4.1 电磁波的产生 一、选择题（共 15 题） 1．有关电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（） A．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．使用空间波来传播信息时主要是应用了无线电波波长、衍射现象明显的特点 D．频率为 750kHz 的电磁波在真空中传播时，其波长为 400m 2．一个 LC 振荡电路中，线圈的自感系数为 L，电容器电容为 C，一个振荡周期内电容器上电压能达到的 最大值为 Um，则从电容器上电压达到最大值 Um 开始计时（　　） A．至少经过 π LC ，磁场能达到最大 2U m  LC B．在 2 时间内，电路中的平均电流是  C．经过 π LC L C 时间，线圈的自感电动势达到最大 U  C m LC 2 D．在 2 时间内，电容器放电电荷量为 3．关于物理学家及其成就下列说法中正确的是（　　） A．楞次发现了电磁感应定律 B．麦克斯韦建立了电磁场理论 C．安培发现了电流的磁效应 D．奥斯特发现了电磁感应现象 4．关于物理学史的知识，下列事迹的叙述中不符合事实的是（ ） A．麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围激发感生电场，处在其中的导体就会产生感应电动势 B．法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一闭合回 路的磁通量的变化量成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律． C．法拉第不仅提出场的概念，而且发明了人类历史上第一台发电机 D．焦耳测量了热与机械功间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒的建立奠定了实验 基础． 5．根据麦克斯韦电磁场理论，下列叙述中正确的是（ A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 ） B．在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 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性、非线性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 6．在物理学发展史上有一些定律或规律的发现，首先是通过推理证明建立理论，然后再由实验加以验 证，以下叙述的内容，符合上述情况的有 A．牛顿发现的万有引力定律，经过一段时间后才由卡文迪许用实验方法测出万有引力常量的数值，从而 验证了万有引力定律 B．普朗克提出了光子说理论，后来由爱因斯坦用实验证实了光子的存在 C．汤姆孙提出了原子的核式结构学说，后来由卢瑟福用 粒子散射实验给予验证 D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来用实验证实了电磁波的存在 7．关于物理学史，下列说法中正确的是（　　） A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是特斯拉 B．电磁感应现象是奥斯特发现的 C．建立完整电磁场理论的科学家是麦克斯韦 D．最早证明有电磁波存在的科学家是法拉第 8．下列说法中正确的是（　　） A．能量在转化和转移的过程中有损失，故总能量减少 B．能量耗散表明，能量在利用过程中数量虽未减少，但在可利用的品质上降低了 C．电磁波是横波，本身不具有能量 D．微观粒子能量变化是连续的 9．如图所示，水平面内有一环形导线通以俯视为顺时针的恒定电流，环形导线内有一可在水平面内自由 转动的细杆，细杆带正电荷，若从某一时刻起，环形导线中电流逐渐减小，俯视细杆下列说法中正确的是 A．细杆仍然保持静止 B．细杆将顺时针转动 C．细杆将逆时针转动 D．无法确定细杆是否转动 10．如图所示是 LC 振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图像，电流的正方向规定为顺时针方 向，则在 t1 到 t2 时间内，电容器 C 的极板上所带电量及其变化情况是（　　） A．上极板带正电，且电量逐渐增加，电场能逐渐增加 B．上极板带正电，且电量逐渐减小，电场能逐渐减小 C．下极板带正电，且电量逐渐增加，磁场能逐渐增加 D．下极板带正电，且电量逐渐减小，磁场能逐渐减小 11．如图所示，图 a 为 LC 振荡电路，通过 P 点的电流如图 b ，规定通过 P 点向左的电流方向为正方向，下 列说法正确的是（　　） t1 A．在 时刻，线圈中的磁场能最大 t2 B．在 时刻，电容器的电场能最大 t1 C．0 到 电容器正在充电，上极板带正电 t1 t2 D． 到 电容器正在放电，上极板带负电 12．如图所示，某 LC 振荡电路中，L 是电阻不计的电感线图，C 是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场 和磁场方向如图所示。不计电磁波的辐射损失，则下列说法正确的是（　　） A．该时刻电容器正在充电 B．该时刻电路中电流正在减小 C．该时刻电场能正在向磁场能转化 D．该 LC 振荡电路磁场能量变化的周期为 T  2 LC 13．下列说法正确的是（ ） A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 B．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 C．光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点 D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 14．下列说法正确的是（ ） A．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 B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 C．光导纤维由内芯和外套两部分组成，且内芯的折射率小于外套的折射率 D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹的间距一定变小 E．光的偏振现象说明光是横波 15．下列说法正确的是（ ） A．麦克斯韦建立电磁场理论提出光是一种电磁波，并通过实验验证了电磁波的存在 B．白光通过三棱镜发生色散属于光的折射现象 C．通过细狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象 D．杨氏双缝干涉实验中，增大光屏到双缝间距离，可观察到干涉条纹间距变小 E．当偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振化方向会发生变化，这一现象可用来检测应力的分布情况 二、填空题 16．英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________（填“能”或“不能”）产生电场．已知电磁波在空气中 的传播速度近似等于 3.0 �108 m/s，某广播电台的“经济、生活”节目的频率是 1.03×108HZ，该电磁波在空气 中的波长为______m． 17．（1）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( （2）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( ) （3）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( ) ) （4）能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( （5）光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的。( （6）热辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关。( ) ) ) 18．以下说法中不正确的有_____________ A．作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度 B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 C．一束光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象 D．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，这可以用光的波动理论来解释 E．在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场 19．（1）麦克斯韦提出的电磁波理论认为______（选填“变化”或“不变化”）的磁场能产生电场．现代通信 离不开电磁波，在真空中频率越小的电磁波，它的波长______（选填“越长”或“越短”） （2）电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量______（选填“相等”或“不相等”）．保持电热丝两端的电 压不变，增大电热丝的电阻，电热丝消耗的电功率将______（选填“增大”或“减小”）． 三、综合题 20．我们平时可能会有这样的经历：雷雨天在家收听广播节目时，我们会先听到收音机里发出“咔嚓、咔嚓 ……”的声音，然后才听到雷声。 （1）打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音？ （2）为什么会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声？ 21．在某时刻的 LC 振荡电路中，电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示。此时电容器在充电 还是放电？电路中电流在增大还是减小？为什么？ 22．在 LC 振荡电路中，如果 C＝100 pF，要发出波长为 30 m 的无线电波，应用多大电感的电感线圈？ 23．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在 30 天内能以 37.5kHz 的频率自动发 出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置．那么黑匣子发出的电磁 波波长是多少？若接收电路是由 LC 电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈 L  4.0mH ，此时产生电谐 振的电容多大？参考答案： 1．D 【详解】 A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，A 错误； B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，B 错误； C．使用空间波来传播信息时主要是应用了微波波长短、频率高的特点，C 错误； D．根据公式  v f 可得，频率为 750kHz 的电磁波在真空中传播时的波长为 400m，D 正确。 故选 D。 2．C 【详解】 A．振荡电路的振荡周期 T  2 LC 电容器上电压达到最大值 Um 时，充电完毕，电场能最大，磁场能最小，至少要经过 t T   LC 4 2 磁场能达到最大，故 A 错误； BD．电压最大时，电容器上的电荷量为 Q=CUm  在 2 LC 时间内，电容器放电量为 CUm，所以平均电流 I CU m 2U m Q    t  LC 2 故 BD 错误； C．当电流为零时，自感电动势最大，根据振荡规律可知 t T   LC 2 C L 时，线圈的自感电动势达到最大，故 C 正确。 故选 C。 3．B 【详解】 A．纽曼和韦伯发现了电磁感应定律，故 A 错误； B．麦克斯韦建立了电磁场理论，故 B 正确； C．奥斯特发现了电流的磁效应，故 C 错误； D．法拉第发现了电磁感应现象，故 D 错误。 故选 B。 4．B 【详解】 试题分析：麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围激发感生电场，处在其中的导体就会产生感应电动势，选 项 A 正确； 法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这 一闭合回路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，选项 B 错误；法拉第不仅提出场 的概念，而且发明了人类历史上第一台发电机，选项 C 正确；焦耳测量了热与机械功间的当量关系——热 功当量，为热力学第一定律和能量守恒的建立奠定了实验基础，选项 D 正确；故选 B． 5．D 【详解】 试题分析：根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场不变 化，不会产生磁场，同理，磁场不变化，不会产生电场，故 A 错误；均匀变化的电场一定产生稳定的磁 场，均匀变化的磁场周围一定产生