習(xí))下圖是一個(gè)水平放置的玻璃圓環(huán)形小槽,槽內(nèi)光滑,槽寬度和深度處處相同.現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中,讓它獲得一初速度v0,同時(shí),有一變化的磁場垂直穿過玻璃圓環(huán)形小槽外徑所在的區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與時(shí)間成正比例增大,方向豎直向下.設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量不變,則()A.小球需要的向心力大小不變B.小球需要的向心力不斷增大C.洛倫茲力對(duì)小球做了功D.小球受到的洛倫茲力大小與時(shí)間成正比解析:由麥克斯韋電磁場理論可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)恒定的感應(yīng)電場,由楞次定律可知,此電場方向與小球運(yùn)動(dòng)方向相同,由于小球帶正電,電場力對(duì)小球做正功,小球的速度逐漸增大,向心力也隨著增大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)小球不做功,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;帶電小球所受的洛倫茲力隨速度的增大而增大,同時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與時(shí)間成正比,則小球受到的洛倫茲力大小與時(shí)間不成正比,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:B11.(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,變化的磁場可以產(chǎn)生電場.產(chǎn)生的電場的電場線如圖所示,則該磁場的變化情況可能是 ()A.向上方向的磁場在增強(qiáng)B.向上方向的磁場在減弱C.向下方向的磁場在減弱D.向上方向的磁場先減弱,然后反向增強(qiáng)解析:利用楞次定律,向上方向的磁場增強(qiáng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的變大而方向向下,根據(jù)安培定則判斷出感應(yīng)電流方向如圖中E的方向所示,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.同理,當(dāng)向下的磁場減弱時(shí),也會(huì)得到如圖中E的方向,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC12.(多選)用麥克斯韋的電磁場理論判斷,表示電場(或磁場)產(chǎn)生的磁場(或電場)的圖像正確的是 ()ABCD解析:A選項(xiàng)中左圖描述的磁場是穩(wěn)定的,由麥克斯韋的電磁場理論可知,其周圍空間不會(huì)產(chǎn)生電場,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.B選項(xiàng)中左圖描述的是均勻變化的電場,應(yīng)該產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,右圖的磁場是穩(wěn)定的,選項(xiàng)B正確.C選項(xiàng)中左圖是振蕩的磁場,它能產(chǎn)生同頻率的振蕩電場,且相位相差π2,選項(xiàng)C正確.同理,選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案:BC13.(多選)如圖所示,在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi),有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球,正以速率v0沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng).若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比例增強(qiáng)的變化磁場,假設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中小球的電荷量不變,則 ()A.小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力不斷增大B.小球受到的洛倫茲力不斷增大C.小球先沿逆時(shí)針方向做減速運(yùn)動(dòng),過一段時(shí)間后,沿順時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)D.洛倫茲力對(duì)小球一直不做功解析:因?yàn)椴ＡA環(huán)所在處有均勻變化的磁場,磁場在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦電場,該電場對(duì)帶正電的小球做功.由楞次定律可知,產(chǎn)生的電場方向?yàn)轫槙r(shí)針方向.在電場力作用下,小球先沿逆時(shí)針方向做減速運(yùn)動(dòng),后沿順時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng).小球在水平面內(nèi)沿軌跡半徑方向受兩個(gè)力作用:環(huán)對(duì)小球的彈力FN和磁場對(duì)小球的洛倫茲力F=Bqv,而且兩個(gè)力的矢量和等于小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.考慮到小球速度大小的變化、方向的變化以及磁場強(qiáng)弱的變化,彈力FN和洛倫茲力F不一定始終在增大.洛倫茲力始終與小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向垂直,所以洛倫茲力對(duì)小球不做功.答案:CD14.如圖所示,在變化的磁場中放置一個(gè)接有靈敏電流計(jì)的閉合線圈.(1)你能觀察到什么現(xiàn)象?(2)這種現(xiàn)象說明了什么?答案:(1)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),線圈中有電流產(chǎn)生.(2)變化的磁場產(chǎn)生了電場,使閉合線圈中的自由電荷發(fā)生了定向運(yùn)動(dòng)而形成了電流.【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.信號(hào)屏蔽器在工作過程中以一定的速度由低端頻率向高端頻率掃描.該掃描速度可以在接收?qǐng)?bào)文信號(hào)時(shí)形成亂碼干擾,不能檢測從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù),不能與基站建立連接,達(dá)到屏蔽信號(hào)的目的,表現(xiàn)為搜索網(wǎng)絡(luò)、無信號(hào)、無服務(wù)系統(tǒng)等現(xiàn)象.由以上信息可知 ()A.由于信號(hào)屏蔽器的作用,考場內(nèi)沒有電磁波了B.電磁波必須在介質(zhì)中才能傳播C.信號(hào)屏蔽器工作時(shí)基站發(fā)出的