人教版 (2019)选择性必修 第二册2 电磁场与电磁波习题

电磁场与电磁波

1．下列说法中正确的是(　　)

A．任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场

B．任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场

C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场

D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场

解析：选C　根据麦克斯韦电磁场理论可知，如果电场(磁场)的变化是均匀的，产生的磁场(电场)是恒定的；如果电场(磁场)的变化是不均匀的，产生的磁场(电场)是变化的；振荡电场(磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(电场)；故A、B错误，C正确。周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场，故D错误。

2．下列关于电磁波的说法正确的是(　　)

A．做简谐运动的电荷可以在周围的空间产生电磁波

B．电磁波不具有能量

C．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在

D．只要有电场和磁场，就能产生电磁波

解析：选A　根据麦克斯韦的电磁场理论可知，做简谐运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，变化的电磁场在空间传播，形成电磁波，故A正确；电磁波能够传播能量，说明电磁波具有能量，故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C错误；恒定电场和恒定磁场不能产生电磁波，故D错误。

3．关于电磁场理论，下列描述正确的是(　　)

A．电磁场不是一种物质

B．静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场

C．稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场

D．变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波

解析：选D　变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波，电磁场是一种客观存在的物质，故A错误，D正确；静止的电荷周围不能激发稳定的磁场，故B错误；稳定的磁场不能产生稳定的电场，C错误。

4．[多选]以下关于电磁波的说法中正确的是(　　)

A．只要电场或磁场发生变化，就能产生电磁波

B．电磁波传播需要介质

C．赫兹用实验证实了电磁波的存在

D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随有能量向外传递的

解析：选CD　如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是稳定的，就不能再产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波；电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质；赫兹用实验证实了电磁波的存在；电磁波具有能量，它的传播是伴随能量传递的。故选C、D。

5．下列说法正确的是(　　)

A．电磁波在真空中以光速c传播

B．在空气中传播的声波是横波

C．声波只能在空气中传播

D．光需要介质才能传播

解析：选A　电磁波在真空中以光速c＝3×108 m/s传播，A项正确；在空气中传播的声波是纵波，B项错误；声波不仅可以在空气中传播，也可以在液体及固体中传播，C项错误；光属于电磁波，可以在真空中传播，D项错误。

6．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的电场的是(　　)

解析：选C　由麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的磁场可在周围空间产生恒定的电场，故只有C正确。

7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波

B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场

C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播

D．电磁波传播的速度总是3．0×108 m/s

解析：选A　变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，电磁场逐渐向外传播形成电磁波，A正确。根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，如果电场(磁场)不变化，则不能产生磁场(电场)，B错误。电磁波是横波，电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，也可在介质中传播，在真空中的传播速度等于光速c＝3．0×108 m/s，在介质中传播速度小于c＝3．0×108 m/s，C、D错误。

8．甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素(空气中声速为340 m/s)，试计算回答谁先听到声音。

解析：声音传到甲所需时间为t1＝＝0.176 s；传到乙所需时间为t2＝＋＝0.018 s，所以t2<t1故乙先听到声音。

答案：见解析

9．用绝缘工具将如图所示的带电的平行板电容器的两个极板间的距离缓慢均匀增大的过程中，在电容器周围空间(　　)

A．会产生变化的磁场

B．会产生稳定的磁场

C．不产生磁场

D．会产生周期性变化的磁场

解析：选A　由于电容器始终跟电源相连，两极板间电压不变，根据E＝可知，在d缓慢均匀增大时，E是非均匀变化的，因此在电容器周围产生变化的磁场，故A正确。

10．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是(　　)

A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用

B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象

C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播

D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波

解析：选D　机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，但v＝λf都适用，A项正确；机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B项正确；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C项正确；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D项错误。

11．抗击新型冠状病毒肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3．3×109～6×109 Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1．88×109～2．64×109 Hz，则(　　)

A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快

B．5G信号是横波，4G信号是纵波

C．空间中的5G信号和4G信号会产生干涉现象

D．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站

解析：选D　任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故5G信号与4G信号所用的无线电波在真空中的传播速度相同，故A错误；5G信号与4G信号都是电磁波，为横波，故B错误；5G信号和4G信号的频率不一样，不能发生干涉现象，故C错误；5G信号的频率更高，则波长更小，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故D正确。

12．如图所示，半径为r且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为e、质量为m的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为B＝B0＋kt(k＞0)。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生恒定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t＝0时刻电子的初速度大小为v0，方向顺时针，求电子运动一周后的速度大小。

解析：根据法拉第电磁感应定律得感应电动势大小为

E＝·πr2＝kπr2

电场方向逆时针，电场力对电子做正功，在转动一圈过程中，根据动能定理得e·kπr2＝mv2－mv，

解得v＝。

答案：