专题34电磁场与电磁波(解析版)2215

专题三十四电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场(如图所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场(如图所示)．变化的磁场在其周围空间产生电场2．电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．3．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波．(2)电磁波的特点：①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要介质；②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＝3.0×108m/s.(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．例题分析一、麦克斯韦电磁场理论例1根据麦克斯韦电磁场A．有电场的空间一B．在变化的电场周围一C．均匀变化的电场周围一D．周(对应训练一)麦克斯韦建立了完整的电磁场第一次发现了________，测定了电磁波的________和________，得到了电磁波的理论，下列说法正确的是定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场定产生均匀变化的磁场期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场理论，______用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，(对应训练二)下列关于电场与磁场的产生的理解正确的是()二、电磁波和机械波例2关于电磁波与声波，下列说法正确的是A．电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要介质C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的波长变小(对应训练)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象三、电磁波的特点【例3】下列关于电磁波的叙述中，正确的是A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变D．电磁波不能产生干涉、衍射现象E．电磁波具有波的一切特征(对应训练)关于电磁波，以下说法正确的是A．电磁波是能量存在的一种方式B．电磁波能C．电磁波不是真实的()短()够传递能量物质D．微波炉就是用微波的能量来煮饭烧菜的A．在真空中，频率越高的电磁波速度越大B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大C．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变D．只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失4．电磁波与机械波具有的共同性质是()A．都是横波B．都能传输能量C．都能在真空中传播D．都具有恒定的波速5．某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是()A．在中心点O有一静止的点电荷B．沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线C．沿BA方向的磁场在减弱D．沿AB方向的磁场在减弱6．手机B的号码是133××××0008。手机A呼叫手机BB发出玻璃罩中，用手机B呼叫手机A．发出并显示手机B的号码A的号码是133××××0002，手机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A，则玻璃罩外面的人发现手机A(时，手机)响声，“133××××0008”B．不发出响声，但显示手机C．不发出响声，但显示手机A的号码D．既不发出响声，也不显示号码7．甲坐在人民大会堂台前60m处听报告，乙坐在家里离电视机已知乙所在处与人民大会堂相距1000km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340m/s)(A．甲先听到声音B．乙先听到声音C．甲D．不能确定8．按照麦克斯韦的电是(A．恒定的电B．变化的电C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电B的号码“133××××0008”“133××××0002”5m处听电视转播，)、乙同时听到声音磁场理论，以下说法中正确的)场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场场D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场E．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场9．如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0。与此圆环形玻璃小槽外径所直向下。设小球在带电荷量不变，那么(现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在同时，有一变化的磁场垂直穿过小跟时间成正比，方向竖对应的圆面积，磁感应强度B的大运动过程中所)A．小球受到的向心力大小不变B．小球受到的向心力大小不断增加C．洛伦兹力对小球做了功D．小球受到的洛伦兹力大小与10．我国“嫦娥三号”探测器在进行首次软着陆和自动磁波实现对月球车的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长为λ＝30km，地面工作人员通过测量发现该电磁波由发射到被月球车接收所用的时间为t＝1.3s，电磁波的速时间成正比巡视勘察时，地面工作人员通过电上的度为c＝3×108m/s。则在发射器与月球车之间的距离相当于多少个波长？11．在电视节目中，我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？(已知地球的质量为6.0×1024kg，地球半径为6.4×106m，引力常量为6.67×10－11N·m2·kg－2，计算结果保留两位有效数字)专题三十四电磁场与电磁波基本知识点1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场(如图所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场(如图所示)．变化的磁场在其变化的电场在其周围空间产生磁场周围空间产生电场2．电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．3．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波．(2)电磁波的特点：①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要介质；长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝3.0×108m/s.(3)电磁波②电磁波的波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．例题分析一、麦克斯韦电磁场理论例1根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是A．有电场的空间一B．在变化的电场C．均匀变化的电场D．周期性变化的磁场定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，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，只有选项D正确。答案D归纳总结：理解麦克斯韦的电磁场理论的关键：掌握四个关键词：“恒定的”“均匀变化时间的函数。理论，______用实验证明了麦克斯韦预言的第一次发现了________，测定了电磁波的________和________，得到了电磁波的的”“非均匀变化的”“周期性交化的(即振荡的)”，这些都是对时间来说的，是(对应训练一)麦克斯韦建立了完整的电磁场正确性，________，证实在真空中它等于________．解析赫兹用实验验证了麦克斯韦电磁场理论的正确性，研究出电磁波的特点及其性质，揭示了光的本质是电磁波．答案赫兹电磁波波长频率波速光速(对应训练二)下列关于电场与磁场的产生的理解正确的是()解析题中A、B选项所描述的磁场是稳定的，由麦克斯韦电磁场理论可知其周围空间不会产生电场，A错误，B错误；题中C选项描述的是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，且磁通量的变化率最大时电场强度最强，其相位差为π2，C正确；题中D所描述的是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，其相位差为π，D错误。答案C二、电磁波和机械波例2A．电磁波B．电磁波关于电磁波与声波，下列说法正确的是是由电磁场发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要介质C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的波长变小解析由电磁波和声波的概念可知A正确；因为电磁波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播需要介质，在真空中不能传播，故B错误；电磁波在空气中的传播速度大于在水中的传播速度，在真空中的传播速度最大；声波在气体、液体、固体中的传播速度依次增大，故C正确；无论是电磁波还是声波，从一种介质进入另一种介质时频率都不v变，所以由波长λ＝及它们在不同介质中的传播速度可知，由空气进入水中时，电磁波的f波长变短，声波的波长变长，故D错误。答案AC归纳总结：理解电磁波与机械波的三点不同(1)电磁波是电磁现象，由电磁振荡产生；机械波是力学现象，由机械振动产生。(2)机械波的传播依赖于介质的存在，但电磁波的传播不需要介质。(3)不同频率的机械波在同一介质中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同；不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同。(对应训练)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象解析机械波由机械振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是质点振动的传播，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，传播不需要介质。电磁波的波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故B、C、D正确，A错误。答案BCD三、电磁波的特点【例3】下列关于电磁波的叙述中，正确的是A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/sC．电磁波由时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象E．电磁波具有波的一切特征()真空进入介质传播解析电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B项不正确；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故E项正确，D项不正确．答案ACE归纳总结：电磁波的特点1．电磁波有波的一切特点：能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象．2．电磁波是横波．在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直．3．电磁波(对应训练)关于电磁波A．电磁波量存在的一种方式B．电磁波能C．电磁波不是真实的物质D．微波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能．，以下说法正确的是()是能够传递能量炉就是用微波的能量来煮饭烧菜的解析场是一种看不见，摸不着，但真实存在的客观物质，电磁波是电磁场在周围空间中传播而形成的，所以也是一种客观物质，答案C错误．答案ABD专题训练1．真空中所有电磁波A．频率B．波长C．波速D．能解析电磁波在真空中的传播速度相同，而电磁波的频率、波长、能量不一定相同，故C正确。答案2．下列关于电磁波的A．均匀变化的磁B．电磁波C．只要有电D．电磁波都具有相同的()量C说法正确的是()场能够在空间产生电场在真空和介质中传播速度相同场和磁场，就能产生电磁波在同种介质中只能沿直线传播解析电磁波在真空中传播速度最大，为c＝3×108m/s，在介质中传播速度v＝nc，n为介质折射率，选项B错误；均匀变化的电场或磁场，不能产生电磁波，选项C错误；电磁波在均匀介质中沿直线传播，选项D错误．A．都是横波B．都能传输能量C．都能在真空中传播D．都具有恒定的波速解析电磁波是横波，但机械波有横波也有纵波，A错误；电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量，B正确；机械波的传播需要介质，两者波速均随介质的变化而不同，C、D错误。答案B5．某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是()A．在中心点O有一静止的B．沿AB方向有C．沿BA方向的磁场在减弱D．沿AB方向的磁场在减弱解析首先应知道闭合的电场线是由变化的磁场产生的，闭合的电场线类似于环形电点电荷一段通有恒定电流的直导线流，根据楞次定律环形电流产生的磁场由B→A，阻碍原磁场的变化，所以BA方向的磁场在减弱，选C。答案6．手机133××××0002，手机A呼叫手机BB发出响声且屏上显示手机A的号码“133××××0002”，若将手机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CA的号码是B的号码是133××××0008。手机时，手机A置于一透明真空玻璃罩中，用手机)“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B正确，A、C、D错误。答案7．甲坐在人民大会堂台前60m处听报告，乙坐在家里离电视机已知乙所在处与人民大会堂相距1000km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340m/s)(B5m处听电视转播，)A．甲先听到声音C．甲B．乙先听到声音D．不能确定、乙同时听到声音60340s＝0.176s；传到乙所需时间为t2＝1×106s＋5解析声音传到甲所需时间为t＝3×1083401s＝0.018s，故B正确。答案8．按照麦克斯韦的电A．恒定的电B．变化的电C．均匀变化的电B磁场理论，以下说法中正确的是()场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场E．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场解析麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场。对此理论全面正确理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。由变化的磁场产生电场的规律与上相似。由此可知，B、D、E正确。答案BDE9．如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v。与此0同时，有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度B的大小跟时间成正比，方向竖直向下。设小球在运动过程中所带电荷量不变，那么()A．小球受到的向心力大小不变B．小球受到的向心力大小不断增加C．洛伦兹力对小球做了功D．小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比解析根据麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间线性增大时将产生稳定的感应电场，根据楞次