第四章第二节 电磁场与电磁波——高二物理人教版(2019)选择性必修第二册课后习题
【教材课后习题】
1.“变化的磁场产生电场”,这是麦克斯韦电磁场理论的重要支柱之一。请你通过相关的实验事实和一定的逻辑推理,说明这个结论的正确性。
2.赫兹在1886年做了一个有名的实验,证明了电磁波的存在。他把环状导线的两端各固定一个金属小球,两小球之间有一很小间隙,他把这个装置放在一个距离正在放电发生电火花的感应圈不远的地方,令他振奋的现象发生了。他当时看到了什么现象?为什么说这个现象让他捕捉到了电磁波?
3.你能否用生活中的例子说明电磁波的存在?
4.我们通常听到的声音是靠声波来传播的,而手机接收的是电磁波。请你小结一下:声波和电磁波有哪些地方是相同的?有哪些地方存在着差异?
【定点变式训练】
5.关于电磁波的下列说法,正确的是( )
A.电磁波不具有能量
B.做变速运动的电荷也可以在周围的空间产生电磁波
C.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
D.赫兹预言了电磁波的存在
6.关于电磁波及电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.电磁波只是一种描述方式,不是真正的物质
B.用微波炉加热食物是利用了微波具有能量的性质
C.奥斯特最早发现了电磁感应现象
D.穿过闭合导体回路有磁通量时,回路中就会产生感应电流
7.麦克斯韦在稳恒场理论的基础上,提出了涡旋电场和位移电流的概念,这就是麦克斯韦电磁场理论,它的基本概念是变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的,它们永远密切地联系在一起,相互激发,组成一个统一的电磁场的整体。下面对于电磁场与电磁波的认识,其中正确的是( )
A.有电场就会产生磁场
B.电场和磁场总是相互联系的
C.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
D.电磁波的传播一定需要传播介质
8.下列说法正确的是( )
A.电磁波既可以传递信息,又可以传递能量
B.变化的磁场在其周围的空间一定产生变化的电场
C.电磁波从真空进入介质,其频率和传播速度都会变小
D.在LC振荡电路中,电容器刚放电时电容器两极上的电荷量最多,回路电流最大
9.关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
10.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是( )
A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
答案以及解析
1.答案:见解析
解析:如图所示,垂直于磁场放置一个导线围成的闭合电路,磁场变化时,根据电磁感应现象,电路中会产生感应电流。既然产生了感应电流,一定是有了电场,它促使导体中的自由电荷做定向运动。即使在变化的磁场中没有闭合电路,同样要产生电场。
因此“变化的磁场产生电场”是正确的。
2.答案:见解析
解析:他发现了环状导线两端固定的金属小球之间有电火花产生;电火花的产生说明了环状导线发生电磁感应,在两金属小球之间形成了较高的电压,也说明了环状导线周围有变化的电磁场,而变化的电磁场在空间的传播就是电磁波。
3.答案:见解析
解析:日光灯启动时正在放音的收音机会发出“喀喀”的声音,电吹风工作时会影响手机接收信号,这些都说明了电磁波的存在。
4.答案:见解析
解析:相同点:声波与电磁波都具有波的特征,如都能发生干涉、衍射、折射等现象,都满足。
不同点:声波是纵波,而电磁波是横波;声波的传播必须有介质,且速度受介质影响,电磁波的传播不需要介质,电磁波在真空中的传播速度等于光速c;声波的产生原理是机械振动,电磁波的产生原理是电磁振荡。
5.答案:B
解析:B.变速运动的电荷产生变化的电场,变化的电场产生磁场,从而产生电磁波,故B正确;A.电磁波能够传播能量,说明电磁波具有能量,它是一种物质,故A错误;CD.麦克斯韦预言电磁波存在,而赫兹证实电磁波的存在,故CD错误。故选B。
6.答案:B
解析:A.电磁波不仅仅是一种描述方式,而且是真实的物质存在,A错误;B.用微波炉加热食物时,食物增加的能量是微波给它的,利用了微波具有能量的性质,B正确;C.法拉第首先发现了电磁感应现象,C错误;D.当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流,D错误;故选B。
7.答案:C
解析:AB.只有在变化的电场周围才能产生磁场,同样在变化的磁场周围产生电场,稳恒电场和磁场不能相互产生,故AB错误;
C.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,故C正确;
D.电磁波的传播不需要介质,故D错误。
故选C。
8.答案:A
解析:A.电磁波既可以传递信息,又可以传递能量,A正确;
B.均匀变化的磁场在周围的空间产生稳定的电场,故变化的磁场在其周围的空间不一定产生变化的电场,B错误;
C.电磁波从真空进入介质,传播速度会变小,频率不变,C错误;
D.在LC振荡电路中,电容器刚放电时电容器两极上的电荷量最多,回路电流最小,D错误。
故选A。
9.答案:B
解析:A.变化的电场一定在周围空间产生磁场,周期性变化的电场才会在周围空间产生变化的磁场,选项A错误;
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在,选项D正确;
C.电磁波可以在真空中传播,选项C错误;
D.各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同等于光速,选项D错误。
故选B。
10.答案:D
解析:A.变化的电场一定在周围空间产生磁场,周期性变化的电场才会在周围空间产生变化的磁场,选项A错误;
B.各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同,等于光速,选项B错误。
C.电磁波可以在真空中传播,选项C错误;
D.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在,选项D正确。