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

本高中物理讲义聚焦电磁场与电磁波核心知识点，先系统梳理变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场的原理，明确麦克斯韦电磁场理论要点，再延伸至电磁波的产生、特点及与机械波的区别联系，构建从理论到现象的学习支架。 资料通过典例与变式题（如判断电磁场产生关系的图像题）培养科学思维中的科学推理能力，借助机械波与电磁波对比表格深化物理观念，随堂检测和作业设计既辅助课堂教学提升理解，又助力课后学生查漏补缺，强化知识应用。

4.2电磁场与电磁波（知识解读）（解析版） •知识点1 电磁场 •知识点2 电磁波 •作业 随堂检测 知识点1 电磁场 1、变化的磁场产生电场 实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 (1)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动，实质是变化的磁场产生了电场。 （2）麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在的，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。 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磁场。 3、电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。 4、麦克斯韦电磁场理论的要点 （1）恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场。 （2）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，同样，均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。 （3）周期性变化的磁场在周围空间产生同周期变化的电场，同样，周期性变化的电场在周围空间产生同周期变化的磁场。 注意：（1）均匀变化的磁场产生恒定的电场；非均匀变化的磁场产生变化的电场；周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。 （2）均匀变化的电场产生恒定的磁场；非均匀变化的电场产生变化的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。 【典例1】关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．变化的磁场一定产生变化的电场 C．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在 D．光是一种电磁波，光的能量是不连续的 【变式1-1】关于电磁场理论的叙述正确的是（    ） 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 B．周期性变化的磁场产生恒定的电场 C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 【变式1-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．磁场变化时一定会在空间激发变化电场 B．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的 C．喷气式飞机的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度 D．磁电式电流表的结构，依据的物理学原理是通电线圈因受安培力而转动 【变式1-3】（多选）应用麦克斯韦电磁场理论判断下列表示电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图像中（每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场）正确的是（　　） A． B． C． D． 知识点2 电磁波 1、电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 2、电磁波的特点 (1)电磁波在空间传播不需要介质。 (2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。 (3)电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝3.0×108 m/s. (4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 3、电磁波具有能量：电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程，传播过程是能量传播的过程。 4、电磁波和机械波的区别和联系如下 比较项 机械波 电磁波 研究对象 力学现象 电磁现象 周期性 质点位移、速度、加速度随时间和空间做周期性变化 电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性变化 传播情况 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 传播不需要介质，在真空中波速总是c，波速与介质及频率都有关系 联系 （1）都可以发生反射、折射、干涉和衍射现象。 （2）波长λ、波速v和周期T、频率f的关系满足λ=vT=。 注意：（1）电磁波在空间的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度c。 （2）电磁波的电场强度E与磁感应强度B相互垂直。 （3）电磁波是一种横波。 【典例2】（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．均匀变化的电场或磁场都能产生电磁波 B．按正弦规律变化的电场或磁场都能产生电磁波 C．电磁波是纵波，没有偏振现象 D．电磁波是横波，具有偏振现象 【变式2-1】下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．用激光拦截导弹，摧毁卫星，主要是因为激光在大气中传播不受大气的影响 C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小 D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制 【变式2-2】关于电磁波，下列说法正确的是（    ） A．电磁波不能在玻璃中传播 B．红外线的波长比X射线的波长更长 C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D．信号和信号都是电磁波，但是真空中信号比信号传播得更快 【变式2-3】（多选）关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 D．电磁波和机械波从一种介质传播到另一种不同介质时，波长都会发生变化 1．小聪用梳子梳头发，梳子带上了负电荷。下列说法正确的是（　　） A．梳头发时有电子从头发转移到梳子 B．梳头发时有电子从梳子转移到头发 C．带电的梳子静止不动会产生电磁波 D．带电的梳子匀速运动会产生电磁波 2．下列关于电磁波的说法中正确的是（　　） A．赫兹通过实验证明了电磁波的存在 B．紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进人体对钙的吸收 C．变化的电场一定能产生电磁波 D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线 3．下列说法正确的是（　　） A．物体受合外力越大，则动量变化越快 B．为防止漏电，高压设备中导体的表面应尽量粗糙 C．空间某处的电场或磁场发生变化，会在其周围产生电磁波 D．在高速微观领域，牛顿运动定律不适用，动量守恒定律也不适用 4．下列关于物理学重大历史事件描述合理的是（　　） A．法拉第在甲图情境中发现了电流的磁效应，首次建立了电与磁的联系 B．伏特根据乙图提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 C．丙图是特斯拉根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机 D．赫兹利用丁图装置捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 5．毫米波雷达是自动驾驶汽车的“超级眼”，它通过发射和接收特定频段的电磁波（毫米波）来精确探测前方物体的距离和速度，其中探测速度利用了多普勒效应的原理，已知某自动驾驶汽车正在平直公路匀速行驶，发射的毫米波频率为。下列说法正确的是（　　） A．毫米波有能量而没有质量，所以不是物质 B．毫米波的本质是在空间传播的变化的电磁场 C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D．当接收到前车反射波频率大于时，说明两车距离在增大 6．下列说法正确的是（　　） A．在真空中，5G信号比4G信号传输速度慢 B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C．为有效地发射电磁波，可降低LC回路的振荡频率 D．根据麦克斯韦理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 7．关于下图中的四个物理情境，说法正确的是（　　） A．如图甲所示，由小磁针指向可知，通电直导线中的电流方向是向上的 B．如图乙中A和悬挂小球都带电，其静电力大小可以通过系在不同位置偏角大小不同而直观体现出来，从而得出相关结论，此实验采用的方法是微小放大法 C．如图丙所示，麦克斯韦建立的电磁场理论指出一切电场都会产生磁场 D．如图丁所示，一个闭合线圈从N极套入，最后从S极出来，即从图中P位置处开始到图中Q位置处的过程中，穿过该线圈的磁通量先增大后减少 8．（多选）关于电磁波，下列说法错误的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．恒定的磁场可以产生电场 C．紫外线的波长比X射线的波长长 D．电磁波不能传播能量 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过理想斜面实验，发现力不是维持物体运动的原因 B．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验测得了引力常量的数值 C．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并在实验室中成功观测到电磁波 10．（多选）下列说法正确的是（　　） A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波 B．电动势相同的电源，其储存的电能相同 C．把加热的铁块放入抽成真空的玻璃容器中，铁块的温度保持不变 D．由于恒星表面的温度不同，会看到有的恒星颜色偏红，有的偏蓝，且偏蓝表面温度更高 11．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B．普朗克提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子h组成的 C．即使空间某处的电场或磁场发生变化，也不一定在其周围产生电磁波 D．电磁波在真空中传播的速度大于在介质中传播的速度 12．图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场，其方向垂直纸面向内，的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点，则P点的位移电流密度的方向为_________；P点感生磁场的方向为_________。 13．1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线周围存在______；1831年，英国物理学家______（选填“法拉第”或“奥斯特”）发现了电磁感应现象，该发现进一步揭示了电与磁的联系，使人们发明了发电机，开辟了人类的电气化时代；英国物理学家______（选填“麦克斯韦”或“赫兹”）建立了统一的电磁理论，并预言了电磁波的存在。 14．(1)变化的磁场一定产生变化的电场吗？ (2)如图所示，某同学正在回答“神舟十号”航天员王亚平的问题，请问她们的通话是通过机械波进行的还是通过电磁波进行的？为什么？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2电磁场与电磁波（知识解读）（解析版） •知识点1 电磁场 •知识点2 电磁波 •作业 随堂检测 知识点1 电磁场 1、变化的磁场产生电场 实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 (1)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动，实质是变化的磁场产生了电场。 （2）麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在的，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。 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磁场。 3、电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。 4、麦克斯韦电磁场理论的要点 （1）恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场。 （2）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，同样，均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。 （3）周期性变化的磁场在周围空间产生同周期变化的电场，同样，周期性变化的电场在周围空间产生同周期变化的磁场。 注意：（1）均匀变化的磁场产生恒定的电场；非均匀变化的磁场产生变化的电场；周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。 （2）均匀变化的电场产生恒定的磁场；非均匀变化的电场产生变化的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。 【典例1】关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．变化的磁场一定产生变化的电场 C．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在 D．光是一种电磁波，光的能量是不连续的 【答案】D 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，只有非均匀变化的磁场才会产生变化的电场，故B错误； C．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C错误； D．光属于电磁波，光的能量是由一份份光子组成的，具有量子性，是不连续的，故D正确。 故选D。 【变式1-1】关于电磁场理论的叙述正确的是（    ） 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 B．周期性变化的磁场产生恒定的电场 C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 【答案】A 【详解】A．变化的磁场周围一定产生电场，且电场的存在与闭合电路无关，故A正确； B．周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，而非恒定的电场，故B错误； C．电磁场是由变化的电场和变化的磁场相互激发形成的统一场，稳定的磁场不会与变化的电场相互关联形成电磁场，故C错误； D．只有变化的电场才能产生磁场，变化的磁场才能产生电场，静电场或静磁场周围不一定存在对应的磁场或电场，故D错误。 故选A。 【变式1-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．磁场变化时一定会在空间激发变化电场 B．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的 C．喷气式飞机的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度 D．磁电式电流表的结构，依据的物理学原理是通电线圈因受安培力而转动 【答案】CD 【详解】A．根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在空间会产生恒定的电场，故A错误； B．狭义相对论的其中一个假设是在不同的惯性参考系中物理规律的形式都是相同的，故B错误； C．一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度，故C正确； D．磁电式电流表的内部，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，故D正确。 故选CD。 【变式1-3】（多选）应用麦克斯韦电磁场理论判断下列表示电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图像中（每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场）正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】A．上图磁场不变，根据麦克斯韦电磁场，周围空间不会产生电场，故A错误； B．上图是均匀变化的电场，应该产生恒定的磁场，下图的磁场是恒定的，故B正确； CD．当磁场或电场周期性变化时，则会产生周期性变化的电场或磁场，当磁通量的变化率最大时，则感应电场最强，同理电场变化率最大时，产生的磁场最强。 故C正确，D错误。 故选BC。 知识点2 电磁波 1、电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 2、电磁波的特点 (1)电磁波在空间传播不需要介质。 (2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。 (3)电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝3.0×108 m/s. (4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 3、电磁波具有能量：电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程，传播过程是能量传播的过程。 4、电磁波和机械波的区别和联系如下 比较项 机械波 电磁波 研究对象 力学现象 电磁现象 周期性 质点位移、速度、加速度随时间和空间做周期性变化 电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性变化 传播情况 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 传播不需要介质，在真空中波速总是c，波速与介质及频率都有关系 联系 （1）都可以发生反射、折射、干涉和衍射现象。 （2）波长λ、波速v和周期T、频率f的关系满足λ=vT=。 注意：（1）电磁波在空间的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度c。 （2）电磁波的电场强度E与磁感应强度B相互垂直。 （3）电磁波是一种横波。 【典例2】（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．均匀变化的电场或磁场都能产生电磁波 B．按正弦规律变化的电场或磁场都能产生电磁波 C．电磁波是纵波，没有偏振现象 D．电磁波是横波，具有偏振现象 【答案】BD 【详解】A．均匀变化的电场会产生恒定的磁场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，恒定的电场或磁场无法继续产生新的场，因此不能产生电磁波。故A错误； B．按正弦规律变化的电场（或磁场）是周期性变化的，它会产生周期性变化的磁场（或电场），这种相互激发的过程可以持续进行，从而形成电磁波。故B正确； CD．在电磁波传播的过程中，电场和磁场的振动方向都与波的传播方向垂直，满足横波的定义，故电磁波是横波；由于横波具有偏振现象，所以电磁波具有偏振现象，故C错误，D正确。 故选BD。 【变式2-1】下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．用激光拦截导弹，摧毁卫星，主要是因为激光在大气中传播不受大气的影响 C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小 D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制 【答案】D 【详解】A．均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A错误； B．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好，能量高，故B错误； C．在真空中电磁波传播速度相同，故C错误； D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故D正确。 故选D。 【变式2-2】关于电磁波，下列说法正确的是（    ） A．电磁波不能在玻璃中传播 B．红外线的波长比X射线的波长更长 C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D．信号和信号都是电磁波，但是真空中信号比信号传播得更快 【答案】B 【详解】A. 电磁波可以在介质中传播，玻璃作为一种透明介质，允许电磁波（如可见光）传播，故A错误； B. 电磁波谱中，红外线波长范围约为700nm至1mm，X射线波长范围约为0.01nm至10nm。红外线波长大于X射线波长，故B正确； C. 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，但实验证实由赫兹完成（如赫兹振子实验），故C错误； D. 5G和4G信号均为电磁波（无线电波），在真空中所有电磁波传播速度相同，均为光速，故D错误。 故选B。 【变式2-3】（多选）关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象 C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 D．电磁波和机械波从一种介质传播到另一种不同介质时，波长都会发生变化 【答案】BD 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度恒为光速，与电磁波的频率无关，故A错误； B．衍射是一切波特有的共性，电磁波作为波可以发生衍射；电磁波是横波，偏振是横波特有的现象，因此电磁波也可以发生偏振，故B正确； C．简谐机械波的传播速度仅由介质的性质决定，与波源的振动频率无关，给定介质中波速是定值，故C错误； D．波的频率由波源决定，从一种介质进入另一种介质时频率不变。机械波的波速由介质决定，介质改变则波速改变，由可知，波长会变化；电磁波在介质中的波速（为介质折射率），不同介质折射率不同，因此改变，不变，波长也会变化，故D正确。 故选BD。 1．小聪用梳子梳头发，梳子带上了负电荷。下列说法正确的是（　　） A．梳头发时有电子从头发转移到梳子 B．梳头发时有电子从梳子转移到头发 C．带电的梳子静止不动会产生电磁波 D．带电的梳子匀速运动会产生电磁波 【答案】A 【详解】AB．梳子梳头发，梳子带上了负电荷，表明梳子得到电子，在梳子与头发摩擦起电过程中，电子从头发转移到梳子，导致梳子带负电、头发带正电，故A正确，B错误； C．根据麦克斯韦电场理论可知，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，电场与磁场交替产生，由近及远向外传播形成电磁波，带电的梳子静止不动产生静电场，不会产生电磁波，故C错误； D．带电的梳子匀速运动，形成恒定电流，产生恒定磁场，即没有产生周期性变化的磁场，因此不会产生电磁波，故D错误。 故选A。 2．下列关于电磁波的说法中正确的是（　　） A．赫兹通过实验证明了电磁波的存在 B．紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进人体对钙的吸收 C．变化的电场一定能产生电磁波 D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线 【答案】A 【详解】A．麦克斯韦先从理论上预言了电磁波的存在，赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在，故A正确； B．电磁波谱中紫外线的频率高于可见光，且只有短时间适当照射紫外线才能促进人体对钙的吸收，长时间照射会损伤皮肤及身体组织，故B错误； C．根据电磁场理论，只有周期性（非均匀）变化的电场才能产生周期性变化的磁场，二者交替产生向外传播才能形成电磁波；均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，恒定磁场无法再激发电场，不能形成电磁波，故C错误； D．红外线的显著作用是热效应，一切物体无论温度高低都在持续辐射红外线，仅辐射强度随温度升高而增大，故D错误。 故选A。 3．下列说法正确的是（　　） A．物体受合外力越大，则动量变化越快 B．为防止漏电，高压设备中导体的表面应尽量粗糙 C．空间某处的电场或磁场发生变化，会在其周围产生电磁波 D．在高速微观领域，牛顿运动定律不适用，动量守恒定律也不适用 【答案】A 【详解】A．根据动量定理，合外力 合外力越大，动量变化率越大，即动量变化越快，故A正确； B．高压设备中，导体表面粗糙会增加电场集中，易导致电晕放电或漏电，因此表面应尽量光滑以减少电场强度，故B错误； C．根据电磁理论，若电场或磁场均匀变化（如线性变化），可能仅产生静态场而不形成传播的电磁波；只有非均匀或振荡变化时才会产生电磁波，故C错误； D．在高速领域（相对论），牛顿运动定律不适用，但动量守恒定律仍适用；在微观领域（量子力学），牛顿运动定律不适用，但动量守恒定律仍基于对称性原理适用，故D错误。 故选A。 4．下列关于物理学重大历史事件描述合理的是（　　） A．法拉第在甲图情境中发现了电流的磁效应，首次建立了电与磁的联系 B．伏特根据乙图提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 C．丙图是特斯拉根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机 D．赫兹利用丁图装置捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】D 【详解】A．奥斯特在甲图情境中发现了电流的磁效应，首次建立了电与磁的联系，故A错误； B．安培根据乙图提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，故B错误； C．丙图是法拉第根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机，故C错误； D．赫兹利用丁图装置捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D正确。 故选D。 5．毫米波雷达是自动驾驶汽车的“超级眼”，它通过发射和接收特定频段的电磁波（毫米波）来精确探测前方物体的距离和速度，其中探测速度利用了多普勒效应的原理，已知某自动驾驶汽车正在平直公路匀速行驶，发射的毫米波频率为。下列说法正确的是（　　） A．毫米波有能量而没有质量，所以不是物质 B．毫米波的本质是在空间传播的变化的电磁场 C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D．当接收到前车反射波频率大于时，说明两车距离在增大 【答案】B 【详解】A．毫米波是电磁波的一种，电磁波具有能量，属于物质的一种形式（场物质），故A错误。 B．毫米波的本质是变化的电磁场在空间中传播，符合电磁波的定义，故B正确。 C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，但实验证实由赫兹完成，故C错误。 D．根据多普勒效应，接收频率大于发射频率（）时，表明波源与观察者相互靠近，距离减小，故D错误。 故选B。 6．下列说法正确的是（　　） A．在真空中，5G信号比4G信号传输速度慢 B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C．为有效地发射电磁波，可降低LC回路的振荡频率 D．根据麦克斯韦理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 【答案】B 【详解】A．真空中所有电磁波的传播速度均为光速，5G和4G信号都属于电磁波，二者传输速度相同，故A错误； B．LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电场能最大，磁场能最小，电路电流大小与磁场能正相关，因此此时电路电流最小，故B正确； C．有效发射电磁波需要振荡频率足够高，因此需要升高LC回路的振荡频率，故C错误； D．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，并非变化的场一定产生变化的场，故D错误。 故选B。 7．关于下图中的四个物理情境，说法正确的是（　　） A．如图甲所示，由小磁针指向可知，通电直导线中的电流方向是向上的 B．如图乙中A和悬挂小球都带电，其静电力大小可以通过系在不同位置偏角大小不同而直观体现出来，从而得出相关结论，此实验采用的方法是微小放大法 C．如图丙所示，麦克斯韦建立的电磁场理论指出一切电场都会产生磁场 D．如图丁所示，一个闭合线圈从N极套入，最后从S极出来，即从图中P位置处开始到图中Q位置处的过程中，穿过该线圈的磁通量先增大后减少 【答案】D 【详解】A．如图甲所示，小磁针静止时N极指向为磁场的方向，根据安培定则，通电导线中的电流方向是向下的，故A错误； B．如图乙中A和悬挂小球都带电，其静电力大小可以通过系在不同位置偏角大小不同而直观体现出来，从而得出相关结论，此实验采用的方法是控制变量法，故B错误； C．如图丙所示，麦克斯韦建立的电磁场理论指出变化的电场才会产生磁场，故C错误； D．在蹄形磁铁的内部包含所有的从S极到N极的磁感线，而外部从N极到S极的磁感线在磁极附近比较密集，所以穿过线圈的磁通量为两者的代数和，其磁通量先增大后减小，在弯曲部位最大，故D正确。 故选D。 8．（多选）关于电磁波，下列说法错误的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．恒定的磁场可以产生电场 C．紫外线的波长比X射线的波长长 D．电磁波不能传播能量 【答案】BD 【详解】A．赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项A正确； B．根据麦克斯韦电磁理论，恒定的磁场不能产生电场，选项B错误； C．根据电磁波谱易知紫外线的波长比X射线的波长长，选项C正确； D．电磁波能传播能量和信息，选项D错误。 此题选择不正确的，故选BD。 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过理想斜面实验，发现力不是维持物体运动的原因 B．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验测得了引力常量的数值 C．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并在实验室中成功观测到电磁波 【答案】AC 【详解】A．伽利略通过理想斜面实验推理得出力不是维持物体运动的原因，故A正确； B．牛顿发现了万有引力定律，引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测得的，故B错误； C．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象的联系，故C正确； D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，最早在实验室中观测到电磁波的是赫兹，故D错误。 故选AC。 10．（多选）下列说法正确的是（　　） A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波 B．电动势相同的电源，其储存的电能相同 C．把加热的铁块放入抽成真空的玻璃容器中，铁块的温度保持不变 D．由于恒星表面的温度不同，会看到有的恒星颜色偏红，有的偏蓝，且偏蓝表面温度更高 【答案】AD 【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹最早通过实验捕捉到了电磁波，证实了电磁波的存在，故A正确； B．电源储存的电能，电动势相同的电源，若容量不同，储存的电能不同，例如同电动势的一号干电池比五号干电池储存的电能更多，故B错误； C．抽成真空的容器中虽然没有热传导和热对流，但高温铁块会通过热辐射向外散失能量，内能减小，温度会逐渐降低，故C错误； D．根据热辐射规律，物体温度越高，辐射强度最大的对应波长越短，红光波长大于蓝光波长，因此偏蓝的恒星对应表面温度更高，故D正确。 故选AD。 11．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B．普朗克提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子h组成的 C．即使空间某处的电场或磁场发生变化，也不一定在其周围产生电磁波 D．电磁波在真空中传播的速度大于在介质中传播的速度 【答案】CD 【详解】A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故 A 错误； B．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为，故B错误； C．只有空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，故C正确； D．电磁波在真空中传播的速度大于在介质中传播的速度，故D正确。 故选 CD。 12．图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场，其方向垂直纸面向内，的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点，则P点的位移电流密度的方向为_________；P点感生磁场的方向为_________。 【答案】 垂直纸面向里 垂直OP连线向下 【详解】解法一：[1]电场强度在增大，可以理解为存在沿轴线方向的电流，根据电场强度的方向可知，电流方向垂直于纸面向里； [2]根据右手螺旋定则可知，垂直纸面向里的电流产生以轴线为圆心的同心圆形磁场，所以在P点的磁场方向垂直于OP连线向下。 解法二：由于 所以      方向垂直于纸面向里，以O为圆心，OP为半径作环路。由环路定理，即           沿顺时针方向，所以P点的感生磁场的方向是垂直于OP竖直向下。 13．1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线周围存在______；1831年，英国物理学家______（选填“法拉第”或“奥斯特”）发现了电磁感应现象，该发现进一步揭示了电与磁的联系，使人们发明了发电机，开辟了人类的电气化时代；英国物理学家______（选填“麦克斯韦”或“赫兹”）建立了统一的电磁理论，并预言了电磁波的存在。 【答案】 磁场 法拉第 麦克斯韦 【详解】[1]1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场。 [2]1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，该发现进一步揭示了电与磁的联系，使人们发明了发电机，开辟了人类的电气化时代。 [3]英国物理学家麦克斯韦建立了统一的电磁理论，并预言了电磁波的存在。 14．(1)变化的磁场一定产生变化的电场吗？ (2)如图所示，某同学正在回答“神舟十号”航天员王亚平的问题，请问她们的通话是通过机械波进行的还是通过电磁波进行的？为什么？ 【答案】(1)不一定 (2)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。 【详解】（1）不一定。均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场。 （2）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。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $