第4章 2.电磁场与电磁波-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测（人教版2019）

2.次数 2Lc3.2π√LC 固有 固有 自我诊断 1.(1)×(2)√ (3)× (4)√ 2.充电 磁场 电场 互动探究解疑难 要点一 问题导引 提示(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大， 电容器的电场能转化为磁场能。 (2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线 圈中的磁场能转化为电容器的电场能。 (3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的 变化。 典例剖析 [例1] [解析] 由题图乙知0至0.5 ms 内i在增大，电 容器正在放电，A错误。0.5 ms至1 ms 内，电流在减 小，应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负 电，B错误。在1 ms至1.5 ms内，为放电过程，电流方 向改变，Q点比P点电势高，C正确。1.5 ms至2 ms 内 为充电过程，磁场能在减少，D正确。 [答案] CD 针对训练 1.B A.根据T=2π √LC,代入数据有T=4π×10-?s, t=3×10-4s<4时，电容器放电，线圈A错误；B.当 t=56×中产生的自感电动势正在增大，B正确；C.当 10-+s<4时，电容放电，LC电路中的电场能转化为磁 t=π×10-?s=4T时，电容放电完场能，C错误；D.当t 毕，电容器极板带电荷量为零，D错误。故选B。 要点二 问题导引 提示 (1)自感电动势更大，“阻碍”作用更大，周期 变长。 (2)带电荷量增大，放电时间变长，周期变长。 典例剖析 f=2mLc[例2] [解析] 据LC振荡电路频率公式 当L、C都减小一半时，f增大一倍，故选项 D是正 确的。 [答案] D 针对训练 2.B 根据公式f=1=2n√Lc和C=4mka可知，若电 流振荡频率减小，则电容器电容增大，电容器极板间的 相对介电常数变大，罐中液面上升，故 B正确，A错误； 同理可知，若电流振荡频率增大，则电容器电容减小，电 容器极板间的相对介电常数变小，罐中液面下降，故C、 D错误。 随堂巩固促应用 1.ABC 振荡电流最大的瞬间，电流的变化率为零，因此 自感电动势为零，A正确；振荡电流为零时，电流的变化 率最大，线圈对电流变化的阻碍作用最大，因此自感电 动势最大，B正确；振荡电流减小的过程中，自感电动势 的作用就是阻碍电流的减小，应与其同向，C正确；振荡 电流增大的过程中，是磁场能增加的过程，是电场能转 化为磁场能，D错误。 U=&2.D 电容器极板间的电压 ,随电容器电荷量的增 加而增大，随电容器带电荷量的减少而减少。从图乙可 以看出，在0~4这段时间内是充电过程，且UAB>0,即 UA>Ug,A板应带正电。只有顺时针方向的电流才能 使 A板被充电后带正电，同时考虑到t=0时刻电压为 零，电容器带电荷量为零，电流最大，即t=0时刻，电流 为负向最大，所以 D正确。 3.D 由题意可知，频率变为原来的2倍，则周期就变为原 2, c=4c。来的 ,由T=2π √LC知，L不变，当 时符合 要求，其中C。为原电容，故D正确。 4.BCD 钟走得偏快了是因为钟的 LC振荡电路频率变 大，周期变短，根据T=2π √LC可知 B、C、D正确。 2.电磁场与电磁波 自主学习探新知一、 1.(1)感应电流(2)磁场(3)磁场 2.磁场 二、 1.交替 2.(1)垂直 横 (2)光速(3)介质 三、 3.电磁场 电磁波 感应电动势 4.电磁波 自我诊断 1.(1)×(2)×(3)×(4)√ (5)×(6)× 2.赫兹 光速 互动探究解疑难 要点一 问题导引 提示 磁体上下运动时，导体中自由电荷定向移动，说 明电荷受到静电力作用，即导体处在电场中。磁体的上 下运动使线圈处在变化的磁场中，这表明变化的磁场周 围产生了电场。如果没有导体，该处仍会产生电场。 典例剖析 [例 1] [解析] 变化的电场产生磁场有两层含义。 ①均匀变化的电场产生恒定的磁场。②非均匀变化的 电场产生变化的磁场。振荡的电场产生同频率的振荡 的磁场。均匀变化的磁场产生恒定的电场，故 B、D正 确，A、C错误。 [答案] BD 18 针对训练 1.AC 根据电磁感应可知，闭合回路中的磁通量变化时， 闭合回路中产生感应电流，该电流方向可用楞次定律判 断。根据麦克斯韦电磁场理论，闭合回路中产生感应电 流，是因为闭合回路中受到了电场力的作用，而变化的 磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间 内磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断， 四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A、C正确。 要点二 问题导引 提示 电磁波。因为机械波的传播离不开介质，而电磁 波可以在真空中传播。 典例剖析 [例2] [解析] 由电磁波和声波的概念可知A正确；因 为电磁波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的 传播需要介质，在真空中不能传播，故B错误；电磁波在 空气中的传播速度大于在水中的传播速度，在真空中的 传播速度最大，声波在气体、液体、固体中的传播速度依 次增大，故C正确；无论是电磁波还是声波，从一种介质 λ=F及它进入另一种介质时频率都不变，所以由波长 们在不同介质中的传播速度可知，由空气进入水中时， 电磁波的波长变短，声波的波长变长，故D错误。 [答案] AC 针对训练 2.B 变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，所 以变化的电场和变化的磁场总是相互联系着的，统称为 电磁场，故 A错误；电磁波是由变化的电磁场产生的， 由发生区域向远处传播形成电磁波，故 B正确；电磁场 是一种物质，所以传播不依赖介质，故C错误；电磁波在 真空中的传播速度是3×10?m/s,故D错误。 随堂巩固促应用 1.ABC 变化的磁场产生电场，与闭合电路是 否存在无关，电路只是显示电流存在 A正确 周期性变化的磁场产生的电场一定 也是周期性变化的，且频率相同 电磁场 B正确交替变化的电场和磁场，形成不可 分割的统一体，即电磁场 C正确 只有变化的电场才能产生磁场 D错误 2.BC 磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变 化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用， 带电粒子在电场力作用下可以产生加速度。 3.B 电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故 A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象等波 特有的现象，故B正确；电磁波能在真空中传播，而机械 波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故C、D错误。 4.BD 电磁波在真空中的传播速度都等于光速，与电磁 波的频率无关，故 A错误；衍射现象是波特有的现象， 而偏振现象是横波特有的现象，电磁波也是一种横波， 可以发生衍射现象和偏振现象，故 B正确；简谐机械波 传播速度与介质有关，则在同一种介质中传播时，简谐 机械波的传播速度相等，故C错误；机械波不但能传递 能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传 递的方向，如声波，故 D正确。 3.无线电波的发射和接收 自主学习探新知一、 1.(1)足够高 高 (2)开放 2.大地 天线 3.信号(1)振幅(2)频率 二、 1.感应电流 2.(1)固有频率 频率 (2)电谐振 3.调制 检波 三、 1.电信号 解调 自我诊断 1.(1)√ (2)×(3)√ (4)√ (5)√ 2.相同 电谐振 互动探究解疑难 要点一 问题导引 提示 我们说话的声音是在空气中传播的声波，能量很 低，而且在空气中的损耗很大，传播不太远的距离就损 耗殆尽了，而无线电广播中的声音信号是搭载在高频电 磁波上的，高频电磁波的能量很高，而且在空气中损耗 很小，因而能传播很远的距离。 典例剖析 [例1] [解析] 要增大无线电台向空间发射电磁波的 f=2c知，减小工能力，必须提高其振荡频率，由 和C可以提高f。要减小L可采取减少线圈匝数、向外 抽或抽出铁芯的办法，要减小 C可采取增大极板间距、 减小极板正对面积、减小介电常数的办法。 [答案] B 针对训练 1.ABC 调制器的作用是把低频信号加载到高频振荡信 号上去，A正确，D错误；如果高频信号的振幅随低频信 号的变化而变化则是调幅，B正确；如果高频信号的频 率随低频信号的变化而变化则是调频，C正确。 要点二 问题导引 提示 电谐振原理。 典例剖析 [例2] [解析] 调谐过程是指通过调节 L、C,使接收电 路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等，故 A错 误。接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不 相等时，该电磁波在接收电路中引起的振荡电流不强， 但仍可接收到该电磁波，故 B错误。频率越大接收到的 波长越短，S接b时L小，动片完全旋入时C大，由公式 19 ●高中物理·选择性必修第二用（人教版） 3.(电磁振荡的周期和频率)如图 4,(电磁振荡的周期和频率)（多选）如图所示是 所示，LC电路的L不变，C可 一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用 调，要使振荡的频率从700Hz 单摆的周期性运动计时，电子钟是利用LC振 变为1400Hz,则可以采用的办 荡电路的振荡周期来计时。有一台电子钟在 家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1min, 法有 造成这种现象的可能原因是 A.把电容增大到原来的4倍 A.L不变，C变大了 B.把电容增大到原来的2倍 B.L不变，C变小了 C把电容减小到原来的号 C.L变小了，C不变 D.L、C均变小了 D.把电容减小到原来的 4 提示请完成《素能提升训练》训练十六 2.电磁场与电磁波 学习目标 1,了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。 2.体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义 自主学习探新知 课前预习双基落实 一、电磁场 2.电磁波的特点 1.变化的磁场产生电场 (1)电磁波中的电场强度、磁感应强度与波的 (1)实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一 传播方向两两 ,是 波。 个闭合电路，电路里就会产生 (2)电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁 本性，他预言电磁波的速度等于 (3)电磁波的传播不需要 导线 电场 (4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍 (2)麦克斯韦的见解：电路里感应电流的产生， 射等现象。 一定是变化的 产生了电场，自由电荷三、赫兹实验 在电场的作用下发生了定向移动。 1.实验装置 (3)实质：变化的 产生电场。 2.变化的电场产生磁场 振子 谐振器 麦克斯韦假设：变化的电场就像运动的电 感应网]射 接收 荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生 二、电磁波 2.实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过 1.电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场 时，导线环两个小球间也跳过了火花 产生，由近及远地向周围传播，形成了电 3.现象分析：当与感应圈相连的两个金属球间产 磁波。 生电火花时，周围空间出现了迅速变化的 76 第四章电磁振荡与电磁波。 。这种变化的电磁场以 的形式 (2)在变化的磁场周围一定会产生变化的 在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导 电场。 () 线环中激发出 ,使得导线环 (3)电磁波不能在真空中传播。 () 的空隙中也产生了火花。 (4)电磁波是横波。 () 4.实验意义：赫兹证实了 的存在。 (⑤)同一种电磁波在不同介质中传播时，频率、 波速、波长都相同。 () 赵自我诊断 (6)麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在。 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误的 ( 画“×”)。 2.麦克斯韦建立了完整的电磁场理论 (1)在电场周围，一定存在着和它联系着的 用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，还测 磁场。 得电磁波在真空中的速度等于 互动探究解疑难 要点归纳重难突破 要点一 电磁场 问题导引 2.对麦克斯韦电磁场理论的理解 如图所示，磁体相对 体中的电子 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 闭合线圈上下运动时，闭 导体 均匀变化的电场在周围 均匀变化的磁场在周围空 合线圈中的自由电荷做 空间产生恒定的磁场 间产生恒定的电场 定向移动，是受到什么力 不均匀变化的电场在周 不均匀变化的磁场在周围 围空间产生变化的磁场 空间产生变化的电场 的作用？这能否说明变化的磁场产生了电场？ 振荡电场产生同频率的 振荡磁场产生同频率的振 如果没有导体，情况会怎样？ 振荡磁场 荡电场 典例剖析 [例1门（多选)关于电磁场的理论，下列说法 中正确的是 ( A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变 化的 C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均 匀变化的 口探究升华 D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振 荡磁场 1.电磁场的产生 针对训练 如果在空间某处有周期性变化的电场， 1.(多选)某空间出现了如图所示的一组 那么这个变化的电场就在它周围空间产生周 闭合的电场线，这可能是 ( 期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周 A.沿AB方向磁场在迅速减弱 围空间产生变化的电场一变化的电场和变 B.沿AB方向磁场在迅速增加 化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的 C.沿BA方向磁场在迅速增加 统一体，这就是电磁场。 D.沿BA方向磁场在迅速减弱 77 》高中物理·选择性必修第二册（人教版） 要点二 电磁波 。问题导引 2.相同点 某同学正在回答神舟十六号航天员桂海潮 (1)都具有波的特性，能发生反射、折射、干涉 的问题，请问他们的通话是通过机械波进行的 和衍射等物理现象。 还是通过电磁波进行的？为什么？ (2)都满足=产=对。 (3)波从一种介质传播到另一种介质，频率都 不变。 典例剖析 [例2)（多选）关于电磁波与声波，下列说法 正确的是 () 口探究升华 A.电磁波是由电磁场发生的区域向远处传 机械波及电磁波的比较 播，声波是声源的振动向远处传播 1.不同点 B.电磁波的传播不需要介质，声波的传播有 时也不需要介质 机械波 电磁波 C.由空气进入水中传播时，电磁波的传播速 对象 研究力学现象 研究电磁现象 度变小，声波的传播速度变大 周期性 电场强度E和磁感应 位移随时间和空间 D.由空气进人水中传播时，电磁波的波长不 变化的 强度B随时间和空间 物理量 做周期性变化 做周期性变化 变，声波的波长变小 针对训练 传播无须介质，在真空 传播需要介质，波速 中波速总是c,在介质 2.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 传播 与介质有关，与频率 中传播时，波速与介质 无关 () 及频率都有关系 A.电场和磁场总是相互联系着的，统称为电 产生 由质点（波源）的振 由周期性变化的电流 磁场 动产生 (电磁振荡)激发 B.电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波 横波 可以是 是 C.电磁场是一种物质，不能在真空中传播 纵波 可以是 不是 D.电磁波的传播速度总是3×10m/s 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1.(电磁场)（多选）关于电磁场理论的叙述，正2.（多选）如图所示，有一水平 确的是 放置、内壁光滑、绝缘的真空 A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否 有闭合电路无关 圆形管，其半径为R,有一带 B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直 C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成 向上的磁场中。要使带电粒子能沿管做圆周 一个统一的场，即电磁场 D.电场周围一定存在磁场 运动，所加的磁场可能是 78 第四章电磁振荡与电磁波。 A.匀强磁场 4.(多选)关于机械波与电磁波，下列说法正确 B.均匀增加的磁场 的是 () C.均匀减小的磁场 A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的 D.由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都 频率有关 不能使带电粒子沿管运动 B.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 3.关于电磁波，下列叙述中正确的是 () C.简谐机械波在给定的介质中传播时，振动 A.电磁波在真空中的传播速度远小于真空 的频率越高，则波传播速度越大 中的光速 D.机械波不但能传递能量，而且能传递信 B.电磁波可以发生衍射现象 息，其传播方向就是能量或信息传递的 C.电磁波和机械波一样依赖于介质传播 方向 D.随着科技的发展，可以实现利用机械波从 提宗请完成（素能提升训练》训练十七 太空向地球传递信息 3.无线电波的发射和接收 学习目标 1.了解有效地发射电磁波的两个条件。 2.了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。 3.通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，领会无线电波在实际生活、生产中的 应用流程 自主学习探新知 课前预习双基落实 一、无线电波的发射 二、无线电波的接收 1,要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具 1.原理 有的两个特点 电磁波在传播时如果遇到导体，会使导 (1)要有 的振荡频率，频率越 体中产生 。因此，空中的导体可以 ,发射电磁波的本领就越大。 (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可 用来接收电磁波。 能大的空间，因此采用 电路。 2.电谐振与调谐 2.实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线 (1)电谐振：当接收电路的 跟收到的 与 相连，这条导线叫作地线：线圈的 电磁波的 相同时，接收电路中产生 另一端与高高地架在空中的 相连。 的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振。 3.电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波 (2)调谐：使接收电路产生 的过程。 随各种 而改变的技术。 3.解调 (1)调幅(AM):使高频电磁波的 随 信号的强弱而改变的调制方法。 使声音或图像信号从高频电流中还原出 (2)调颜(FM):使高频电磁波的 随 来的过程，它是 的逆过程。调幅波 信号的强弱而改变的调制方法。 的解调也叫 79