8.1 麦克斯韦电磁场理论 讲义-2025-2026学年高二下学期物理沪科版选择性必修第二册

本讲义聚焦麦克斯韦电磁场理论及电磁波产生两大核心知识点，系统梳理变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场的理论基础，进而阐述电磁场的统一性及电磁波的形成与传播，构建从理论到现象的学习支架。 资料以知识点讲解结合多样化练习题设计为特色，通过体温探检器、冬奥会转播等实例，强化物理观念的应用，培养科学思维中的科学推理与模型建构能力。课中辅助教师高效授课，课后助力学生通过练习查漏补缺，深化知识理解。

第八章第一节 麦克斯韦电磁场理论 题型1 麦克斯韦电磁场理论 题型2 电磁波的产生 ▉题型1 麦克斯韦电磁场理论 【知识点的认识】 1.麦克思维电磁场理论 （1）变化的磁场产生电场。（2）变化的电场产生磁场。 2.电磁场 变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 3.电磁波 如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。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。 1．关于电磁波，下列说法中不正确的是（　　） A．电磁波既可以在介质中传播，又可以在真空中传播 B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐 C．电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个恒量 D．振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大 2．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场 3．关于电磁场的理论，下列说法正确的是（　　） A．在电场的周围一定存在着由该电场产生的磁场 B．非均匀变化的电场产生的磁场一定是均匀变化的 C．均匀变化的磁场一定产生变化的电场 D．周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场 4．空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　） A．在中心点O有一静止的点电荷 B．沿AB方向有一段通有恒定直流的直导线 C．沿BA方向的磁场在减弱 D．沿AB方向的磁场在减弱 5．根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（　　） A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．变化的电场一定产生磁场 （多选）6．关于电磁波，下列叙述正确的是（　　） A．电磁波是变化的电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波是横波 C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变长 D．只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失 ▉题型2 电磁波的产生 【知识点的认识】 1.麦克斯韦从理论上预见，电磁波在真空中的传播速度等于光速，由此麦克斯韦语言了光是一种电磁波。 2.电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。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。 7．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．在电场周围一定会产生磁场，在磁场周围一定会产生电场 D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 8．新冠病毒疫情已被我国有效控制。为了战胜疫情，我们的志愿者在社区、机场等公共场所不顾个人安危，为行人量体温、查信息，严防死守，确保一方平安。志愿者使用的体温探检器通过非接触的方法感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。请问这种体温探检器是利用了哪种电磁波的特性（　　） A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线 9．如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图象是下图中的（图中q为正值表示a极板带正电）（　　） A． B． C． D． 10．电磁波和机械波相比较，下列说法正确的是（　　） A．电磁波、机械波传播均需要介质 B．机械波、电磁波都会传递能量和信息 C．机械波会产生折射反射，电磁波不会产生折射反射 D．电磁波在任何介质中传播速度均相同，机械波波速大小决定于介质 11．关于电磁场理论，下面说法中正确的是（　　） A．变化电场能够在周围空间产生变化的磁场 B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C．静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场 D．变化的电场和变化的磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波 12．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是（　　） A． B． C． D． 13．在LC回路中的电容器刚好放电完毕时，下列说法正确的是（　　） A．电场能正向磁场能转化 B．磁场能正向电场能转化 C．电路里电场最强 D．电路里磁场最强 （多选）14．2022冬奥会已圆满结束，北京也成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市，奥运直播当然就成为人们关注的焦点！北京冬奥会山地转播中心位于北京2022年冬奥会张家口赛区的核心区，包括转播中心本体建筑和电视演播室两大部分。山地转播中心面积约1.2万平米，内设四个转播技术分隔区；电视演播室建筑面积约8000平方米，分上、中、下三层，设有10个电视演播间。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在介质中的传播速度是c＝3×108m/s B．电磁波不能传播能量 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在 （多选）15．如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流I（规定顺时针方向为正）随时间变化的图象是下图中的（图中q为正值表示a极板带正电）（　　） A． B． C． D． （多选）16．一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是（　　） A．增加电容器两极间的距离 B．增加线圈的匝数 C．增大电容器两极板间的正对面积 D．增大电容器两极板间的距离的同时，减少线圈的匝数 （多选）17．关于机械波．电磁波和相对论的下列说法中正确的是（　　） A．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定 B．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了 C．简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率 D．用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射 E．在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短 18．麦克斯韦电磁理论指出 　　 周围会产生电场；电磁波是 　　 （填“纵波”或“横波”）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章第一节 麦克斯韦电磁场理论 题型1 麦克斯韦电磁场理论 题型2 电磁波的产生 ▉题型1 麦克斯韦电磁场理论 【知识点的认识】 1.麦克思维电磁场理论 （1）变化的磁场产生电场。（2）变化的电场产生磁场。 2.电磁场 变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 3.电磁波 如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。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。 1．关于电磁波，下列说法中不正确的是（　　） A．电磁波既可以在介质中传播，又可以在真空中传播 B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐 C．电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个恒量 D．振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大 【答案】B 【解答】解：A、电磁波本身就是物质，电磁波既可以在介质中传播，又可以在真空中传播，故A正确。 B、在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，故B错误。 C、根据c＝λf，电磁波在真空中传播时，频率f和波长λ的乘积是一个恒量，等于真空中的光速，故C正确。 D、理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比。频率越高，发射电磁波的本领越大。故D正确。 本题选择不正确的。故选：B。 2．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场 【答案】D 【解答】解：A、均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场。故A错误； B、非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场。故B错误； C、均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场。则稳定的电场不会产生磁场，故C错误； D、周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场，而均匀变化的电场则产生恒定的磁场，故D正确； 故选：D。 3．关于电磁场的理论，下列说法正确的是（　　） A．在电场的周围一定存在着由该电场产生的磁场 B．非均匀变化的电场产生的磁场一定是均匀变化的 C．均匀变化的磁场一定产生变化的电场 D．周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场 【答案】D 【解答】解：A、在电场的周围不一定存在着由该电场产生的磁场，原因是若变化的电场就一定产生磁场，若是稳定的电场则不会产生磁场的。故A不正确； B、非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场。故B不正确； C、均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场。故C不正确； D、周期性变化的电场一定产生同周期变化的磁场，故D正确； 故选：D。 4．空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　） A．在中心点O有一静止的点电荷 B．沿AB方向有一段通有恒定直流的直导线 C．沿BA方向的磁场在减弱 D．沿AB方向的磁场在减弱 【答案】C 【解答】解：A、正点电荷的电场线是辐射状向外的，负点电荷的电场线是辐射状向里的，故A错误 B、通电直导线产生的是磁场，故B错误 C、有楞次定律可判断，当沿BA方向的磁场在减弱，产生的电场如图所示，故C正确 D、同理可判断D错误， 故选：C。 5．根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（　　） A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．变化的电场一定产生磁场 【答案】D 【解答】解：A、变化的电场不一定产生变化的磁场，若电场均匀变化，产生稳定的磁场。故A、B错误。 C、稳定的电场不产生磁场。故C错误。 D、变化的电场一定产生磁场。故D正确。 故选：D。 （多选）6．关于电磁波，下列叙述正确的是（　　） A．电磁波是变化的电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波是横波 C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变长 D．只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失 【答案】AB 【解答】解：A、电磁波是变化电磁场产生的，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A正确； B、电磁波的变化电场与变化磁场是相互垂直，则是横波，故B正确； C、电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，速度变小，根据v＝λf，则波长变短，故C错误； D、只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波仍会传播一会儿，故D错误。 故选：AB。 ▉题型2 电磁波的产生 【知识点的认识】 1.麦克斯韦从理论上预见，电磁波在真空中的传播速度等于光速，由此麦克斯韦语言了光是一种电磁波。 2.电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。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。 7．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．在电场周围一定会产生磁场，在磁场周围一定会产生电场 D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 【答案】A 【解答】解：A、电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，故A正确； BC、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，恒定的电场不会产生磁场；故BC错误； D、麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在；故D错误； 故选：A。 8．新冠病毒疫情已被我国有效控制。为了战胜疫情，我们的志愿者在社区、机场等公共场所不顾个人安危，为行人量体温、查信息，严防死守，确保一方平安。志愿者使用的体温探检器通过非接触的方法感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。请问这种体温探检器是利用了哪种电磁波的特性（　　） A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线 【答案】A 【解答】解：红外测温仪的测温原理是黑体辐射定律，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强，故A正确，BCD错误； 故选：A。 9．如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图象是下图中的（图中q为正值表示a极板带正电）（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：S闭合时，D正常发光，此时电容器两端的电势差为零，根据Q＝CU知，所带的电荷量为零，断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L﹣C振荡电路，电量随时间周期性变化。故B正确，A、C、D错误。 故选：B。 10．电磁波和机械波相比较，下列说法正确的是（　　） A．电磁波、机械波传播均需要介质 B．机械波、电磁波都会传递能量和信息 C．机械波会产生折射反射，电磁波不会产生折射反射 D．电磁波在任何介质中传播速度均相同，机械波波速大小决定于介质 【答案】B 【解答】解：A、电磁波是周期性变化的电磁场在空间中的传播，而电磁场本身就是物质，所以电磁波传播时不需要介质，而机械波的传播需要介质，故A错误； B、机械波、电磁波都会传递能量和信息，故B正确； C、机械波和电磁波都可以发生折射反射现象，故C错误； D、电磁波在不同的物质中传播速度不相同，机械波波速大小决定于介质，故D错误。 故选：B。 11．关于电磁场理论，下面说法中正确的是（　　） A．变化电场能够在周围空间产生变化的磁场 B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C．静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场 D．变化的电场和变化的磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波 【答案】D 【解答】解：AB、根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场，则稳定电场能够在周围空间不能产生磁场。故A，B错误。 C、静止的电荷能够在周围空间产生稳定的电场，不能产生磁场。故C错误。 D、变化的电场和磁场互相激发，交替产生，由近及远传播，形成电磁波。故D正确。 故选：D。 12．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由电磁场理论，结合图象，则有： A、磁场不变，则不会产生电场，故A错误； B、磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误； C、磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确； D、磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误； 故选：C。 13．在LC回路中的电容器刚好放电完毕时，下列说法正确的是（　　） A．电场能正向磁场能转化 B．磁场能正向电场能转化 C．电路里电场最强 D．电路里磁场最强 【答案】D 【解答】解：A、B、在LC回路中的电容器刚好放电完毕时，电场能向磁场能转化完毕，磁场能尚未开始向电场能转化。故A错误，B错误； C、D、电容C放电完毕，开始充电时，电路中的电流最大，电路中的磁场能最大，电场能最小。故C错误，D正确。 故选：D。 （多选）14．2022冬奥会已圆满结束，北京也成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市，奥运直播当然就成为人们关注的焦点！北京冬奥会山地转播中心位于北京2022年冬奥会张家口赛区的核心区，包括转播中心本体建筑和电视演播室两大部分。山地转播中心面积约1.2万平米，内设四个转播技术分隔区；电视演播室建筑面积约8000平方米，分上、中、下三层，设有10个电视演播间。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在介质中的传播速度是c＝3×108m/s B．电磁波不能传播能量 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在 【答案】CD 【解答】解：A.电磁波在真空中的传播速度是c＝3×108m/s，在介质中小于3×108m/s，故A错误； B.电磁波既可以传递信息，又可以传播能量，故B错误； C.根据电磁波谱，可知无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，故C正确； D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D正确。 故选：CD。 （多选）15．如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流I（规定顺时针方向为正）随时间变化的图象是下图中的（图中q为正值表示a极板带正电）（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【解答】解：S闭合时，D正常发光，此时电容器两端的电势差为零，根据Q＝CU知，所带的电荷量为零， A、断开S，由于线圈阻碍电流的变化，电容器反向充电，电量逐渐增大，磁场能转化为电池能，充电完毕后，又开始放电，将电场能转化为磁场能，形成L﹣C振荡电路，电量随时间周期性变化。故B正确，A错误。 C、当突然断开S，线圈中电流减小，则出现感应电动势，从而对电容器进行充电，导致磁场能减小，电场能增大，则电流减小，线圈因阻碍电流减小，则方向是顺时针，故C正确，D错误； 故选：BC。 （多选）16．一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是（　　） A．增加电容器两极间的距离 B．增加线圈的匝数 C．增大电容器两极板间的正对面积 D．增大电容器两极板间的距离的同时，减少线圈的匝数 【答案】BC 【解答】解：A、增加电容器两极间的距离，电容C将减小，则LC振荡电路的周期公式T＝2π，知振荡电路的周期变小。故A错误。 B、增加线圈的匝数，电感L增大，由LC振荡电路的周期公式T＝2π，知振荡电路的周期变大。故B正确。 C、增大电容器两极板间的正对面积，电容C增大，由LC振荡电路的周期公式T＝2π，知振荡电路的周期变大。故C正确。 D、增大电容器两极板间的距离时C减小，减少线圈的匝数时L减小，则知T变小，故D错误。 故选：BC。 （多选）17．关于机械波．电磁波和相对论的下列说法中正确的是（　　） A．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定 B．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了 C．简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率 D．用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射 E．在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短 【答案】CDE 【解答】解：A、机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故A错误； B、火车以接近光速的速度通过站台时，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮，故B错误； C、简谐波的振动周期与传播周期相同，故单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，故C正确； D、光导纤维束是用全反射来传输图象信息的，故D正确； E、在真空中传播的两列电磁波，传播速度相同，由vλf知，频率越大，波长越短，故E正确。 故选：CDE。 18．麦克斯韦电磁理论指出 　变化的磁场　 周围会产生电场；电磁波是 　横波　 （填“纵波”或“横波”）。 【答案】变化的磁场，横波。 【解答】解：根据麦克斯韦的电磁理论，变化的磁场周围会产生电场；根据电磁波的偏振现象，可知电磁波只能是横波。 故答案为：变化的磁场，横波。 学科网（北京）股份有限公司 $