人教版 (2019)选择性必修 第二册2 电磁场与电磁波课后测评

第四章　电磁振荡与电磁波

2  电磁场与电磁波

【基础巩固】

1.最先提出经典电磁场理论的科学家和最早捕捉到电磁波的科学家分别是

 (　　)

A.法拉第　安培        B.麦克斯韦　法拉第

C.奥斯特　赫兹        D.麦克斯韦　赫兹

解析:最先提出经典电磁场理论的科学家是麦克斯韦,最早捕捉到电磁波的科学家是赫兹.

答案:D

2.(多选)要在磁场周围产生一个不随时间变化的电场区域,该磁场应按图中的何种规律变化 (　　)

A             B             C             D

解析:当磁场做均匀(线性)变化时能产生不随时间变化的电场.

答案:BC

3.(多选)关于电磁场理论的叙述,正确的是 (　　)

A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关

B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场

C.变化的电场和变化的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场

D.电场周围一定存在磁场

解析:变化的磁场产生电场,与闭合电路是否存在无关,电路只是显示电流存在,选项A正确.周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的,且频率相同,选项B正确.变化的电场和磁场相互关联,形成不可分割的统一体,即电磁场,选项C正确.只有变化的电场才能产生磁场,只有变化的磁场才能产生电场,选项D错误.

答案:ABC

4.(多选)某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中正确的是

 (　　)

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发生干涉和衍射现象

C.机械波的传播需要介质,而电磁波可以在真空中传播

D.机械波只有横波,电磁波只有纵波

解析:机械波和电磁波有相同之处,也有本质区别,但v=λf都适用,选项A说法正确.机械波和电磁波都可以发生干涉和衍射现象,选项B说法正确.机械波的传播需要介质,电磁波可以在真空中传播,选项C说法正确.机械波有横波和纵波,而电磁波是横波,选项D说法错误.

答案:ABC

5.19世纪60年代,麦克斯韦建立了电磁场理论,按照该理论,下列情形中不能产生磁场的是 (　　)

A.交变电场

B.运动中的电荷

C.静止的电荷

D.恒定电流

解析:麦克斯韦的电磁场理论是变化的电场产生磁场,所以交变电场产生磁场,恒定电流也能产生磁场,电荷的运动形成电流也能产生磁场,不能产生磁场的只有静止的电荷.故选项C正确.

答案:C

6.(多选)关于电磁波,下列说法正确的是 (　　)

A.只要有电场和磁场,就能产生电磁波

B.电磁波在真空和介质中传播速度不相同

C.均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波

D.电磁波在真空中具有与光相同的速度

解析:若只有电场和磁场,而电场和磁场都稳定或电场、磁场都均匀变化,则不能产生电磁波,选项A、C错误.电磁波在真空中的速度等于光速,电磁波在真空和介质中传播的速度不同,选项B、D正确.

答案:BD

7.电磁波在真空中的传播速度为　　　　m/s,某电台发射的电磁波的频率为300 kHz,它的波长为　　　　m. 

解析:电磁波在真空中的传播速度为c=3×108 m/s,

根据c=λf,有λ== m=1 000 m.

答案:3×108　1 000

【拓展提高】

8.下图是一个水平放置的玻璃圆环形小槽,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,让它获得一初速度v0,同时,有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所在的区域,磁感应强度的大小与时间成正比例增大,方向竖直向下.设小球在运动过程中电荷量不变,则(　　)

A.小球需要的向心力大小不变

B.小球需要的向心力不断增大

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:由麦克斯韦电磁场理论可知,磁感应强度随时间均匀增大时,将产生一个恒定的感应电场,由楞次定律可知,此电场方向与小球运动方向相同,由于小球带正电,电场力对小球做正功,小球的速度逐渐增大,向心力也随着增大,故选项A错误,选项B正确;洛伦兹力对运动小球不做功,故选项C错误;带电小球所受的洛伦兹力随速度的增大而增大,同时磁感应强度的大小与时间成正比,则小球受到的洛伦兹力大小与时间不成正比,故选项D错误.

答案:B

9.关于电磁场和电磁波,下列说法不正确的是 (　　)

A.变化的电场能够产生磁场,变化的磁场能够产生电场

B.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在

C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波

D.紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波,能够灭菌、消毒

解析:变化的电场能产生磁场,变化的磁场能产生电场.所以电场和磁场总是相互联系的,故选项A正确;麦克斯韦只是预言了电磁波的存在,是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在,故选项B错误;电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等,故选项C正确;紫外线的波长比紫光的短,它可以灭菌、消毒,故选项D正确.

答案:B

10.(多选)用麦克斯韦的电磁场理论判断,表示电场(或磁场)产生的磁场(或电场)的图像正确的是              (　　)

A                         B

C                        D

解析:A选项中左图描述的磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知,其周围空间不会产生电场,选项A错误.B选项中左图描述的是均匀变化的电场,应该产生稳定的磁场,右图的磁场是稳定的,选项B正确.C选项中左图是振荡的磁场,它能产生同频率的振荡电场,且相位相差,选项C正确.同理,选项D错误.

答案:BC

11.(多选)如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正电的小球,正以速率v0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B随时间成正比例增强的变化磁场,假设运动过程中小球的电荷量不变,则              (　　)

A.小球对玻璃环的压力不断增大

B.小球受到的洛伦兹力不断增大

C.小球先沿逆时针方向做减速运动,过一段时间后,沿顺时针方向做加速  运动

D.洛伦兹力对小球一直不做功

解析:因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场,磁场在周围产生稳定的旋涡电场,该电场对带正电的小球做功.由楞次定律可知,产生的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.小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用:环对小球的弹力FN和磁场对小球的洛伦兹力F=Bqv,而且两个力的矢量和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、方向的变化以及磁场强弱的变化,弹力FN和洛伦兹力F不一定始终在增大.洛伦兹力始终与小球做圆周运

动的线速度方向垂直,所以洛伦兹力对小球不做功.

答案:CD

【挑战创新】

12.手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描.该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰,手机不能检测从基站发出的正常数据,不能与基站建立连接,达到屏蔽手机信号的目的,手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象.由以上信息可知              (　　)

A.由于手机信号屏蔽器的作用,考场内没有电磁波了

B.电磁波必须在介质中才能传播

C.手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内

D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的

解析:电磁波在空间中存在,不会因为手机信号屏蔽器而消失,选项A错误.电磁波可以在真空中传播,选项B错误.由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描,干扰由基站发出的电磁波信号,使手机不能正常工作,选项C错误,选项D正确.

答案:D