2024-2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修二4.1 電磁振蕩 4.2 電磁場(chǎng)與電磁波 （含答案） （人教2019選擇性必修二）

2024-2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修二4.1電磁振蕩4.2電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、電場(chǎng)振蕩的產(chǎn)生1．振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流．2．振蕩電路：能產(chǎn)生振蕩電流的電路．3．LC振蕩電路的放電、充電過(guò)程(1)電容器放電：線圈有自感作用，放電電流不會(huì)立刻達(dá)到最大值，而是由零逐漸增大，極板上的電荷逐漸減少．放電完畢時(shí)，極板上的電荷量為零，放電電流達(dá)到最大值．該過(guò)程電容器的電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能．(2)電容器充電：電容器放電完畢時(shí)，線圈有自感作用，電流并不會(huì)立刻減小為零，而會(huì)保持原來(lái)的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小，電容器開(kāi)始反向充電，極板上的電荷逐漸增多，電流減小到零時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷量達(dá)到最大值．該過(guò)程中線圈的磁場(chǎng)能又全部轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能．要點(diǎn)二、電磁振蕩的周期和頻率1．周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間．2．頻率：1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)．如果振蕩電路沒(méi)有能量損失，也不受其他外界影響，這時(shí)的周期和頻率分別叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率．3．周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).4、周期和頻率公式（1）T取決于L、C，與極板所帶電荷量、兩板間電壓無(wú)關(guān)．（2）電感線圈的自感系數(shù)L及電容C由哪些因素決定．L一般由線圈的長(zhǎng)度、橫截面積、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)及有無(wú)鐵芯決定，電容C由公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，與電介質(zhì)的介電常數(shù)εr、極板正對(duì)面積S及板間距離d有關(guān)．要點(diǎn)三、振蕩過(guò)程各物理量的變化規(guī)律1、用圖象對(duì)應(yīng)分析i、q的變化關(guān)系(如圖所示)2．相關(guān)量與電路狀態(tài)的對(duì)應(yīng)情況電路狀態(tài)abcde時(shí)刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T電荷量q最多0最多0最多電場(chǎng)能最大0最大0最大電流i0正向最大0反向最大0磁場(chǎng)能0最大0最大03.幾個(gè)關(guān)系(1)同步同變關(guān)系在LC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過(guò)程中，電容器上的物理量：電荷量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)同步異變關(guān)系在LC振蕩過(guò)程中，電容器上的三個(gè)物理量q、E、EE增大時(shí)，線圈中的三個(gè)物理量i、B、EB減小，且它們的變化是同步的，也即q、E、EE↑同步異向變化,i、B、EB↓.要點(diǎn)四、偉大的預(yù)言1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．(2)麥克斯韋的見(jiàn)解：電路里感應(yīng)電流的產(chǎn)生，一定是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)，自由電荷在電場(chǎng)的作用下發(fā)生了定向移動(dòng)．(3)實(shí)質(zhì)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)．2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．(2)非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)．(3)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)．3．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)(1)均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．(2)非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)．(3)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)．要點(diǎn)五、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周?chē)鷤鞑?，形成電磁波?．電磁波是橫波：根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波．3．電磁波的速度：麥克斯韋指出了光的電磁本性，他預(yù)言電磁波的速度等于光速．要點(diǎn)六、赫茲的電火花1、赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，為了紀(jì)念他，把頻率的單位定為赫茲．2、電磁波與機(jī)械波的比較機(jī)械波電磁波研究對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播情況傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)傳播無(wú)需介質(zhì)，在真空中波速等于光速c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)產(chǎn)生機(jī)理由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由電磁振蕩激發(fā)(下節(jié)內(nèi)容)是橫波還是縱波可能是橫波，也可能是縱波橫波干涉和衍射可以發(fā)生干涉和衍射要點(diǎn)突破突破一：LC振蕩電路充、放電過(guò)程的判斷方法1.根據(jù)電流流向判斷，當(dāng)電流流向帶正電的極板時(shí)，處于充電過(guò)程；反之，處于放電過(guò)程。2.根據(jù)物理量的變化趨勢(shì)判斷：當(dāng)電容器的帶電荷量q(U、E)增大時(shí)，處于充電過(guò)程；反之，處于放電過(guò)程。3.根據(jù)能量判斷：電場(chǎng)能增加時(shí)，充電；磁場(chǎng)能增加時(shí)，放電。突破二：對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．②非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)．③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)．(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)．③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)．突破三：電磁波與機(jī)械波的三點(diǎn)不同（1）電磁波是電磁現(xiàn)象，由電磁振蕩產(chǎn)生；機(jī)械波是力學(xué)現(xiàn)象，由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生。（2）機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)的存在，但電磁波的傳播不需要介質(zhì)。（3）不同頻率的機(jī)械波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，在不同介質(zhì)中傳播速度不同；不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同，在同一介質(zhì)中傳播速度不同。強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1．無(wú)線話筒是LC振蕩電路的一個(gè)典型應(yīng)用。在LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示，且電容器上極板帶正電，下列說(shuō)法正確的是（）A．電容器正在放電 B．振蕩電流正在減小C．電流流向沿a到b D．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化2．在理想LC振蕩電路中的某時(shí)刻，電容器極板間的場(chǎng)強(qiáng)E的方向如圖所示，M是電路中的一點(diǎn)。若該時(shí)刻電容器正在充電，據(jù)此可判斷此時(shí)（）A．電路中的磁場(chǎng)能在增大 B．流過(guò)M點(diǎn)的電流方向向左C．電路中電流正在增加 D．電容器兩板間的電壓在減小3、2022年6月5日，中央電視臺(tái)對(duì)神舟十四號(hào)飛船與天和核心艙交會(huì)對(duì)接進(jìn)行了直播，其間航天員與北京飛控中心保持通話聯(lián)絡(luò)，直播畫(huà)面通過(guò)電磁波傳送到地面接收站。下列關(guān)于電磁波和聲波的說(shuō)法正確的是（）A．電磁波是橫波，聲波是縱波B．電磁波跟聲波一樣，只能在介質(zhì)中傳播C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在D．航天員講話時(shí)畫(huà)面能與聲音同步，說(shuō)明電磁波與聲波具有相同的傳播速度4、北京時(shí)間2022年5月12日晚9點(diǎn)，事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）合作組織正式發(fā)布了銀河系中心黑洞人馬座A·（SgrA·）的首張照片，如圖所示。該照片利用了射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)電磁波的捕捉。下列關(guān)于波的說(shuō)法正確的是（）A．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波B．電磁波是縱波，不能發(fā)生偏振現(xiàn)象C．電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播D．電磁波在任何介質(zhì)中傳播的速度都相等5、如圖所示為振蕩電路中電容器的極板帶電荷量隨時(shí)間變化曲線，則下列判斷中錯(cuò)誤的是（）A．在b和d時(shí)刻，電路中電流最大 B．在時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能C．a(chǎn)和c時(shí)刻，磁場(chǎng)能為零 D．在和時(shí)間內(nèi)，電容器被充電6、某時(shí)刻振蕩電路的自感線圈L中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（）A．若電容器上極板帶正電，則電容器正在放電B．若電容器上極板帶負(fù)電，則線圈中的電流正在增大C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在增大D．若磁場(chǎng)正在減弱，則線圈的自感電動(dòng)勢(shì)正在減小7、收音機(jī)的調(diào)諧（選臺(tái)）回路是一個(gè)LC振蕩電路，一般是由固定的線圈和可變電容器組成的。所以收音機(jī)的“選臺(tái)”往往采用只改變電容的方式選擇收聽(tīng)不同播音頻率的電臺(tái)。某收音機(jī)在收聽(tīng)頻率為f的電臺(tái)時(shí)可變電容器的電容為C0，那么當(dāng)收聽(tīng)頻率為2f的電臺(tái)時(shí)，該可變電容器的電容為（）A． B． C． D．8、關(guān)于電磁場(chǎng)與電磁波的描述，正確的是（）A．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B．光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)C．電磁波與機(jī)械波一樣可以是橫波也可以是縱波D．無(wú)線電波必須借助電視機(jī)、收音機(jī)、手機(jī)等工具才能傳播9、下列說(shuō)法中正確的是（）A．在電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng) B．電磁波與機(jī)械波的傳播都需要介質(zhì)C．電磁波在真空中的速度為3×108m/s D．電磁場(chǎng)理論是物理學(xué)家法拉第建立的10、關(guān)于機(jī)械波與電磁波，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播不需要介質(zhì)B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在C．變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)一定時(shí)變化的D．電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象11、關(guān)于電磁場(chǎng)理論和電磁波，下列說(shuō)法正確的是（

）A．電磁波是縱波B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)C．均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在12、下列說(shuō)法中正確的是（）A．電磁波傳播時(shí)需要介質(zhì)，故它不能在真空中傳播B．變化的磁場(chǎng)一定可以產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C．周期性變化的磁場(chǎng)一定可以產(chǎn)生變化的電場(chǎng)D．電磁波是縱波，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電磁波的傳播方向平行13、某時(shí)刻LC振蕩電路自感線圈L中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．若電容器正在放電，電容器上極板帶正電B．若電容器正在充電，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也在增大C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度也在增大D．若磁場(chǎng)正在減弱，則電場(chǎng)能也在減小14、如圖所示的電路中，線圈L的電阻不計(jì)。開(kāi)關(guān)S先閉合，等電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)電容器下極板帶正電，且電荷量第一次達(dá)到最大值。下列說(shuō)法正確的是（）A．t=0.03s時(shí)回路中電流最大B．t=0.04s時(shí)線圈L的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．t=0.05s時(shí)線圈L的磁場(chǎng)能最大D．t=0.06s時(shí)電容器的上極板帶正電4.1電磁振蕩4.2電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、電場(chǎng)振蕩的產(chǎn)生1．振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流．2．振蕩電路：能產(chǎn)生振蕩電流的電路．3．LC振蕩電路的放電、充電過(guò)程(1)電容器放電：線圈有自感作用，放電電流不會(huì)立刻達(dá)到最大值，而是由零逐漸增大，極板上的電荷逐漸減少．放電完畢時(shí)，極板上的電荷量為零，放電電流達(dá)到最大值．該過(guò)程電容器的電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能．(2)電容器充電：電容器放電完畢時(shí)，線圈有自感作用，電流并不會(huì)立刻減小為零，而會(huì)保持原來(lái)的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小，電容器開(kāi)始反向充電，極板上的電荷逐漸增多，電流減小到零時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷量達(dá)到最大值．該過(guò)程中線圈的磁場(chǎng)能又全部轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能．要點(diǎn)二、電磁振蕩的周期和頻率1．周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間．2．頻率：1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)．如果振蕩電路沒(méi)有能量損失，也不受其他外界影響，這時(shí)的周期和頻率分別叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率．3．周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).4、周期和頻率公式（1）T取決于L、C，與極板所帶電荷量、兩板間電壓無(wú)關(guān)．（2）電感線圈的自感系數(shù)L及電容C由哪些因素決定．L一般由線圈的長(zhǎng)度、橫截面積、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)及有無(wú)鐵芯決定，電容C由公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，與電介質(zhì)的介電常數(shù)εr、極板正對(duì)面積S及板間距離d有關(guān)．要點(diǎn)三、振蕩過(guò)程各物理量的變化規(guī)律1、用圖象對(duì)應(yīng)分析i、q的變化關(guān)系(如圖所示)2．相關(guān)量與電路狀態(tài)的對(duì)應(yīng)情況電路狀態(tài)abcde時(shí)刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T電荷量q最多0最多0最多電場(chǎng)能最大0最大0最大電流i0正向最大0反向最大0磁場(chǎng)能0最大0最大03.幾個(gè)關(guān)系(1)同步同變關(guān)系在LC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過(guò)程中，電容器上的物理量：電荷量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)同步異變關(guān)系在LC振蕩過(guò)程中，電容器上的三個(gè)物理量q、E、EE增大時(shí)，線圈中的三個(gè)物理量i、B、EB減小，且它們的變化是同步的，也即q、E、EE↑同步異向變化,i、B、EB↓.要點(diǎn)四、偉大的預(yù)言1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．(2)麥克斯韋的見(jiàn)解：電路里感應(yīng)電流的產(chǎn)生，一定是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)，自由電荷在電場(chǎng)的作用下發(fā)生了定向移動(dòng)．(3)實(shí)質(zhì)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)．2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．(2)非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)．(3)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)．3．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)(1)均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．(2)非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)．(3)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)．要點(diǎn)五、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周?chē)鷤鞑?，形成電磁波?．電磁波是橫波：根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波．3．電磁波的速度：麥克斯韋指出了光的電磁本性，他預(yù)言電磁波的速度等于光速．要點(diǎn)六、赫茲的電火花1、赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，為了紀(jì)念他，把頻率的單位定為赫茲．2、電磁波與機(jī)械波的比較機(jī)械波電磁波研究對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播情況傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)傳播無(wú)需介質(zhì)，在真空中波速等于光速c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)產(chǎn)生機(jī)理由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由電磁振蕩激發(fā)(下節(jié)內(nèi)容)是橫波還是縱波可能是橫波，也可能是縱波橫波干涉和衍射可以發(fā)生干涉和衍射要點(diǎn)突破突破一：LC振蕩電路充、放電過(guò)程的判斷方法1.根據(jù)電流流向判斷，當(dāng)電流流向帶正電的極板時(shí)，處于充電過(guò)程；反之，處于放電過(guò)程。2.根據(jù)物理量的變化趨勢(shì)判斷：當(dāng)電容器的帶電荷量q(U、E)增大時(shí)，處于充電過(guò)程；反之，處于放電過(guò)程。3.根據(jù)能量判斷：電場(chǎng)能增加時(shí)，充電；磁場(chǎng)能增加時(shí)，放電。突破二：對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．②非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)．③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)．(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)．③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)．突破三：電磁波與機(jī)械波的三點(diǎn)不同（1）電磁波是電磁現(xiàn)象，由電磁振蕩產(chǎn)生；機(jī)械波是力學(xué)現(xiàn)象，由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生。（2）機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)的存在，但電磁波的傳播不需要介質(zhì)。（3）不同頻率的機(jī)械波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，在不同介質(zhì)中傳播速度不同；不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同，在同一介質(zhì)中傳播速度不同。強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1．無(wú)線話筒是LC振蕩電路的一個(gè)典型應(yīng)用。在LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示，且電容器上極板帶正電，下列說(shuō)法正確的是（）A．電容器正在放電 B．振蕩電流正在減小C．電流流向沿a到b D．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化【答案】B【解析】由圖可知，此時(shí)電容器正在充電，電路中電流正在減小，電路中的電流沿順時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，故B正確，ACD錯(cuò)誤。2．在理想LC振蕩電路中的某時(shí)刻，電容器極板間的場(chǎng)強(qiáng)E的方向如圖所示，M是電路中的一點(diǎn)。若該時(shí)刻電容器正在充電，據(jù)此可判斷此時(shí)（）A．電路中的磁場(chǎng)能在增大 B．流過(guò)M點(diǎn)的電流方向向左C．電路中電流正在增加 D．電容器兩板間的電壓在減小【答案】B【解析】AC．因該時(shí)刻電容器正在充電，則電流逐漸減小，電路中的磁場(chǎng)能在減小，故AC錯(cuò)誤；B．該時(shí)刻電容器正在充電，此時(shí)電容器上極板帶正電，則充電時(shí)流過(guò)M點(diǎn)的電流方向向左，故B正確；D．充電時(shí)，電容器兩板間的電壓在增大，故D錯(cuò)誤。3、2022年6月5日，中央電視臺(tái)對(duì)神舟十四號(hào)飛船與天和核心艙交會(huì)對(duì)接進(jìn)行了直播，其間航天員與北京飛控中心保持通話聯(lián)絡(luò)，直播畫(huà)面通過(guò)電磁波傳送到地面接收站。下列關(guān)于電磁波和聲波的說(shuō)法正確的是（）A．電磁波是橫波，聲波是縱波B．電磁波跟聲波一樣，只能在介質(zhì)中傳播C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在D．航天員講話時(shí)畫(huà)面能與聲音同步，說(shuō)明電磁波與聲波具有相同的傳播速度【答案】A【解析】A．電磁波的傳播和振動(dòng)垂直是橫波，聲波的振動(dòng)和傳播平行則是縱波，故A正確；B．電磁波的傳播不依賴介質(zhì)，聲波是機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播，故B錯(cuò)誤；C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在，故C錯(cuò)誤；D．航天員講話時(shí)畫(huà)面能與聲音同步，但電磁波的速度為光速，聲波的傳播速度為340m/s，兩者差距很大，故D錯(cuò)誤；4、北京時(shí)間2022年5月12日晚9點(diǎn)，事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）合作組織正式發(fā)布了銀河系中心黑洞人馬座A·（SgrA·）的首張照片，如圖所示。該照片利用了射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)電磁波的捕捉。下列關(guān)于波的說(shuō)法正確的是（）A．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波B．電磁波是縱波，不能發(fā)生偏振現(xiàn)象C．電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播D．電磁波在任何介質(zhì)中傳播的速度都相等【答案】A【解析】A．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波，故A正確；B．電磁波是橫波，可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C．電磁波的傳播不依賴于介質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D．電磁波在不同介質(zhì)中傳播的速度不相等，故D錯(cuò)誤。5、如圖所示為振蕩電路中電容器的極板帶電荷量隨時(shí)間變化曲線，則下列判斷中錯(cuò)誤的是（）A．在b和d時(shí)刻，電路中電流最大 B．在時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能C．a(chǎn)和c時(shí)刻，磁場(chǎng)能為零 D．在和時(shí)間內(nèi)，電容器被充電【答案】D【解析】A．在b、d兩時(shí)刻，電量為零，故電場(chǎng)能為零，故電流最大，A正確；B．在a→b時(shí)間內(nèi)，電荷量減小，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能，B正確；C．a(chǎn)、c時(shí)刻，電荷量最大，此時(shí)電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能為零，C正確；D．在O→a時(shí)間內(nèi)，電荷量在增加，故電容器被充電；而c→d時(shí)刻，電荷量在減小，電容器在放電，D錯(cuò)誤。故選D。6、某時(shí)刻振蕩電路的自感線圈L中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（）A．若電容器上極板帶正電，則電容器正在放電B．若電容器上極板帶負(fù)電，則線圈中的電流正在增大C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在增大D．若磁場(chǎng)正在減弱，則線圈的自感電動(dòng)勢(shì)正在減小【答案】A【解析】A．根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可知，回路中的電流為逆時(shí)針?lè)较颍瑒t若電容器上極板帶正電，則電容器正在放電，選項(xiàng)A正確；B．若電容器上極板帶負(fù)電，則電容器正在充電，則線圈中的電流正在減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則回路中電流正在變大，電容器在放電，即電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若磁場(chǎng)正在減弱，則回路中電流正在變小，電容器在充電，電流減小的越來(lái)越快，則線圈的自感電動(dòng)勢(shì)正在增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。7、收音機(jī)的調(diào)諧（選臺(tái)）回路是一個(gè)LC振蕩電路，一般是由固定的線圈和可變電容器組成的。所以收音機(jī)的“選臺(tái)”往往采用只改變電容的方式選擇收聽(tīng)不同播音頻率的電臺(tái)。某收音機(jī)在收聽(tīng)頻率為f的電臺(tái)時(shí)可變電容器的電容為C0，那么當(dāng)收聽(tīng)頻率為2f的電臺(tái)時(shí)，該可變電容器的電容為（）A． B． C． D．【答案】D【解析】由題意，根據(jù)LC電路頻率公式可得解得故選D。8、關(guān)于電磁場(chǎng)與電磁波的描述，正確的是（）A．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B．光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)C．電磁波與機(jī)械波一樣可以是橫波也可以是縱波D．無(wú)線電波必須借助電視機(jī)、收音機(jī)、手機(jī)等工具才能傳播【答案】B【解析】A．只有周期性變化的電（磁）場(chǎng)才能產(chǎn)生周期性變化的磁（電）場(chǎng)；均勻變化的磁場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)；而均勻變化的電場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，A錯(cuò)誤；B．電磁波是電磁場(chǎng)的傳播，光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)，電磁波的傳播速度等于光速，B正確；C．電磁波的傳播方向與振動(dòng)方向相互垂直，電磁波是橫波，C錯(cuò)誤；D．無(wú)線電波傳播不需要介質(zhì)，D錯(cuò)誤。故選B。9、下列說(shuō)法中正確的是（）A．在電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng) B．電磁波與機(jī)械波的傳播都需要介質(zhì)C．電磁波在真空中的速度為3×108m/s D．電磁場(chǎng)理論是物理學(xué)家法拉第建立的【答案】C【解析】A．變化的電場(chǎng)周?chē)嬖诖艌?chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，但機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C．電磁波在真空中的速度等于光速為3×108m/s，故C正確；D．電磁場(chǎng)理論是物理學(xué)家麥克斯韋建立的，D錯(cuò)誤。故選C。10、關(guān)于機(jī)械波與電磁波，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播不需要介質(zhì)B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在C．變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)一定時(shí)變化的D．電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象【答案】C【解析】A．機(jī)械波不能在真空中傳播，機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，電磁波可以在真空中傳播，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故A正確，不符合題意；B．麥克斯韋提出電磁理論并預(yù)言了電磁波的存在，1884年，赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故B正確，不符合題意；C．均勻變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象以及多普勒效應(yīng)，故D正確，不符合題意。11、關(guān)于電磁場(chǎng)理論和電磁波，下列說(shuō)法正確的是（

）A．電磁波是縱波B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)C．均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在【答案】B【解析】A．由電磁波產(chǎn)生的原理可知，電磁波是橫波，A錯(cuò)誤；B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，B正確；C．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，C錯(cuò)誤；D．麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論，預(yù)言了電磁波，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，D錯(cuò)誤。12、下列說(shuō)法中正確的是（）A．電磁波傳播時(shí)需要介質(zhì)，故它不能在真空中傳播B．變化的磁場(chǎng)一定可以產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C．周期性變化的磁場(chǎng)一定可以產(chǎn)生變化的電場(chǎng)D．電磁波是縱波，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電磁波的傳播方向平行【答案】C【解析】A．電磁波傳播時(shí)不需要介質(zhì)，電磁波可以在真空中傳播，A錯(cuò)誤；B．據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，B錯(cuò)誤；C．周期性變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，C正確；D．電磁波在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直且與電磁波的傳播方向垂直，電磁波是橫波。故D錯(cuò)誤。13、某時(shí)刻LC振蕩電路自感線圈L中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．若電容器正在放電，電容器上極板帶正電B．若電容器正在充電，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也在增大C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度也在增大D．若磁場(chǎng)正在減弱，則電場(chǎng)能也在減小【答案】A【解析】A．若電容器正在放電，電路中電流減小，線圈中磁通量減小，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可知，回路中的電流為逆時(shí)針?lè)较?，則電容器上極板帶正電，故A正確；B．若電容器正在充電，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度在減小，故B錯(cuò)誤；C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，電容器兩極板間的電壓減小，電場(chǎng)強(qiáng)度也在減小，故C錯(cuò)誤；D．若磁場(chǎng)正在減弱，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，則電場(chǎng)能在增大，故D錯(cuò)誤。14、如圖所示的電路中，線圈L的電阻不計(jì)。開(kāi)關(guān)S先閉合，等電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)電容器下極板帶正電，且電荷量第一次達(dá)到最大值。下列說(shuō)法正確的是（）A．t=0.03s時(shí)回路中電流最大B．t=0.04s時(shí)線圈L的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．t=0.05s時(shí)線圈L的磁場(chǎng)能最大D．t=0.06s時(shí)電容器的上極板帶正電【答案】D【解析】LC回路中，在一個(gè)周期內(nèi)，電容器充電兩次，放電兩次，線圈及導(dǎo)線電阻均不計(jì)，先閉合開(kāi)關(guān)S穩(wěn)定后，線圈兩端沒(méi)有電壓，電容器不帶電，線圈具有磁場(chǎng)能，在t=0時(shí)刻，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，對(duì)電容器充電，使下極板帶正電，當(dāng)t=0.02s時(shí)，電容器下極板帶正電，且電荷量第一次達(dá)到最大值，則LC回路的周期為A．t=0.03s即個(gè)周期，電容器正在放電，且未放電結(jié)束，回路中電流沒(méi)有達(dá)到最大，故A錯(cuò)誤；B．t=0.04s時(shí)電容器放電結(jié)束，回路中電流最大，線圈L的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，故B錯(cuò)誤；C．t=0.05s時(shí)電容器正在充電，電流沿LC回路順時(shí)針?lè)较?，回路中電流沒(méi)有達(dá)到最大，線圈L的磁場(chǎng)能沒(méi)有達(dá)到最大，故C錯(cuò)誤；D．t=0.06s時(shí)電容器充電結(jié)束，上極板帶正電，故D正確。第四章電磁振蕩與電磁波第2節(jié)電磁場(chǎng)與電磁波【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本觀點(diǎn)以及在物理學(xué)發(fā)展史上的意義?？茖W(xué)思維了解電磁波的特點(diǎn)及其發(fā)展過(guò)程，通過(guò)電磁波體會(huì)電磁場(chǎng)的物理性質(zhì)?？茖W(xué)探究回顧探究電磁波的實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象分析結(jié)果歸納總結(jié)的科學(xué)探究方法?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)電磁場(chǎng)與電磁波的知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一電磁場(chǎng)【情境導(dǎo)入】如圖所示磁鐵相對(duì)閉合線圈上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合線圈中的自由電荷做定向移動(dòng)，是受到什么力的作用？這能否說(shuō)明變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)？如果沒(méi)有導(dǎo)體，情況會(huì)怎樣？【知識(shí)梳理】1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生．(2)麥克斯韋的見(jiàn)解：電路里能產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)樽兓漠a(chǎn)生了電場(chǎng)，電場(chǎng)促使導(dǎo)體中的自由電荷做定向運(yùn)動(dòng)．(3)實(shí)質(zhì)：變化的產(chǎn)生了電場(chǎng)．2．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋假設(shè)，既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，那么變化的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生．3．變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的．【重難詮釋】對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．②非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)．③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)．(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)．③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)．【典例精析】例1．用麥克斯韋電磁場(chǎng)理論判斷如圖所示的四組電場(chǎng)(左側(cè))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(右側(cè))，或磁場(chǎng)(左側(cè))產(chǎn)生的電場(chǎng)(右側(cè))隨時(shí)間t的變化規(guī)律，其中錯(cuò)誤的是()知識(shí)點(diǎn)二電磁波【情境導(dǎo)入】如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)接在高壓感應(yīng)圈上的兩金屬球間有電火花時(shí)，導(dǎo)線環(huán)上兩小球間也會(huì)產(chǎn)生電火花，這是為什么？這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了什么？【知識(shí)梳理】1．電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑ィ纬桑?．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波在空間傳播不需要．(2)電磁波是橫波：電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度，而且二者均與波的傳播方向垂直．(3)電磁波能產(chǎn)生反射、、干涉、偏振和等現(xiàn)象．3．電磁波具有能量電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換就是能量與能量的轉(zhuǎn)換，電磁波的發(fā)射過(guò)程是能量的過(guò)程，傳播過(guò)程是能量傳播的過(guò)程．【重難詮釋】電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波是橫波，在傳播方向上的任一點(diǎn)，E和B彼此垂直且均與傳播方向垂直．如圖所示．(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中電磁波的傳播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108m/s.(3)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射、反射、折射和偏振等現(xiàn)象，電磁波也是傳播能量的一種形式．(4)電磁波波速c、波長(zhǎng)λ及頻率f之間的關(guān)系為c＝λf.【典例精析】例2．(多選)關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)B．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均平行D．利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸知識(shí)點(diǎn)三電磁波和機(jī)械波的比較【重難詮釋】名稱項(xiàng)目機(jī)械波電磁波研究對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播情況傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)傳播無(wú)須介質(zhì)，在真空中波速等于光速c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)產(chǎn)生機(jī)理由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由電磁振蕩激發(fā)波的特點(diǎn)橫波或縱波橫波干涉和衍射可以發(fā)生干涉和衍射【典例精析】例3．(多選)下列關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A．機(jī)械波和電磁波本質(zhì)上是一致的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．下列四個(gè)選項(xiàng)中的四種磁場(chǎng)變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場(chǎng)的是（）A． B．C． D．2．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論判斷，如圖所示的4組電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)（或磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)）隨時(shí)間t變化的規(guī)律中，錯(cuò)誤的是（）A． B．C． D．3．根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng)B．電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)C．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)周?chē)欢](méi)有磁場(chǎng)D．變化的磁場(chǎng)周?chē)灰欢ù嬖谧兓碾妶?chǎng)4．各種電磁波的應(yīng)用下列說(shuō)法中正確的是（）①夏天太陽(yáng)光把地面曬得發(fā)熱是因?yàn)榭梢?jiàn)光的熱效應(yīng)在各種電磁波中是最強(qiáng)的②醫(yī)院里用射線進(jìn)行人體透視，是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透本領(lǐng)最大的③驗(yàn)鈔機(jī)驗(yàn)鈔票真?zhèn)误w現(xiàn)了紫外線的熒光效應(yīng)④在熱學(xué)中所說(shuō)的熱輻射就是紅外線輻射A．①② B．①③ C．②④ D．③④5．某電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如選項(xiàng)圖所示，不能產(chǎn)生磁場(chǎng)的電場(chǎng)是（）A． B．C． D．6．一束持續(xù)電子流在電場(chǎng)力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則在其周?chē)目臻g中（）A．產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B．產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C．所產(chǎn)生的磁場(chǎng)又可產(chǎn)生電場(chǎng)D．產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電場(chǎng)形成電磁波7．關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是（）A．變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖谥妶?chǎng)，與是否有閉合電路有關(guān)B．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)C．變化的電場(chǎng)和穩(wěn)定的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D．電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng)8．關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的正確說(shuō)法是（）A．電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)B．電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波C．電磁波傳播速度總是3×108m/sD．電磁波是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播9．手機(jī)A撥叫手機(jī)B時(shí)，手機(jī)B發(fā)出鈴聲且屏上顯示A的號(hào)碼。若將手機(jī)A置于一真空玻璃罩中，用手機(jī)B撥叫手機(jī)A，則（）A．能聽(tīng)到A發(fā)出的鈴聲，并看到A顯示B的號(hào)碼B．不能聽(tīng)到A發(fā)出的鈴聲，但能看到A顯示B的號(hào)碼C．能聽(tīng)到A發(fā)出的鈴聲，但不能看到A顯示B的號(hào)碼D．既不能聽(tīng)到A發(fā)出的鈴聲，也不能顯示B的號(hào)碼10．關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．麥克斯韋不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．赫茲不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D．赫茲首先預(yù)言了電磁波的存在，麥克斯韋通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在二、多選題11．梳子在梳頭后帶上電荷，搖動(dòng)這把梳子會(huì)在空中產(chǎn)生電磁波，該電磁波（）A．是由于電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的B．不能在真空中傳播C．只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播D．在空氣中的傳播速度約為12．關(guān)于電磁場(chǎng)的理論，下列說(shuō)法中正確的是（）A．變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的B．變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)不一定是變化的C．均勻變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)也是均勻變化的D．周期性變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生同樣頻率的周期性變化的磁場(chǎng)13．下列說(shuō)法中正確的是（）A．電磁波又叫無(wú)線電波B．電磁波的傳播不需要任何介質(zhì)C．電磁波的傳播過(guò)程就是電磁場(chǎng)能量的傳播過(guò)程D．電磁波在各種介質(zhì)中的傳播速度都相等14．如圖所示，某空間出現(xiàn)一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是（）A．在中心點(diǎn)O處有一個(gè)點(diǎn)電荷 B．沿軸線方向有穩(wěn)定的電流C．沿軸線PQ方向的磁場(chǎng)在迅速減弱 D．沿軸線QP方向的磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)15．霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的身體健康，霧霾天氣時(shí)能見(jiàn)度只有幾米，天氣變黃變暗，這是由于這種情況下（）A．只有波長(zhǎng)較短的一部分光才能到達(dá)地面B．只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光才能到達(dá)地面C．只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面D．只有頻率較小的一部分光才能到達(dá)地面第四章電磁振蕩與電磁波第2節(jié)電磁場(chǎng)與電磁波【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本觀點(diǎn)以及在物理學(xué)發(fā)展史上的意義?？茖W(xué)思維了解電磁波的特點(diǎn)及其發(fā)展過(guò)程，通過(guò)電磁波體會(huì)電磁場(chǎng)的物理性質(zhì)。科學(xué)探究回顧探究電磁波的實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象分析結(jié)果歸納總結(jié)的科學(xué)探究方法。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)電磁場(chǎng)與電磁波的知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一電磁場(chǎng)【情境導(dǎo)入】如圖所示磁鐵相對(duì)閉合線圈上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合線圈中的自由電荷做定向移動(dòng)，是受到什么力的作用？這能否說(shuō)明變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)？如果沒(méi)有導(dǎo)體，情況會(huì)怎樣？答案：磁鐵上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)，說(shuō)明電荷受到靜電力作用，即導(dǎo)體處在電場(chǎng)中。磁鐵的上、下運(yùn)動(dòng)使線圈處在變化的磁場(chǎng)中，這表明變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生了電場(chǎng)。如果沒(méi)有導(dǎo)體，該處仍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)?！局R(shí)梳理】1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．(2)麥克斯韋的見(jiàn)解：電路里能產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)樽兓拇艌?chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)，電場(chǎng)促使導(dǎo)體中的自由電荷做定向運(yùn)動(dòng)．(3)實(shí)質(zhì)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)．2．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋假設(shè)，既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，那么變化的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)．3．變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)．【重難詮釋】對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．②非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)．③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)．(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)．③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)．【典例精析】例1．用麥克斯韋電磁場(chǎng)理論判斷如圖所示的四組電場(chǎng)(左側(cè))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(右側(cè))，或磁場(chǎng)(左側(cè))產(chǎn)生的電場(chǎng)(右側(cè))隨時(shí)間t的變化規(guī)律，其中錯(cuò)誤的是()【答案】C【解析】恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，選項(xiàng)A正確；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，選項(xiàng)B正確；周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率成正比，對(duì)于正弦曲線，t＝0時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率最大，故產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．知識(shí)點(diǎn)二電磁波【情境導(dǎo)入】如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)接在高壓感應(yīng)圈上的兩金屬球間有電火花時(shí)，導(dǎo)線環(huán)上兩小球間也會(huì)產(chǎn)生電火花，這是為什么？這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了什么？答案當(dāng)A、B兩金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)就會(huì)產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，這種變化的電磁場(chǎng)傳播到導(dǎo)線環(huán)時(shí)，在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使導(dǎo)線環(huán)上兩小球間也產(chǎn)生電火花．這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在．【知識(shí)梳理】1．電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑?，形成電磁波?．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波在空間傳播不需要介質(zhì)．(2)電磁波是橫波：電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直．(3)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象．3．電磁波具有能量電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換就是電場(chǎng)能量與磁場(chǎng)能量的轉(zhuǎn)換，電磁波的發(fā)射過(guò)程是輻射能量的過(guò)程，傳播過(guò)程是能量傳播的過(guò)程．【重難詮釋】電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波是橫波，在傳播方向上的任一點(diǎn)，E和B彼此垂直且均與傳播方向垂直．如圖所示．(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中電磁波的傳播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108m/s.(3)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射、反射、折射和偏振等現(xiàn)象，電磁波也是傳播能量的一種形式．(4)電磁波波速c、波長(zhǎng)λ及頻率f之間的關(guān)系為c＝λf.【典例精析】例2．(多選)關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)B．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均平行D．利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸【答案】AB【解析】電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與頻率無(wú)關(guān)，A正確；電磁波是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā)得到的，B正確；電磁波傳播方向與電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向均垂直，C錯(cuò)誤；光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，D錯(cuò)誤．知識(shí)點(diǎn)三電磁波和機(jī)械波的比較【重難詮釋】名稱項(xiàng)目機(jī)械波電磁波研究對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播情況傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)傳播無(wú)須介質(zhì)，在真空中波速等于光速c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)產(chǎn)生機(jī)理由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由電磁振蕩激發(fā)波的特點(diǎn)橫波或縱波橫波干涉和衍射可以發(fā)生干涉和衍射【典例精析】例3．(多選)下列關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A．機(jī)械波和電磁波本質(zhì)上是一致的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象【答案】BCD【解析】機(jī)械波由振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生；機(jī)械波是能量波，傳播需要介質(zhì)，速度由介質(zhì)決定；電磁波是物質(zhì)波，波速由介質(zhì)和自身的頻率共同決定；機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、C、D正確．針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．下列四個(gè)選項(xiàng)中的四種磁場(chǎng)變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場(chǎng)的是（）A． B．C． D．【答案】B【解析】由圖可知，產(chǎn)生的電場(chǎng)為穩(wěn)定的電場(chǎng)，由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)。故選B。2．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論判斷，如圖所示的4組電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)（或磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)）隨時(shí)間t變化的規(guī)律中，錯(cuò)誤的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】A．穩(wěn)定的電場(chǎng)不能產(chǎn)生磁場(chǎng)，故A正確；B．均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故B正確；CD．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率成正比，故C錯(cuò)誤，D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。3．根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng)B．電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)C．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)周?chē)欢](méi)有磁場(chǎng)D．變化的磁場(chǎng)周?chē)灰欢ù嬖谧兓碾妶?chǎng)【答案】D【解析】A．變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)電場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．變化的電場(chǎng)可以激發(fā)磁場(chǎng)，恒定的電場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；C．運(yùn)動(dòng)的電荷可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；D．變化的磁場(chǎng)周?chē)灰欢ù嬖谧兓碾妶?chǎng)，只有非均勻變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，故D正確。故選D。4．各種電磁波的應(yīng)用下列說(shuō)法中正確的是（）①夏天太陽(yáng)光把地面曬得發(fā)熱是因?yàn)榭梢?jiàn)光的熱效應(yīng)在各種電磁波中是最強(qiáng)的②醫(yī)院里用射線進(jìn)行人體透視，是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透本領(lǐng)最大的③驗(yàn)鈔機(jī)驗(yàn)鈔票真?zhèn)误w現(xiàn)了紫外線的熒光效應(yīng)④在熱學(xué)中所說(shuō)的熱輻射就是紅外線輻射A．①② B．①③ C．②④ D．③④【答案】D【解析】熱效應(yīng)最強(qiáng)的是紅外線，熱輻射即紅外線輻射，①錯(cuò)誤，④正確；穿透本領(lǐng)最強(qiáng)的是射線，②錯(cuò)誤；驗(yàn)鈔機(jī)驗(yàn)鈔票真?zhèn)误w現(xiàn)了紫外線的熒光效應(yīng)，③正確。故選D。5．某電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如選項(xiàng)圖所示，不能產(chǎn)生磁場(chǎng)的電場(chǎng)是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。選不能產(chǎn)生磁場(chǎng)的，故選D。6．一束持續(xù)電子流在電場(chǎng)力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則在其周?chē)目臻g中（）A．產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B．產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C．所產(chǎn)生的磁場(chǎng)又可產(chǎn)生電場(chǎng)D．產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電場(chǎng)形成電磁波【答案】A【解析】因持續(xù)的電子流被加速，雖然速度在增大，但是以任一截面為研究對(duì)象，在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量相等，形成的電流是不變的，所以產(chǎn)生了穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)。故選A。7．關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是（）A．變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖谥妶?chǎng)，與是否有閉合電路有關(guān)B．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)C．變化的電場(chǎng)和穩(wěn)定的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D．電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng)【答案】B【解析】A．變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí)，回路中有電流，若無(wú)閉合回路，電場(chǎng)仍然存在，與電路是否閉合無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)一定也是周期性變化的，且頻率相同，故B正確；C．若形成電磁場(chǎng)必須有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；D．只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤。故選B。8．關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的正確說(shuō)法是（）A．電場(chǎng)和