4.1 麦克斯韦的电磁场理论 一、选择题（共 14 题） 1．关于电磁波和麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A．电磁波是一种物质，可以在真空中传播 B．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 C．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 D．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场 2．下列关于电磁波说法中正确的是（　　） A．电磁波在真空中以光速 c 传播 B．电磁波是纵波 C．电磁波不能在空气中传播 D．光需要介质才能传播 3．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 4．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，法拉第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的传播速率都相同 5．关于机械波和电磁波，下列说法中错误的是(　　)． A．机械波和电磁波都能在真空中传播 B．机械波和电磁波都可以传递能量 C．波长、频率和波速间的关系，即 v＝λf，对机械波和电磁波都适用 D．机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象 6．下列与光有关的说法正确的是（　　） A．在光导纤维束内传送图象是利用光的折射原理 B．肥皂泡呈彩色、三棱镜观察白光看到的彩色图样都是山于光照射时发生了薄膜干涉 C．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射 D．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在 7．关于电磁场和电磁波，下列叙述中不正确的是（　　） A．均匀变化电场在它的周围产生均匀变化的磁场 B．振荡电场在它的周围产生同频振荡的磁场 C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化 D．电磁波能产生干涉和衍射现象 8．Wi-Fi（无线通信技术）是当今使用最广的一种无线网络传输技术，几乎所有智能手机、平板电脑和笔 记本电脑都支持 Wi-Fi 上网，Wi-Fi 信号的本质就是电磁波，波长约 7~12 厘米，通过无线路由器发射后将 信号传递到设备上，使设备实现无线上网能力，下列对 Wi-Fi 信号的判断正确的是（　　） A．其信号波是横波 B．不能在真空中传播 C．波长比可见光短 D．不能产生干涉和行射现象 9．下列有关物理学史说法正确的是（　　） A．牛顿推导出了摆角很小时单摆的周期公式 B．惠更斯通过观察研究提出了多普勒效应 C．赫兹通过实验发现了电磁波 D．麦克斯韦的电磁场理论指出变化的磁场产生变化的电场 10．物理学中发现电荷之间的相互作用规律、最早提出利用电场线描述电场、发现电流的磁效应和用实验 证实电磁场理论的依次是哪几位物理学家（　　） A．库仑、法拉第、奥斯特和赫兹 B．库伦、奥斯特、伏特和安培 C．牛顿、法拉第、伏特和安培 D．牛顿、奥斯特、焦耳和赫兹 11．关于电磁波及其应用，下列说法错误的是 （ A．紫外线能使很多物质发出荧光，具有杀菌作用 B．雷达是通过发射和接收红外线来判断远处物体的方位 C．X 射线的频率较高，穿透力较强，医学上常用 X 射线作透视检查 D．  射线的穿透力很强，在工业中可用来探伤或流水线的自动控制 12．下列关于物理现象的描述错误的是（　　） A．真空中不同频率的电磁波都具有相同速度 B．小玲来回抖动带电荷梳子时，梳子能向外发射电磁波 ） C．多普勒效应是奥地利物理学家多普勒发现的 D．在机械波的干涉中，加强区的质点的位移大小不可能小于减弱区的质点的位移大小 13．下列说法正确的是 A．在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间距 B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直 C．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象 D．横波能发生偏振，纵波不能发生偏振 E．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源的频率 14．如图所示，平行板电容器和电池组相连，用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中，关于 电容器两极板间的电场和磁场，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A．两极板间的电压和场强都将逐渐减小 B．两极板间的电压不变，场强逐渐减小 C．两极板间将产生顺时针方向的磁场 D．两极板间将产生逆时针方向的磁场 二、填空题 15．（1）历史上，物理学家先预言了电磁波的存在，然后通过实验对此进行了证实．最早用实验证实电 磁波存在的物理学家是_____（选填“赫兹”或“麦克斯韦”） （2）在真空中，电磁波的传播速度_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）光速． 16．电磁波的特点： （1）电磁波在空间传播不需要_________； （2）电磁波是_________：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相_________，而且二者均与波的传播方 向_________，因此电磁波是_________。 （3）电磁波的波长、频率、波速的关系：v=________，在真空中，电磁波的速度 c=_________ m/s。 （4）电磁波能产生反射、_________、干涉、偏振和_________等现象。 17．___________预言电磁波的存在，而___________证实了电磁波的存在。 18．_______和_______是相互联系着的，形成一个不可分割的统一体，并从发生区域向周围空间传播，就 形成了_______. 三、综合题 19．如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感 应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。 20．下列是一些磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像、哪个（些）能在磁场周围产生稳定的电场？并 说明理由。 21．变化的磁场和变化的电场形成不可分割的统一体——电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播需 要介质吗？它传播的速度是多少？ 22．德国物理学家赫兹通过实验验证了电磁波的存在，简述这一实验的验证方法。 参考答案： 1．A 【详解】 A．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，故 A 正确； B．变化电场周围才一定产生磁场，变化磁场周围才一定产生电场，故 B 错误； CD．均匀变化的电场周围将产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围将产生恒定的电场，故 CD 错误。 故选 A。 2．A 【详解】 A．光是一种电磁波，所有电磁波真空中传播速度都相同，都是以光速 c 传播，A 正确； B．电磁波的电场磁场方向都垂直于传播方向，电磁波是横波，B 错误； C．电磁波能在空气中传播，C 错误； D．光传播不需要介质，D 错误。 故选 A。 3．D 【详解】 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。 4．D 【详解】 A．均匀变化的电场能够产生稳定的磁场，故 A 错误； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证明了电磁波的存在，故 B 错误； C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故 C 错误； D．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，均为光速，故 D 正确。 故选 D。 5．A 【详解】 本题考查机械波与电磁波的区别，能力要求为Ⅰ级．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介 质，所以选项 A 不正确，故选 A.干涉、衍射是波特有的现象，选项 D 正确，波能传播能量，v＝λf，对波 都适用．故选项 B、C 都正确． 6．C 【详解】 A．光导纤维束内传送图象，是利用光的全反射原理，故 A 错误； B．肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉，而用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现 象，故 B 错误； C．波长越长越容易发生衍射现象，声波比可见光波长长，所以遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生 衍射，故 C 正确； D．麦克斯韦提出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故 D 错误。 故选 C。 7．A 【详解】 A．均匀变化电场在它的周围产生恒定的磁场，故 A 错误，符合题意； B．振荡的电场是周期性变化的电场，周围产生周期相同的振荡的磁场，即频率相同，故 B 正确，不符合 题意； C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化，故 C 正确，不符合题意； D．干涉和衍射是波特有的现象，故电磁波能产生干涉和衍射现象，故 D 正确，不符合题意。 故选 A。 8．A 【详解】 A．电磁波均为横波，A 正确； B．电磁波的传播不需要介质，故电磁波可以在真空中传播，B 错误； C．根据电磁波波普可知无线电波波长比可见光更长，C 错误； D．折射和反射，干涉和衍射均为波的属性，D 错误。 故选 A。 9．C 【详解】 A．伽利略首先发现了单摆的等时性原理，惠更斯首先推导出了单摆的周期公式，选项 A 错误； B．多普勒通过观察研究提出了多普勒效应，选项 B 错误； C．赫兹通过实验发现了电磁波，选项 C 正确； D．麦克斯韦的电磁场理论指出周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，均匀变化的磁场产生稳定的电 场，选项 D 错误。 故选 C。 10．A 【详解】 发现电荷之间的相互作用规律的物理学家是库伦；最早提出利用电场线描述电场的物理学家是法拉第；发 现电流的磁效应的物理学家是奥斯特；用实验证实电磁场理论的物理学家是赫兹。 故选 A。 11．B 【详解】 9 9 A、紫外线是波长比可见光短的电磁波，它的波长从 380 �10 ～10 �10 米，它有显著的化学效应和荧光效 应，故 A 正确； B、雷达是利用电磁波测定物体位置的无线电设备，是利用无线电波工作的，故 B 错误； C、X 射线的频率较高，穿透力较强，医学上常用 X 射线作透视检查，故 C 正确； D、  射线是原子核发出的，是频率很高的电磁波，它的穿透力很强，在工业中可用来探伤或流水线的自 动控制，也可在医院里用 γ 射线来杀死癌细胞，故 D 正确． 12．D 【详解】 A．所有的电磁波在真空中都具有相同的波速，即光速，故 A 正确； B．带电荷的梳子来回抖动时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波，故 B 正确； C．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先提出，故 C 正确； D．振动加强区域质点是在平衡位置附近振动，有时位移为零，故 D 错误。 本题选错误的，故选 D。 13．BDE 【详解】 在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光，因黄光的波长小于红光，则根据 x  l  ，则可减小干涉条纹间距，选项 A 错