高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册4.1 麦克斯韦的电磁场理论巩固练习

4.1麦克斯韦的电磁场理论基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．2020年我国将全面进入万物互联的商用网络新时代，即5G时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHz（1M=106）频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHz。未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。下列说法正确的是（　　）

A．4G信号和5G信号都是纵波

B．4G信号更容易发生衍射现象

C．4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象

D．5G信号比4G信号在真空中的传播速度快

2．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是                                                                           

A．在真空中，频率越高的电磁波速度越大

B．磁场周围一定存在着电场

C．变化的电场一定在其周围产生变化的磁场

D．麦克斯韦在理论上预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在

3．下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（　　）

A．变化的磁场产生的电场一定是变化的

B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场

C．稳定的磁场产生不稳定的电场

D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的

4．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（       ）

A．法拉第

B．奥斯特

C．赫兹

D．麦克斯韦

5．在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（　　）

A．安培首先引入电场线和磁感线

B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷电量e的数值

C．法拉第提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献

D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论

6．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(          )

A．变化的电场周围产生磁场

B．稳定的磁场周围产生电场

C．稳定的电场周围产生磁场

D．电磁场就是电场与磁场的简单叠加

7．电磁场理论的两大支柱是(     )

A．变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场

B．变化的磁场产生变化电场；变化的电场产生变化磁场

C．变化的磁场产生磁场；变化的电场产生电场

D．变化的磁场产生变化磁场；变化的电场产生变化电场

8．太赫兹波是指频率在0.1THz～10THz（波长在0.03mm～3mm）的电磁波，介于微波与红外之间，太赫兹波技术被列为“改变未来世界的十大技术”之一、关于太赫兹波，下列判断正确的是（　　）

A．1THz=1014Hz

B．太赫兹波须靠介质传播

C．太赫兹波是由原子核跃迁产生的

D．太赫兹波比红外线更容易发生衍射现象

9．下列表述正确的是（　　）

A．奥斯特发现了“磁生电”现象

B．赫兹建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在

C．电容器的击穿电压和保险丝的熔断电流均指有效值

D．交流发电机的线圈转动一周，两次经过中性面，每经过中性面一次，电流的方向就改变一次

10．根据麦克斯韦电磁理论可知

A．电场在其周围空间一定产生磁场

B．磁场在其周围空间一定产生电场

C．变化的电场在其周围空间一定产生磁场

D．变化的磁场在其周围空间一定产生变化的电场

11．在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，不能产生电场的是（　　）

A． B．

C． D．

12．下列关于电磁波的说法，正确的是(   )

A．电磁波只能在真空中传播

B．电场随时间变化时一定产生电磁波

C．电路中周期性振荡电流在空间产生电磁波

D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在

13．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是       (       )

A．恒定的电场能够产生电磁波

B．电磁波的传播需要介质

C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率改变

D．电磁波的传播过程也传递了能量

14．下列说法正确的是（　　）

A．光需要介质才能传播 B．在空气中传播的声波是横波

C．电磁波在真空中以光速c传播 D．一束单色光从空气进入水中，折射角大于入射角

15．关于电磁波的形成机理，一些认识，正确的是 （　　）

A．电磁波由赫兹预言提出，并指出光也属于电磁波

B．磁场能产生电场，电场也能产生磁场

C．变化的磁场能产生电场，所产生的这个电场还能继续产生磁场

D．变化的电场能产生磁场，所产生的这个磁场不一定还能继续产生电场

二、填空题（共2题）

16．具有NFC（近距离无线通讯技术）功能的两只手机在间距小于10cm时可以通过_____（选填“声波”或“电磁波”）直接传输信息，其载波频率为1.4×107Hz，电磁波在空气中的传播速度为3.0×108m/s，则该载波的波长为_____m（保留2位有效数字）。

17．麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场；变化的电场可以产生______ 从而预言了空间可能存在电磁波电磁波按照波长由长到短排列依次是：无线电波、红外线、______ 、紫外线、x射线和射线已知电磁波在空气中的传播速度近似等于，南通人民广播电台的“经济、生活”节目的频率是，该电磁波在空气中的波长为______ 结果保留2位有效数字

三、综合题（共4题）

18．我们平时可能会有这样的经历：雷雨天在家收听广播节目时，我们会先听到收音机里发出“咔嚓、咔嚓……”的声音，然后才听到雷声。

（1）打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音？

（2）为什么会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声？

19．一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，有可能发射电磁波吗？

20．分析下列生活中的各种现象是否会产生电磁波，并说明原因。

（1）开灯的一瞬间；

（2）灯泡正常发光时；

（3）关灯的一瞬间；

（4）使用电吹风时；

（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时。

21．简述变化的磁场是如何产生涡旋电场和变化的电场产生涡旋磁场。_______

参考答案：

1．B

2．D

3．D

4．D

5．D

6．A

7．A

8．D

9．D

10．C

11．D

12．C

13．D

14．C

15．D

16．     电磁波     21

17．     磁场；     可见光；     2.9

18．

（1）打雷时，会在空间产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间激起电磁波，电磁波被收音机接收后，收音机就发出“咔嚓”的声音；

（2）电磁波在空气中的传播速度远大于声速，所以我们会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声。

19．有可能向外辐射电磁波

20．

变化的电流周围存在着电磁波，因此当电路中电流有变化时，会在空间产生电磁波。

（1）开灯的一瞬间，电路中电流从无到有，电流是变化的，故会产生电磁波；

（2）生活中的灯泡正常发光时，通过灯泡的电流（交流）方向是变化的，会产生电磁波；

（3）关灯的一瞬间，电路中电流从有到无，电流是变化的，故会产生电磁波；

（4）电吹风使用的是交流电源，电流方向有变化，故会产生电磁波；

（5）电饭煲从加热状态自动跳转到保温状态时电路中的电流是变化的，故会产生电磁波。

21．

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。麦克斯韦从场的观点出发，认为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向运动，产生感应电流。他将这种用场描述电磁感应现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形，即变化的磁场产生电场。这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关。

静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间变化。当电荷从静止到运动时，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随时间变化。运动的电荷在空间要产生磁场。从场的观点出发，麦克斯韦假设：变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。