人教版高中物理选择性必修第二册易混易错：电磁场与电磁波（原卷版+解析）

第四章电磁振荡和电磁波

第二节电磁场与电磁波

［核心素养•明目标］

核心素养学习目标

物理观念了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义。

科学思维了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性。

科学探究培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望

科学态度

通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁波在人们生活中的地位。

与责任

［基础知识深层理解提高］

知识点一：电磁场

1.变化的磁场产生电场

(1)实验现象：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。

(2)麦克斯韦的观点：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作

用下发生了定向移动。

(3)结论：变化的磁场产生了电场。

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。

知识点二：电磁波

1.电磁波的产牛

变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。

2.电磁波是横波

根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和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.电磁波的速度

麦克斯韦得到电磁波的速度等于光速。他指出了光的电磁本质。

4.麦克斯韦电磁场理论的意义

不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上,

的统一性，建立了完整的电磁场理论。仆

5.赫兹的电火花

(1)赫兹的实验装置,

振］子谐振器

三「；U

(2)实验现象

当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。

(3)现象分析

当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁

场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线

环的空隙中也产生了火花。

(4)实验结论：证实了电磁波的存在。

［典型例题、易错易混点剖析］

易错易混点1电磁场

易错易混点辨析.对麦克斯韦电磁场理论的理解

(1)变化的磁场产牛电场

①均匀变化的磁场产生恒定的电场.

②非均匀变化的磁场产生变化的电场.

③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.

(2)变化的电场产生磁场

①均匀变化的电场产生恒定的磁场.

②非均匀变化的电场产生变化的磁场.

③周期性变化的电场产生同须率的周期性变化的磁场.

注：1.变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的，而静电场中的电场线是不闭合的。

2.①振荡电场(即周期性变化的电场)产生同频率的振荡磁场。

②振荡磁场(即周期性变化的磁场)产生同频率的振荡电场。

例题1.麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一阶段中最伟大的理论物理学家，他的科学思想和科学方法的

重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来，下列关于麦克斯韦的理论，正确的是()

A.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场

B.光是以波动形式传播的一种电磁振动

C.水波、声波和电磁波都能在真空中传播

D.当电场和磁场同时存在空间某一区域时，就会形成电磁波

解析:选B,A.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，故A错误；B.光是以波动形式传播的一种电磁

振动，故B正确；C.水波、声波属于机械波，不能在真空中传播；电磁波能在真空中传播，故C错误；D.电

磁波是由变化的电场和磁场，从发生区域由近及远传播形成的，故D错误。故选B。

例题2.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是()

A.变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场相同，其电场线不是闭合曲线

B.变化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场不同，其磁感线不是闭合曲线

C.均匀变化的电场激发变化的磁场，空间将产生电磁波

D.振荡的电场激发同频率的振荡的磁场，空间将产生电磁波

解析选D。A.变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场不同，其电场线是闭合曲线，A错误；B.变

化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场相同，其磁感线也是闭合曲线，B错误；C.均匀变化的电

场激发稳定的磁场，不产生电磁波，C错误；D.振荡的电场激发同频率的振荡的磁场，空间将产生电磁

波，D正确。

易错易混点2电磁波

易错易混点辨析：电磁波与机械波的比较

名称

机械波电磁波

研究对象力学现象电磁现象

电场强度£和磁感应强度8随时间和

周期性位移随时间和空间做周期性变化

空间做周期性变化

传播无需介质，在真空中波速等

传播需要介质，波速与介质有关，与

传播情况于光速C,在介质中传播时，波速与

频率无关

介质和频率都有关

产生机理由质点(波源)的振动产生由电磁振荡激发

波的特点横波或纵波横波

干涉和衍射可以发月匕干涉和衍射

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

在真空中传播速度相同，在同一介质中传播速度不同。

例题3.卜.列说法正确的是()

A.磁场中某一点的磁感应强度等于一小段通电导线放在该点时受到的磁场力尸与该导线的长度/、通

过的电流/乘积的比值，即8=]

B.环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置.<>若将金属软弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿

过金属软弹簧所包围面积的磁通量将增大

C.把带电体和永磁体放在一起，就可以在其周围空间产生电磁波

D.均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面且过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小

线圈和圆环在同一平面，当圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流

解析：选D,A.磁场中某一点的磁感应强度等于一小段通电导线垂直于磁场方向放在该点时受到的磁

场力产与该导线的长度人通过的电流/乘积的比值，即8=与，故A错误；B.环形金属软弹簧套在条

形磁铁的中心位置。若将金属软弹簧沿半径向外拉，该弹簧面积中存在条形磁铁内部和外部两个磁场，使

其面积增大，会导致合磁场减弱，则穿过金属软弹簧所包围面积的磁通量将减小。故B错误；C.电磁波

是周期性变化的电场与磁场相互激发由近及远的传播，把带电体和永磁体放在一起，不能在其周围空间产

生电磁波。故C错误；D.均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面且过圆心的轴旋转，在环的圆心处有

一汨合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，当圆环在做变速转动时，根据楞次定律可知小线圈内一定有

感应电流。故D正确。故选D。

例题4.关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（）

A.频率越高，传播速度越大

B.能量越大，传播速度越大

C.波长越长，传播速度越大

D.频率、波长、能量的强弱都不能影响电磁波的传播速度

解析：选D,电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率、波长、能量大小均无关，故选D。

【针对训练】

一、单选题

1.历史上首先建立完整的电磁场理论的物理学家是（）

A.麦克斯韦B.奥斯特C.法拉D.赫兹

2.下列说法中错误的是（）

A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特

B.电磁感应现象是法拉第发现的

C.建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦

D.最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹

3.如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST）,它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电

磁波，卜列说法正确的是（

A.电磁波是纵波

B.麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波

C.频率越高的电磁波，波长越长

D.电磁波可以传递信息和能量

4.如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存

在变化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是()

8增加

电场线

甲乙

A.甲、乙两图一定能持续产生电磁波

B.对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动

C.闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场

D.变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关

5.2022年6月5日，中央电视台对神舟卜四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员

与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正

确的是()

A.电磁波是横波，声波是纵波

B.电磁波跟声波一样，只能在介质中传播

C.麦克斯韦预言了甩磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在

D.航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度

6.北京时间2022年5月12日晚9点，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银河系中心黑洞

人马座A・（SgrAO的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下丸关于波的说

法正确的是（）

A.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

B.电磁波是纵波，不能发生偏振现象

C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播

D.电磁波在任何介质中传描的速度都相等

7.关于机械波与电磁波，下列说法中错误的是（）

A.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实电磁波的存在

C.变化的磁场周围产生的电场一定时变化的

D.电磁波和机械波都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象

8.2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，航天员太空授课的画面（如图）通过

电磁波传输到地面接收站。关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）

A.电磁波在任何介质中的传播速度都为BxIO'm/s

B.将手机放在真空塑料袋中，拨打该手机，手机不能接收信号

C.赫兹首先用实验证实了电磁波的存在

I）.麦克斯韦认为，变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

9.如图所示是某•固定面的磁通量的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某•点场强£应是

o

A.逐渐增强B.逐渐减弱C.不变D.无法确定

10.如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环内径的带正电的小球，正以

速率外沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直网上、磁感应强度6随时间成正比例增加的

变化磁场，设运动过程中小球带的电荷量不变，那么（）

A.小球对玻璃环的压力不断增大

B.小球受到的磁场力不断增大

C.小球先沿逆时针方向做加速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做减速运动

D.磁场力对小球一直不做功

11.关于电磁场理论，下列说法正确的是（）

A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在并且实验证实了电磁波的存在

C.和声波一样，电磁波也需要通过介质来传播

【）.电磁波是由变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播出去

12.在如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是（）

13.用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场（或磁场产生的电场）随时间，的变

化规律，错误的是（）

14.关于机械波与电磁波，以下说法正确的是（）

A.公路上的超声波测速仪向迎面驶来的汽车发射一个已知频率的超声波，根据测速仪接收到的反射

波频率变化的多少，就可知汽车运动的速度大小，其原理是波的多普勒效应

B.赫兹从理论上预言了电磁波的存在，麦克斯韦观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射

等现象，麦克斯韦还测得电磁波在真空中具有与光相同的传播速度

C.机械波与电磁波的传播都需要介质

D.无论是机械波还是电磁波，只有当障碍物或孔的尺寸跟波的波长相等时，才能发生衍射

15.2021年我国全面进入万物互联的商用网络新时代，即EG时代。所谓5G是指第五代通信技术，采

用3300~5000MHz（lM=10，）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bi二spersecond

的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50〜】00倍%下列说法正确的是（）

A.4G信号和5G信号都是纵波

B.4G信号更容易发生桁射现象

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

16.甲坐在人民大会堂台前60m处听报告，乙坐在家里离目视机5m处看电视直播，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、乙同时听到声音D.不能确定

17.我们身处信息时代越来越离不开电磁波，以下说法中正确的是（

A.变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波

B.电磁波既可以是横波也可以使纵波

C.在外太空的真空环境下电磁波无法传播

D.电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变

18.某实验小组探究电磁波和声波的传播的特点,实验一:空气中手机A的号码是178XXXX3810,手

机B的号码是155XXXX2558。手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“178X

XXX3810"；实验二:将手机A置于一透明真空玻璃罩中，用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手

机4（）

A.发出响声，并显示手机B的号码“155XXXX2558”

B.不发出响声，但显示手机B的号码“155XXXX2558”

C.不发出响声，但显示手机A的号码“178XXXX3810"

D.既不发出响声，也不显示号码

二、多选题

19.关于电磁波，下列说法中正确的是（）＜,

A.电磁波既可以在介质中传播，也可以在真空中传播

B.赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦通过实验发现了电磁波

C.电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个恒量

I）.振荡电路的固有频率越低，发射电磁波的本领越大

20.根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，当产生的电场的电场线如图所示时，可

能是（）

A.向上的磁场在增强

B.向上的磁场在减弱

C.向上的磁场先增强，然后反向减弱

D.向上的磁场先减弱，然后反向增强

21.关于电磁波，下列说法正确的是

A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关

B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直

D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

22.如图所示，在磁感应强度8随时间1变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是（）

A.甲图能产生电场，不能产生电磁波B.乙图能产生电场，不能产生电磁波

C.丙图能产生电场，不能产生电磁波D,丁图能产生电场，也能产生电磁波

23.无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的

智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器（可见

光和红外摄像头）、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是（）

A.超声波和亳米波一样都能在真空中传播

B.红外线的光子能量比可见光的小

C.真空中激光的传播速度比亳米波的大

D.可见光能发生偏振现象，而超声波不能

24.2022冬奥会已圆满结束：北京也成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以

及亚洲运动会三项国际赛事的城市，奥运直播当然就成为人们关注的焦点！北京冬奥会山地转播中心位于

北京2022年冬奥会张家口赛区的核心区，包括转播中心本体建筑和电视演播室两大部分。山地转播中心

面积约1.2万平米，内设四个转播技术分隔区；电视演播室建筑面积约8000平方米，分上、中、下三层,

设有10个电视演播间。下列关于电磁波的说法正确的是（）

A.电磁波在介质中的传播速度是c=3x10、m/s

B.电磁波不能传播能量

C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、/射线均属于电磁波

D.麦克斯韦预言了电磁波的存在

25.隐形K机外形设计采用多棱折面，同时表面还采用吸波涂料，使被反射的雷达信号尽可能弱，从

而达到隐身的目的.下列说法中正确的是（）

A.战机采用了隐形技术，不能反射电磁波，因此用肉眼不能看见

B.涂料隐形技术利用了干涉原理，对于某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消

C.战机速度超过音速，不能用超声波雷达来探测

D.当敌机靠近时，战机携带的雷达接收的反射波的频率小于发射频率

26.如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的水平绝缘管道内做匀速圆周运动，管道内壁光

滑，若磁感应强度均匀增大，则（）

A.粒子的动能增大，是因为洛伦兹力对粒子做正功

B.从上向下看，感应电场的方向是顺时针方向

C.粒子的动能增大，是因为电场力对粒子做正功

D.粒子的动能保持不变，是因为洛伦兹力和管道的弹力对粒子始终不做功

三、非选择题

27.电磁场

(1)变化的磁场产生电场

a.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

b.麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的产生了电场，电场促使导体

中的自由电荷做定向运动。

c.实质：变化的___________产生了电场。

(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，那么变化的弓场也会在空间产生___________0

28.赫兹的电火花：

产生电磁波

赫兹产生和接收电磁波的设备

如图所示，和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的,这种

变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出，使与导线环相连的金属球

间也产生了电火花。这个导线环实际上是电磁波的检测器。

结论：赫兹实验证实了_________的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性。

第四章电磁振荡和电磁波

第二节电磁场与电磁波

［核心素养•明目标］

核心素养学习目标

物理观念了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义。

科学思维了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性。

科学探究培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望

科学态度

通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁波在人们生活中的地位。

与责任

［基础知识深层理解提高］

知识点一：电磁场

1.变化的磁场产生电场

(1)实验现象：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。

(2)麦克斯韦的观点：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由

电荷在电场的作用下发生了定向移动。

(3)结论：变化的磁场产生了电场。

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。

知识点二：电磁波

1.电磁波的产生

变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。

2.电磁波是横波

根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互

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.电磁波的速度

麦克斯韦得到电磁波的速度等于光速。他指出了光的电磁本质。

4.麦克斯韦电磁场理论的意义

不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上

的统一性，建立了完整的电磁场理论。

5.赫兹的电火花

(1)赫兹的实验装置

(2)实验现象

当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。

(3)现象分析

当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，

这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激

发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。

(4)实验结论：证实了电磁波的存在。

［典型例题、易错易混点剖析］

易错易混点1电磁场

易错易混点辨析.对麦克斯韦电磁场理论的理解

(1)变化的磁场产生电场

①均匀变化的磁场产生恒定的电场.

②非均匀变化的磁场产生变化的电场.

③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.

(2)变化的电场产生磁场

①均匀变化的电场产生恒定的磁场.

②非均匀变化的电场产生变化的磁场.

③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.

注：1.变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的，而静电场中的电场线是不闭合的。

2.①振荡电场(即周期性变化的电场)产生同频率的振荡磁场。

②振荡磁场(即周期性变化的磁场)产生同频率的振荡电场。

例题1.麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一阶段中最伟大的理论物理学家，他的科学思

想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来，下列关于麦克斯韦

的理论，正确的是()

A.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场

B.光是以波动形式传播的•种电磁振动

C.水波、声波和电磁波都能在真空中传播

【).当电场和磁场同时存在空间某一区域时，就会形成电磁波

解析:选B,A.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，故A错误；B.光是以波动形式传

播的一种电磁振动，故B正确；C.水波、声波属于机械波，不能在真空中传播；电磁波能

在真空中传播，故C错误；D.电磁波是由变化的电场和磁场，从发生区域由近及远传播形

成的，故D错误。故选及

例题2.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是()

A.变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场相同，其电场线不是闭合曲线

B.变化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场不同，其磁感线不是闭合曲线

C.均匀变化的电场激发变化的磁场，空间将产生电磁波

D.振荡的电场激发同频率的振荡的磁场，空间将产生电磁波

解析选D。A.变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场不同，其电场线是闭合曲线，

A错误；B.变化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场相同，其磁感线也是闭合曲线,

B错误；C.均匀变化的电场激发稳定的磁场，不产生电磁波，C错误；D.振荡的电场激发

同频率的振荡的磁场，空间将产生电磁波，D正确。

易错易混点2电磁波

易错易混点辨析：电磁波与机械波的比较

名称

机械波电磁波

研究对象力学现象电磁现象

电场强度£和磁感应强度5随时间和

周期性位移随时间和空间做周期性变化

空间做周期性变化

传播无需介质，在真空中波速等

传播需要介质，波速与介质有关，与

传播情况于光速C,在介质中传播时，波速与

频率无关

介质和频率都有关

产生机理由质点(波源)的振动产生由电磁振荡激发

波的特点横波或纵波横波

干涉和衍射可以发百匕干涉和衍射

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

频率的电磁波在真空中传播速度相同，在同一介质中传播速度不同。

例题3.下列说法正确的是（）

A.磁场中某一点的磁感应强度等于一小段通电导线放在该点时受到的磁场力尸与该导

线的长度人通过的电流/乘积的比值，即8

B.环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置。若将金属软弹簧沿半径向外拉，使其面

积增大，则穿过金属软弹簧所包围面积的磁通展将增大

C.把带电体和永磁体放在一起，就可以在其周围空间产生电磁波

D.均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面且过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭

合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，当圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流

解析：选D,A.磁场中某一点的磁感应强度等于一小段通电导线垂直于磁场方向放在该

点时受到的磁场力产与该导线的长度人通过的电流/乘积的比值，即B=故A错误；

B.环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置。若将金属软弹簧沿半径向外拉，该弹簧面积

中存在条形磁铁内部和外部两个磁场，使其面积增大，会导致合磁场减弱，则穿过金属软

弹簧所包围面积的磁通量将减小。故B错误；C.电磁波是周期性变化的电场与磁场相互激

发由近及远的传播，把带电体和永磁体放在一起，不能在其周围空间产生电磁波。故C错

误；D.均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面且过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭

合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，当圆环在做变速转动时，根据楞次定律可知小线圈

内一定有感应电流。故D正确。故选D。

例题4.关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（）

A.频率越高，传播速度越大

B.能量越大，传播速度越大

C.波长越长，传播速度越大

D.频率、波长、能量的强弱都不能影响电磁波的传播速度

解析：选D,电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率、波长、能量大小均无关，

故选D。

【针对训练】

四、单选题

1.历史上首先建立完整的电磁场理论的物理学家是（）

A.麦克斯韦B.奥斯特C.法拉D.赫兹

【答案】A

解析：选A,历史上首先建立完整的电磁场理论的物理学家是麦克斯韦。故选A。

2.下列说法中错误的是（）

A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特

B.电磁感应现象是法拉第发现的

C,建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦

D.最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹

解析：选D,A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特，故A正确，不符合题

意；

B.电磁感应现象是法拉第发现的，故B正确，不符合题意；

C.建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦，故C正确，不符合题意；

D.最早预见到有电磁波存在的科学家是麦克斯韦，故D错误，符合题意。

3.如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST）,它可以接收来自宇宙深处的电

磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（）

A.电磁波是纵波

B.麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波

C.频率越高的甩磁波，波长越长

D.电磁波可以传递信息和能量

解析：选D,

A.电磁波是横波，所以A错误；

B.赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家，所以B错

误；

C.频率越高的电磁波，波长越短，所以C错误；

D.电磁波可以传递信息和能量，所以D正确；故选D。

4.如图中所不，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙

所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是（）

A.甲、乙两图一定能持续产生电磁波

B.对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动

C.闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场

D.变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关

解析：选C,A.若甲、乙两图的磁场均匀变化，就会产生稳定不变的电场，稳定不变

的电场不会产生磁场，就不会持续产生电磁波，故A错误；

B.对甲图，从上向下看，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，

故B错误：

C.变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，甲图

的闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，乙图即使没有闭合电路空间仍能产生电场，故C

正确：

D.同理，变化的电场周围产生磁场也是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无

关，D错误。

5.2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，

其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，宜播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关

于电磁波和声波的说法正确的是（）

A.电磁波是横波，声波是纵波

B.电磁波跟声波一样，只能在介质中传播

C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在

D.航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度

解析：选A,A.电磁波的传播和振动垂直是横波，声波的振动和传播平行则是纵波,

故A正确；

B.电磁波的传播不依赖介质，声波是机械波只能在介质中传播，故B错误；

C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；

D.航天员讲话时画面能与声音同步，但电磁波的速度为光速，声波的传播速度为

340m/s,两者差距很大，故D错误；

6.北京时间2022年5月12日晚9点，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银

河系中心黑洞人马座A・（SgrA・）的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁

波的捕捉。下列关于波的说法正确的是（）

A.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

B.电磁波是纵波，不能发生偏振现象

C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播

D.电磁波在任何介质中传播的速度都相等

解析：选A,A.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故A正确；

B.电磁波是横波，可以发生偏振现象，故B错误；

C.电磁波的传播不依赖于介质，故C错误；

D.电磁波在不同介质中传播的速度不相等，故D错误。

7.关于机械波与电磁波，下列说法中错误的是（）

A.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实电磁波的存在

C.变化的磁场周围产生的电场一定时变化的

D.电磁波和机械波都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象

解析：选C,A.机械波不能在真空中传播，机械波的传播需要介质，电磁波可以在真空

中传播，电磁波的传播不需要介质，故A正确，不符合题意；

B.麦克斯韦提出电磁理论并预言了电磁波的存在，1884年，赫兹第一次用实验证实了

电磁波的存在，故B正确，不符合题意；

C.均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，故C错误，符合题意；

D.电磁波和机械波都能产生反射、折射、干涉、裙射等现象以及多普勒效应，故D正

确，

8.2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，航天员太空授课的画面

（如图）通过电磁波传输到地面接收站。关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）

A.电磁波在任何介质中的传播速度都为3xl（）Xm/s

B.将手机放在真空塑料袋中，拨打该手机，手机不能接收信号

C.赫兹首先用实验证实了电磁波的存在

D.麦克斯韦认为，变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

解析：选C,A.电磁波在真空中传播的速度都是3X108^/5,而在介质中的传播速度要

小于3X10、/s,故A错误；

B.电磁波的传播不需要介质，故将手机放在真空塑料袋中，拨打该手机，手机能接收

信号，故B错误；

C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故c正确；

D.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定不变的磁场，均匀变化

的磁场产生恒定不变的电场，故D错误。

9.如图所示是某一固定面的磁通量的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点

场强£应是（）

A.逐渐增强B,逐渐减弱C.不变D.无法确定

解析:选C,

由图可知磁通量①随时间£均匀变化，而。=%

所以磁场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知，在它周围空间产生的电场中

的某一点场强£应是不变的，故C正确。故选C。

10.如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环内径的带正电

的小球，正以速率外沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应

强度8随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带的电荷最不变，那么（）

A.小球对玻璃环的压力不断增大

B.小球受到的磁场力不断增大

C.小球先沿逆时针方向做加速运动，过一段时间沿顺时针方向做减速运动

D.磁场力对小球一直不做功

解析：选D

本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律.因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场，

在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功。

AB,小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力片和磁场的洛伦兹力F羯,

而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑到小球速度大小的变化和方

向的变化以及磁场强弱的变化，弹力R和洛伦兹力尸洛不一定始终在增大。所以AB错误；

C.由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向

做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动。则C错误；

D.磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，故正确选项

是D；

故选D。

11.关于电磁场理论，下列说法正确的是（）

A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在并且实验证实了电磁波的存在

C.和声波一样，电磁波也需要通过介质来传播

D.电磁波是由变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播出去

解析：选D,

A.恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不产生电场，A错误；

B.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，B错误;

C.电磁波的传递不需要介质，C错误；

D.电磁波是由变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播出去，D正确。故

选D。

12.在如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是（）

D.

解析：选D,

根据麦克斯韦电磁场理论，只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，从而

产生电磁波，D正确；ABC错误；故选D。

13.用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场（或磁场产生的电场）

随时间1的变化规律，错误的是（）

解析：选C,

A.恒定的电场不产生磁场，A正确，不符合题意；

B.均匀变化的电场产生恒定的磁场，B正确，不符合题意；

CD.周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场

的磁感应强度的变化率成正比，对于正弦曲线，时，磁场的磁感应强度的变化率最大,

故产生的电场的电场强度最大，C错误，符合题意、D正确，不符合题意。故选C。

14.关于机械波与电磁波，以下说法正确的是（）

A.公路上的超声波测速仪向迎面驶来的汽车发射一个已知频率的超声波，根据测速仪

接收到的反射波频率变化的多少，就可知汽车运动的速度大小，其原理是波的多普勒效应

B.赫兹从理论上预言了电磁波的存在，麦克斯韦观察到了电磁波的反射、折射、干涉、

偏振和衍射等现象，麦克斯韦还测得电磁波在真空中具有与光相同的传播速度

C.机械波与电磁波的传播都需要介质

D.无论是机械波还是电磁波，只有当障碍物或孔的尺寸跟波的波长相等时，才能发生

衍射

解析：选A,

A.公路上的超声波测速仪向迎面驶来的汽车发射一个已知频率的超声波，根据测速仪

接收到的反射波频率变化的多少，就可知汽车运动的速度大小，其原理是波的多普勒效应,

所以A正确；

B.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，而赫兹证实了电磁波的存在，所以B错误;

C.机械波的传播都需要介质，而电磁波传播不需要介质，所以C错误；

D.无论是机械波还是电磁波，当障碍物或孔的尺寸跟波的波长差不多时，就能发生明

显的衍射现象，衍射什么情况下都在发生，明不明显而已，所以D错误；

故选Ao

15.2021年我国全面进入万物互联的商用网络新时代，即5G时代。所谓5G是指笫五代

通信技术，采用3300~5000MHz（lM=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网络的造输速率（指单位时间传送的数据量

大小）可达10Gbps（bps为bitspersec。nd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

解析：选B,电磁波均为横波，选项A错误；因5G信号的频率更高，则波长小，故4G

信号更容易发生明显的衍射现象，选项B正确；两种不同频率的波不能发生干涉，选项C

错误；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，选项D错误。

故选B。

16.甲坐在人民大会堂台前60m处听报告，乙坐在家里离电视机5m处看电视宜播，口

知乙所在处与人民大会堂相距lOOOkrn,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、乙同时听到声音D.不能确定

解析：选B,声音传到中所需时间为/,=-^-=0.176s

340m/s

传到乙所需时间为=+-^^=o.018s</l乙先听到声音。

•3xlOsm/s340m/s

故选B。

17.我们身处信息时代越来越离不开电磁波，以下说法中正确的是（）

A.变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波

B.电磁波既可以是横波也可以使纵波

C.在外太空的真空护境下电磁波无法传播

D.电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变

解析：选A,A.根据麦克斯韦建立了电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场交替产

生电磁波；故A正确:

B.电磁波一定是横波；故B错误；

C.电磁波可以在真空中传播；因此可以在真空环境中传播；故C错误；

D.电磁波在不同的介质中传播的速度不同；故D错误。

故选：Ao

18.某实验小组探究电磁波和声波的传播的特:点,实脸一:空气中手机A的号码是178X

XXX3810,手机B的号码是155XXXX2558。手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏

上显示手机A的号码“178XXXX3810"；实验二:将手矶A置于一透明真空玻璃罩中，用手

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“155XXXX2558”

B.不发出响声,但显示手机B的号码"155XXXX2558”

C.不发出响声，但显示手机A的号码“178XXXX3810”

D.既不发出响声，也不显示号码

解析：选B,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,故用于机B呼叫于机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。

故选B。

五、多选题

19.关于电磁波，下列说法中正确的是（）。

A.电磁波既可以在介质中传播，也可以在真空中传播

B.赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦通过实验发现了电磁波

C.电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个恒量

D.振荡电路的固有频率越低，发射电磁波的本领越大

解析：选AC,

A.电磁波既可以在介质中传播，又可以在真空中传播，故A正确；

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验发现了电磁波，故B错误；

C.根据公式c=2/故C正确；

D.振荡电路的固有频率越高，发射电磁波的本领越大，故D错误。

故选ACo

20.根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，当产生的电场的电场线如

图所示时，可能是（)

A.向上的磁场在增强

B.向上的磁场在减弱

C.向上的磁场先增强，然后反向减弱

D.向上的磁场先减弱，然后反向增强

解析：选AC,AB.当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，

回路中并没有电源，电流的产生是由磁场的变化造成的。麦克斯韦把以上的观点推广到不

存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场，向上的磁场增强时，感应电流的磁场方向

向下，阻碍原磁场的增强，根据安培定则可判断出感应电流方向如题图中《的方向所示，

故A正确，B错误；CD.同理，当磁场反向且向下的磁场减小时，也会得到图中电场的方向，

故C正确，D错误。

故选AC。

21.关于电磁波，下列说法正确的是

A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关

B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直

D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

解析：选BC,

A、电磁波在真空中的传播速度恒为3xlO8m/s,A错误；

B、根据麦克斯韦电磁理论可得周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，

B正确；

C、变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场，电磁波是横波，电磁波的电场强度与磁

感应强度总是相互垂直，且与传播方向垂直，C正确；

D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要

介质进行传播，即无线传播，D错误.

22.如图所示，在磁感应强度〃随时间E变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是

A.甲图能产生电场，不能产生电磁波B,乙图能产生电场，不能产生电磁波

C.丙图能产生电场，不能产生电磁波1）.丁图能产生电场，也能产生电磁波

解析：选BD