4.2 电磁场与电磁波 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

4.2　电磁场与电磁波 一、单选题 1.下列说法正确的是(　　) A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场,振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场 B.任何电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场 C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场 D.电场和磁场总是相互联系着,形成一个不可分割的统一体,即电磁场 2.空间磁感应强度B随时间t的变化图像如图所示,在它周围空间产生的电场中的某一点的电场强度E应(　　) A.逐渐增强 B.逐渐减弱 C.不变 D.无法确定 3.2022年3月23日,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了“天宫课堂”第二课。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.电磁波传播需要介质 B.交替变化的电磁场传播出去形成电磁波 C.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 D.不同频率的电磁波在真空中传播的速度是不同的 4.电磁波由真空进入介质中时,其波速变为原来的一半,则波长变为原来的(　　) A.一半 B.两倍 C.不变 D.无法判断 5.在真空中传播的电磁波,当它的频率增大时,它的传播速度及其波长的变化情况是(　　) A.速度不变,波长减小 B.速度不变,波长增大 C.速度减小,波长变大 D.速度增大,波长不变 6.下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.电磁波必须依赖介质传播 B.电磁波可以发生衍射现象 C.电磁波不会发生偏振现象 D.电磁波无法携带信息传播 7.手机A的号码是133××××0002,手机B的号码是133××××0008。手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“133××××0002”。若将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A(　　) A.发出响声,并显示手机B的号码“133××××0008” B.不发出响声,但显示手机B的号码“133××××0008” C.不发出响声,但显示手机A的号码“133××××0002” D.既不发出响声,也不显示号码 8.某电路中电场随时间变化的图像如图所示,能发射电磁波的电场是(　　) 二、多选题 9.关于电磁波和机械波的说法正确的是(　　) A.电磁波和机械波的传播都需要借助于介质 B.电磁波在任何介质中传播的速度都相同,而机械波的波速大小与介质密切相关 C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象 D.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场产生磁场 10.以下关于电磁波的说法正确的是(　　) A.只要电场或磁场发生变化,就能产生电磁波 B.电磁波传播需要介质 C.赫兹用实验证实了电磁波的存在 D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随有能量向外传递的 11.我国500米口径球面射电望远镜(FAST)如图所示,它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波,探索宇宙,截至2022年7月,FAST已经发现的脉冲星超过660颗,我国也因此成为世界上发现脉冲星数量最多的国家。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.频率越高的电磁波,波长越短 B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s C.赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦的电磁场理论 D.均匀变化的电场激发变化的磁场,空间将产生电磁波 三、非选择题 12.麦克斯韦理论 (1)变化的磁场产生电场 ①实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生___________。 ②麦克斯韦的见解：电路里感应电流的产生，一定是变化的___________产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。 ③实质：变化的___________产生了电场。 (2)变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生___________。 13.材料六、麦克斯韦电磁场理论 麦克斯韦提出的“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”是电磁场理论的两个重要思想。根据楞次定律判断，当磁场增强时，电场方向应如图 (a) 所示。 a.若某阶段振荡电路中的电流如图 (b) 所示。 (1) 该阶段电路中( ) A. 电容器正在放电 B. 电流正在逐渐减小 C. 磁场能转化为电场能 D. 板间的电场强度在减小 (2) 麦克斯韦指出，电场强度变化得越快，产生的磁场磁感应强度越大。在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度( ) A. 减小 B. 不变 C. 增大 b.图为某磁悬浮列车利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身底部固定匝矩形导线框，边长为，边长为，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的有界矩形匀强磁场，也为，与平行。若边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为，边刚离开磁场时列车恰好停止运动。已知线框总电阻为，列车的总质量为，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为。 (1) 线框进入磁场时的电流方向为 (用字母表示) (2) 线框边刚进入磁场时列车的加速度大小。 14.电磁波 a．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成______。 b．电磁波的特点 （1）电磁波在空间传播不需要_____。 （2）电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度_________，而且二者均与波的传播方向________。 （3）电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和_____等现象。 c．电磁波具有能量 电磁场的转换就是_____能量与________能量的转换，电磁波的发射过程是______能量的过程，传播过程是能量传播的过程。 d．对麦克斯韦电磁场理论的理解 （1）变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生_______电场。 ②非均匀变化的磁场产生_______电场。 ③周期性变化的磁场产生______周期性变化的电场。 （2）变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生________磁场。 ②非均匀变化的电场产生____________磁场。 ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 标准答案 一、单选题 1.答案:C 2.答案:C 解析:由题图可知,磁场均匀增强,根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场产生恒定的电场,即电场强度E不变,选项C正确。 3.答案:B 解析:电磁波传播不需要介质,可以在真空中传播,选项A错误。周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,从而形成电磁波,所以电磁波是交替变化的电磁场传播形成的,选项B正确。麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,选项C错误。不同频率的电磁波在真空中均以光速传播,选项D错误。 4.答案:A 解析:电磁波在不同介质中传播时,频率不变。由v=λf知v减半,则λ减半。 5.答案:A 解析:电磁波在真空中的传播速度始终为3×108 m/s,与频率无关;由c=λf,波速不变,频率增大,波长减小,故选项A正确,B、C、D错误。 6.答案:B 解析:电磁波具有波的共性,可以发生衍射现象,故选项B正确;电磁波是横波,能发生偏振现象,故选项C错误;电磁波能携带信息传播,且传播不依赖介质,在真空中也可以传播,故选项A、D错误。 7.答案:B 解析:声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播;光波、手机发射的信号均为电磁波,传播不需要介质,可以在真空中传播。故用手机B呼叫手机A时,玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码,但听不到声音,故选项B正确,A、C、D错误。 8.答案:D 解析:选项A中电场不随时间变化,不会产生磁场。选项B和C中电场都随时间做均匀的变化,只能在周围产生稳定的磁场,不会产生和发射电磁波。选项D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场,而磁场的变化也是不均匀的,又能产生变化的电场,从而交织成一个不可分割的统一体,即形成电磁场,发射电磁波。 二、多选题 9.答案:CD 解析:机械波的传播需要借助于介质,但电磁波的传播不需要借助介质,选项A错误。电磁波和机械波的传播速度都与介质有关,选项B错误。电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象,选项C正确。根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,选项D正确。 10.答案:CD 解析:如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是稳定的,就不能再产生新的电场(或磁场),也就不能产生电磁波,选项A错误。电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质,选项B错误。赫兹用实验证实了电磁波的存在,选项C正确。电磁波具有能量,它的传播是伴随能量传递的,选项D正确。 11.答案:AC 解析:根据公式c=λf可知,频率越高的电磁波,波长越短,选项A正确。电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,选项B错误。赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦的电磁场理论,选项C正确。均匀变化的电场激发稳定的磁场,空间不会产生电磁波,选项D错误。 三、非选择题 12. 答案: (1) 变化的磁场产生电场 ① 感应电流 ② 磁场 ③ 磁场 (2) 变化的电场产生磁场 磁场 13. a. (1)答案:B 解析:由图(b)电流方向可知，电容器上极板带正电，下极板带负电，电流流向正极板，说明电容器正在充电，A错误；充电过程中，电流逐渐减小，B正确；LC振荡电路充电时，电场能增加，磁场能转化为电场能，C错误；充电过程中，极板电荷量增加，板间电场强度增大，D错误。 (2)答案:C 解析:麦克斯韦电磁场理论指出，电场变化越快，产生的磁场磁感应强度越大，故选C。 b. (1)答案:线框进入磁场时的电流方向：（或） 解析:根据右手定则，线框边切割竖直向上的磁场，运动方向向右，感应电流方向为，整体电流方向为。 (2)答案:线框边刚进入磁场时列车的加速度大小： 解:线框边切割磁感线产生的感应电动势： 感应电流： 边受到的安培力：（方向与运动方向相反，为阻力） 列车受到的总阻力： 根据牛顿第二定律 ，得： 14.答案: a.电磁波 b. (1)介质 (2)相互垂直；垂直 (3)衍射 (4)电磁；机械；能量传递 c. (1) 变化的磁场产生电场 ① 恒定 ② 变化 ③ 同频率 (2) ① 恒定 ② 变化 ③ 同频率 学科网（北京）股份有限公司 $