高二物理同步練習(xí)第3章電磁場合電磁波31麥克斯韋的電磁理論(含解析)(滬科版選修3-4)

3.1麥克斯韋的電磁理論同步測控1.關(guān)于電磁理論，以下說法正確的選項(xiàng)是( )．在電場周圍必然會(huì)產(chǎn)生磁場．任何變化的電場周圍空間必然會(huì)產(chǎn)生變化的磁場C．均勻變化的電場會(huì)產(chǎn)生變化的磁場．周期性變化的電場會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場剖析：選D.變化的電場周圍必然產(chǎn)生磁場，但若電場不發(fā)生變化，則不能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場，因此A錯(cuò)；均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場是不變的，只有不均勻變化的電場才能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，B錯(cuò)；均勻變化的電場只幸虧周圍空間產(chǎn)生牢固的磁場，C錯(cuò)；周期性變化的電場(或磁場)在周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(或電場)，因此選項(xiàng)D正確．2.以下關(guān)于電磁波的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是( )．電磁波是電磁場由發(fā)生地域向遠(yuǎn)處的流傳B．電磁波在任何介質(zhì)中的流傳速度均為3.00×108m/sC．電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)流傳時(shí)，波長將變短D．電磁波不能夠產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象剖析：選

AC.搞清電磁波的產(chǎn)活力理，以及電磁波在真空中流傳速度為光速

c＝3×108m/s，且c＝λf，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不發(fā)生變化，波長、波速變化．別的電磁波仍擁有波的特色．電磁波只有在真空中的流傳速度才為

3.00×108m/s，而在其他介質(zhì)中流傳速度均小于3.00×108m/s.電磁波與其他波相同擁有干涉、衍射等波的特色．當(dāng)電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)流傳時(shí)，頻率不變，那么c＝λf，v＝λ′f.因?yàn)閏>v，因此λ>λ′波長變短，波速變小，應(yīng)選A、C.3.機(jī)械波和電磁波的比較，以下說法正確的選項(xiàng)是( )．它們都能夠發(fā)生反射、折射、干涉、衍射現(xiàn)象．機(jī)械波和電磁波實(shí)質(zhì)上相同，可是頻率不相同而已C．機(jī)械波的流傳速度只取決于介質(zhì)，和頻率沒關(guān)；電磁波的流傳速度不但取決于介質(zhì)，還和頻率有關(guān)．機(jī)械波的流傳必然要有介質(zhì)，電磁波沒有介質(zhì)也能夠流傳剖析：選ACD.機(jī)械波和電磁波都擁有波的特色，能夠發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象．機(jī)械波流傳的是運(yùn)動(dòng)的形式——振動(dòng)．電磁波流傳的是電磁場，它們實(shí)質(zhì)上不相同．電磁波能夠在真空中流傳，在介質(zhì)中流傳時(shí)，頻率不相同的電磁波在同一介質(zhì)中流傳速度不相同，機(jī)械波的波速則由介質(zhì)決定．4.以下列圖，在直導(dǎo)線

PQ周圍出現(xiàn)了一組閉合的電場線，則可判斷

(

)A．Q→P的電流迅速增強(qiáng)B．Q→P的電流迅速減弱C．P→Q的磁場迅速增強(qiáng)D．P→Q

的磁場迅速減弱剖析：選D.Q→P的電流迅速增強(qiáng)(或減弱)，則產(chǎn)生的是從上自下看順時(shí)針(或逆時(shí)針)的閉合磁場，因此A、B錯(cuò)；P→Q的磁場迅速增強(qiáng)將產(chǎn)生從上向下看逆時(shí)針的電場，P→Q的磁場迅速減弱將產(chǎn)生圖示的電場，判斷方向的方法近似于判斷感覺電流或電動(dòng)勢方向的方法，因此答案為D.課時(shí)作業(yè)一、選擇題1.在物理學(xué)史上，最先建立完滿的電磁場理論并預(yù)知電磁波存在的科學(xué)家是( )A．赫茲B．愛因斯坦C．麥克斯韋D．法拉第剖析：選C.英國物理學(xué)家麥克斯韋在庫侖、安培、法拉第等人對(duì)電磁學(xué)研究的基礎(chǔ)上提出了電磁場理論并預(yù)知了電磁波的存在．2.依照麥克斯韋電磁場理論，以下說法正確的選項(xiàng)是( )．在電場的周圍空間，必然存在著和它聯(lián)系著的磁場．在變化的電場周圍空間，必然存在著和它聯(lián)系著的磁場C．恒定電流在其周圍不產(chǎn)生磁場．恒定電流周圍存在著牢固的磁場剖析：選

BD.電場按其可否隨時(shí)間變化分為牢固電場

(靜電場)和變化電場

(如運(yùn)動(dòng)電荷形成的電場)，牢固電場不產(chǎn)生磁場，只有變化的電場周圍空間才存在對(duì)應(yīng)磁場，故

B正確，A

錯(cuò)誤；恒定電流周圍存在牢固磁場，磁場的方向可由安培定則判斷，

C錯(cuò)誤，D

正確．3.關(guān)于變化的磁場產(chǎn)生的電場，以下說法正確的選項(xiàng)是( )．只有在垂直于磁場的平面內(nèi)存在閉合回路時(shí)，才可在閉合回路中產(chǎn)生電場．不論可否存在閉合回路，只要磁場發(fā)生了變化，就會(huì)產(chǎn)生電場C．變化的磁場產(chǎn)生的電場的電場線是不閉合的曲線．變化的磁場產(chǎn)生的電場的電場線是閉合曲線剖析：選BD.變化的磁場產(chǎn)生的電場是客觀存在的，與可否存在閉合回路沒關(guān)．產(chǎn)生的電場的電場線是閉合曲線，B、D正確．4.以下關(guān)于電磁波的說法正確的選項(xiàng)是( )．均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場．電磁波在真空和介質(zhì)中流傳速度相同C．只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波．電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線流傳剖析：選A.變化的磁場就能產(chǎn)生電場，A正確．若只有電場和磁場，而電場和磁場都牢固或電場、磁場僅均勻變化都不能夠產(chǎn)生電磁波，C錯(cuò)．光也是電磁波，在真空和介質(zhì)中流傳的速度不相同，可判斷B錯(cuò)．D選項(xiàng)中沒重申是“均勻”介質(zhì)，若介質(zhì)密度不均勻會(huì)發(fā)生折射，故錯(cuò)．5.以下是空間電場隨時(shí)間變化的圖像，以下列圖，能產(chǎn)生周期性變化的電磁場的有( )剖析：選CD.依照麥克斯韋的電磁場理論：周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，這樣下去，形成的電磁場向遠(yuǎn)處流傳，因此本題四種電場變化方式中，選項(xiàng)C和選項(xiàng)D的變化電場能產(chǎn)生周期性變化的電磁場，因此正確選項(xiàng)為C、D.6.以下關(guān)于變化的磁場產(chǎn)生電場的說法中，正確的選項(xiàng)是( )．在變化的磁場中放一段導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷不會(huì)定向搬動(dòng)．在變化的磁場中放一閉合電路，電路中將會(huì)產(chǎn)生感覺電流C．變化的磁場產(chǎn)生電場，這個(gè)電場的電場線是閉合的．變化的磁場產(chǎn)生電場，這個(gè)電場與靜電場相同剖析：選C.依照麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，電場線是閉合的，因此選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；變化的磁場周圍誠然產(chǎn)生了電場，若是電路平面與電場線垂直，則電路中不會(huì)產(chǎn)生感覺電流，因此選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在電場力的作用下，導(dǎo)體中的自由電荷移動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為C.7.以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說法中，正確的選項(xiàng)是( )．機(jī)械波與電磁波，實(shí)質(zhì)上是一致的．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不但與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)．它們都可發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象剖析：選BCD.機(jī)械波與電磁波產(chǎn)生的根源不相同．是由不相同的運(yùn)動(dòng)形成的，產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)不相同，錯(cuò)誤，B、C、D正確．8.以下說法正確的選項(xiàng)是( )．聲波從空氣進(jìn)入水中時(shí)，其波速增大，波長變長．縱波流傳過程中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的流傳方向總是相同的．均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場剖析：選AC.本題觀察機(jī)械波、電磁波、相對(duì)論的有關(guān)看法．聲波從空氣進(jìn)入水中時(shí)，頻率不變，波速變大，波長變長，A項(xiàng)正確；縱波是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的流傳方向一致的波，其實(shí)不是兩個(gè)方向相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，D項(xiàng)錯(cuò)誤．9.以下列圖，氫原子中的電子繞核逆時(shí)針迅速旋轉(zhuǎn)，勻強(qiáng)磁場垂直于軌道平面向外，電子的運(yùn)動(dòng)軌道半徑r不變，若使磁場均勻增加，則電子的動(dòng)能( )A．不變B．增大C．減小D．無法判斷剖析：選B.磁場均勻增強(qiáng)，周圍空間產(chǎn)生的電場是牢固的，由楞次定律判斷可知，周圍空間產(chǎn)生的電場在電子軌道平面內(nèi)沿順時(shí)針方向，電子碰到的電場力沿逆時(shí)針方向，使電子加速，B項(xiàng)正確．10.以下列圖，在內(nèi)壁圓滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有素來徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比率增加的變化磁場，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中小球的帶電量不變，那么( )．小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力不斷增大．小球碰到的磁場力不斷增大C．小球先沿逆時(shí)針方向做減速運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間后，沿順時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)．磁場力對(duì)小球素來不做功剖析：選CD.因?yàn)椴ＡA環(huán)所在處有均勻變化的磁場，在周圍產(chǎn)生牢固的旋渦電場，對(duì)帶正電的小球做功．由楞次定律，判斷電場方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．在電場力作用下，小球先沿逆時(shí)針方向做減速運(yùn)動(dòng)，后沿順時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)．小球在水平面內(nèi)沿軌跡半徑方向受兩個(gè)力作用：環(huán)的彈力N和磁場的洛倫茲力F＝Bqv，而且兩個(gè)力的矢量和時(shí)刻等于小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．考慮到小球速度大小的變化和方向的變化以及磁場強(qiáng)弱的變化，彈力N和洛倫茲力F不用然向來在增大．磁場力向來與圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向垂直，因此磁場力對(duì)小球不做功．二、非選擇題11.磁場的磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的四種情況，以下列圖，其中能產(chǎn)生電場的有________圖所示的磁場，能產(chǎn)生連續(xù)電磁波的有________圖所示的磁場．剖析：依照麥克斯韋的電磁場理論，能夠作以下判斷：A圖的磁場是恒定的，不能夠產(chǎn)生新的電場，更不能夠產(chǎn)生電磁波；B圖中的磁場是周期性變化的，能夠產(chǎn)生周期性變化的電場，因而能夠產(chǎn)生連續(xù)的電磁波；C圖中的磁場是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的電場，而恒定的電場不能夠再產(chǎn)生磁場，不能夠產(chǎn)生向外擴(kuò)展的電磁場，因此不能夠產(chǎn)生連續(xù)的電磁波；D圖所示磁場是周期性變化的，能產(chǎn)生周期性變化的電場，能產(chǎn)生電磁波．答案：BCDBD12.雷達(dá)是利用電磁波來測定物體的地址和速度的設(shè)備，它能夠向必然方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，當(dāng)碰到阻擋物時(shí)要發(fā)生反射．雷達(dá)在發(fā)射和接收電磁波時(shí)，在熒光屏上分別表現(xiàn)出一個(gè)尖形波．某型號(hào)防空雷達(dá)發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時(shí)間間隔為5×10－4s．現(xiàn)在雷達(dá)正在追蹤一個(gè)勻速搬動(dòng)的目標(biāo)，某時(shí)刻在雷達(dá)監(jiān)察屏上顯示的雷達(dá)波形如圖甲所示，30s后在同一方向上監(jiān)察屏顯示的雷達(dá)波形如圖乙所示．已知雷達(dá)監(jiān)察屏上相鄰刻線間表示的時(shí)間間隔