4.2 电磁场与电磁波（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

4.2　电磁场与电磁波 [见学生用书P58] 类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率，在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。你能对机械波和电磁波进行类比，总结出它们的异同点吗？ 【答案】 机械波和电磁波的相同点：对于公式v＝λf都适用，且都能产生干涉和衍射现象。不同点：机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波等。 1．许多物理学家的科学发现和研究工作推动了人类历史的进步。其中建立电磁场理论的科学家是(　D　) A．库仑 B．安培 C．法拉第 D．麦克斯韦 【解析】 库仑发现了库仑定律；安培提出了分子电流假说和左手定则；法拉第发现了电磁感应定律，建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦。 2．下列关于电磁波的说法正确的是(　A　) 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 【解析】 均匀变化的磁场产生恒定的电场，A正确；电磁波在真空中以光速c传播，而在介质中的传播速度小于光速，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，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，故传播方向可能改变，D错误。 3．关于电磁波，下列说法中正确的是(　B　) A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 【解析】 变化的电场一定在周围空间产生磁场，周期性变化的电场才会在周围空间产生变化的磁场，A错误；麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，B正确；电磁波可以在真空中传播，C错误；各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同，都等于光速，D错误。 4．(多选)据悉，截至2022年7月，我国已累计建成开通5G基站185.4万个，实现“县县通5G、村村通宽带”。所谓5G是指第五代通信技术，采用3 300～5 000 MHz频段的无线电波。而第四代移动通信技术4G，其频段范围是1 880～2 635 MHz。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延缩短到1 ms以内，为产业革命提供了技术支撑。根据上述内容结合所学知识，判断下列说法正确的是(　AC　) 第4题图 A．4G信号和5G信号都能发生偏振现象 B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象 C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象 D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度小 【解析】 由于4G信号和5G信号都属于电磁波，且均为横波，因此都能发生偏振现象，A正确；两种不同频率的波不能发生干涉，B错误；由于5G信号的频率更高，波长更短，因此4G信号更容易发生明显的衍射现象，C正确；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，因此4G信号与5G信号在真空中的传播速度相同，D错误。 5．(多选)目前雷达发射的电磁波频率多在200～1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　ACD　) A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3～1.5 m B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D．波长越短的电磁波，反射性能越强 【解析】 电磁波频率在200～1 000 MHz的范围内，根据λ＝，电磁波的波长范围在0.3～1.5 m，A正确；利用电磁波的反射原理，测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔，可以确定雷达和目标的距离，波长越短的电磁波衍射性越差，反射性能越强，C、D正确；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，恒定不变的电场不会产生磁场，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波，B错误。 6．(多选)随着网络技术的发展，Wi－Fi无线网络(标识如图所示)成了一种时尚。Wi－Fi实质是一种短程无线传输技术，能够在一定范围内支持互联网接入的无线电信号。下列关于Wi－Fi的说法，正确的是(　AD　) 第6题图 A．Wi－Fi信号实质是一种电磁波 B．Wi－Fi信号不可能在真空中传输 C．Wi－Fi信号限于短程传输，是因为其波长太短 D．Wi－Fi信号限于短程传输，是因为在传输过程中存在能量损失 【解析】 Wi－Fi信号的实质是由发射器发出的一种电磁波，A正确；电磁波可以在真空中传输，B错误；Wi－Fi信号限于短程传输，是因为其能量太低，且在传输中存在能量损失，故不能远程传输，C错误，D正确。 7．麦克斯韦在前人研