高中物理第三章电磁场合电磁波3.1麦克斯韦的电磁理论练习(含解析)沪科版选修3-4

第三章电磁场和电磁波一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.比较机械波与电磁波，正确的说法是()A．二者都传递能量B．二者传播都需要介质C．二者都既有横波又有纵波D．二者都是振动或电磁振荡停止，波立即消失解析：选A.机械波与电磁波都具有波的一般性质，如传递能量，但由于两类波本质不同，又有各自的特性．如电磁波的传播不需要介质，且电磁波只有横波，可判定B、C选项错误；振动停止，两类波继续传播，D项错误．2.下列关于无线电波的叙述中，正确的是()A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波B．无线电波在任何介质中传播速度均为3.00×108 m/sC．无线电波不能产生干涉和衍射现象D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短解析：选AD.无线电波中长波波长有几十千米，微波中的毫米波只有几毫米，A项正确；无线电波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，B项错误；无线电波也能产生干涉和衍射现象，C项错误；无线电波由真空进入介质传播时，由于波速减小可知波长变短，D项正确．3.关于LC电路，下列说法正确的是()A．一个周期内，电容器充、放电各一次B．电容器极板上电压最大时，线圈中的电流最强C．电容器开始充电时，线圈中的磁场能最大D．电容器开始充电时，电场能最大解析：选C.电容器从开始充电到放电完毕才经历半个周期，一个周期内，电容器应充、放电各两次，A错误；电容器上的电压最大时，电场能最大，此时磁场能为零，线圈中的电流为零，B错误；电容器开始充电时，电场能为零，线圈中磁场能最大，所以C正确，D错误．4.用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是()A．调制和解调B．调谐和检波C．检波和解调D．调频和调幅解析：选B.首先必须接收到电磁波，叫调谐或选台，收到后将高频电磁波与低频音频信号分开，叫解调或检波．5.关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是()A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能产生电场B．电磁波和机械波都只能在介质中传播C．电磁波在空间传播时，电磁能也随着一起传播D．电磁波穿过两种介质的分界面时频率会发生变化解析：选AC.由麦克斯韦的电磁场理论知，选项A正确；由于电磁波能够在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的过程就是能量传播的过程，C项正确；电磁波的频率由波源决定，与介质无关，选项D错误．6.在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图像如图所示．在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的是() A．充电过程，波长为1200 mB．充电过程，波长为1500 mC．放电过程，波长为1200 mD．放电过程，波长为1500 m解析：选A.由图可知，在1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器C的带电荷量由0增加到最多，因此是充电过程．电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1200 m.7.无线电发射装置的振荡电路中的电容为30 pF时发射的无线电波的频率是1605 kHz.若保持回路的电感不变将电容调为270 pF，这时发射的电波的波长为()A．62 m B．187 mC．560 m D．1680 m解析：选C.由f ＝12πLC 得 ff 1′＝C ′C，f ′＝5.35×105 Hz ， 又因为λ＝v /f ＝3.0×1085.35×105m ＝560 m ，故选C.8.如图所示，是一台收音机的屏板，当向右调指针(图中黑块)时，所接收的电磁波( )A ．频率变大，波长变大B ．频率变大，波长变小C ．频率变大，波长不变D ．频率变小，波长变大解析：选B.面板上所标识的数字是频率，向右调节时频率显然增大，由于波速一定时，波的频率与波长成反比关系，所以波长变小．9.如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示，则电路中振荡电流随时间的变化图像应是图中的哪一个(以回路中逆时针方向振荡电流为正)( )解析：选D.从题图乙可以看出，在0～T4这段时间内是充电过程，且u AB >0，即u A >u B ，A 板应带正电，只有顺时针方向的回路电流(负方向)才能使A 板被充电后带正电．同时要考虑到，电流最大时其变化率为零，即L ΔIΔt(电动势)为零，所以应选D.10.图甲为一个调谐接收电路，(a)、(b)、(c)为电路中的电流随时间变化的图像，则( )A ．i 1是L 1中的电流图像B ．i 1是L 2中的电流图像C ．i 2是L 2中的电流图像D ．i 3是流过耳机的电流图像解析：选ACD.L 2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的，但是由于L 2和D 串联，所以当L 2的电压与D 反向时，电路不通，因此这时L 2没有电流，所以L 2中的电流应选(b)图．故应选A 、C 、D.二、填空题(本题共2小题，第11小题4分，第12小题8分，共12分，将答案填在题中的横线上)11.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够__________(填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够__________(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备． 解析：题目介绍了电磁波在军事上的用途．电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的．要有效避开雷达的探测，就要设法减弱电磁波的反射．据此即可确定答案为：增强；减弱． 答案：增强 减弱12.如图所示的LC 振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2 s ．自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t ＝3.4×10－2 s 时，电容器正处于________(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态．这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)．解析：振荡电路在一个周期内，经历放电―→充电―→放电―→充电四个过程，每一个过程历时T4.当振荡电流以逆时针达到最大时，电容器上极板刚放电完毕，将开始对下极板充电．由于时间t ＝3.4×10－2 s ＝1.7T ，根据电磁振荡的周期性特点，此时刻状态与开始计时后经过t ′＝0.7T 的状态一样，所以电容器正处于充电状态，且上极板带正电．本题也可通过电磁振荡中的i －t 图像来分析，若以逆时针方向电流为正方向，从电容器上极板开始放电时计时，画出的振荡电流如图所示．题中状态对应于从A 点开始到B 点的一段过程．显然，正处于对上极板充电状态，上极板应带正电．答案：充电 带正电三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13.(8分)LC 振荡电路中，线圈的自感系数L 可以从4 mH 变到9 mH ，电容器的电容C 可以从36 pF 变到100 pF.这个振荡电路的最高频率是多大？对应的电磁波的波长是多长？ 解析：由f ＝12πLC得L 、C 越小，f 越高．(2分) 所以最高频率时L ＝4 mH ，C ＝36 pF(2分) 则f m ＝12πLC＝1.33×105 Hz ，(2分) 波长λ＝c /f ＝2.25×103 m ．(2分) 答案：1.33×105 Hz 2.25×103 m14.(12分)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中提出了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．一单色光在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图像如图所示，求该光波的频率．解析：设光在介质中的传播速度为v ，波长为λ，频率为f ，则 f ＝vλ①(3分) v ＝cn②(3分) 联立①②式得f ＝cn λ(3分)从波形图上读出波长λ＝4×10－7 m ，代入数据得f ＝5×1014 Hz.(3分) 答案：5×1014 Hz15.(14分)某雷达工作时所发射的无线电波波长为1 m ，它可以定向发出脉冲波，连续两个脉冲的时间间隔为10－4 s ．一飞机始终在雷达的某一方位上做直线飞行，图为雷达屏幕，屏幕上方有时间尺，P 1、P 2是雷达发出的电波信号．n 1、n 2是P 1、P 2由飞机反射回来后雷达接收的信号．设雷达匀速扫描，根据图分析回答下列问题．(1)飞机是朝着雷达飞行，还是远离雷达飞行？ (2)当信号P 1传播到飞机处时，飞机距雷达多远？解析：(1)由标尺上的时间刻度可以看出，第一个雷达信号P 1从发出至返回历时为10个小格，第二个雷达信号P 2从发出至返回历时为11个小格，即第二个雷达信号从发出至返回所有时间较长，表明P 1、P 2两个雷达信号分别遇到飞机时，第一个信号与飞机相遇的位置离雷达较近一些，第二个信号与飞机相遇的位置离雷达较远一些，可见飞机是朝着远离雷达的方向飞行的．(4分)(2)在图上，P 1、P 2间相距为时间标尺上的20小格，由题意知连续两个脉冲间的时间间隔为10－4s ，故时间标尺上的每一小格代表的时间为Δt ＝10－420s ＝5×10－6 s.(3分)由图可以看出，信号P 1从发出至返回被雷达接收到(图上的n 1)历时为10个小格，则这段时间为t ＝10Δt ＝5×10－5 s ，(3分)信号P 1自发出后，经过t2就遇到了飞机，则信号P 1传播到飞机时，飞机与雷达之间的距离为x ＝c t 2＝3.0×108×2.5×10－5 m ＝7.5×103 m.(4分)答案：(1)远离 (2)7.5×103 m16.(14分)如图所示的电路中，电容器的电容C ＝1 μF ，线圈的自感系数L ＝0.1 mH ，先将开关S 拨至a ，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S 拨至b ，经过3.14×10－5s ，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC 回路中的振荡电流有最大值？(g取10 m/s 2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)解析：当S 拨至a 时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，则mg ＝q Ud ①(3分)当S 拨至b 时，LC 回路中有振荡电流，振荡周期为T ，则T ＝2πLC ＝6.28×10－5 s ．(2分)当t＝3.14×10－5 s时，电容器恰好反向充电结束，两极板间场强与t＝0时两极板间场强等大反向，由牛顿第二定律得q Ud＋mg＝ma②(3分)联立①②得a＝20 m/s2.(2分)当振荡电流最大时，电容器处于放电完毕状态，两极板间无电场，油滴仅受重力作用，则mg＝ma′，a′＝10 m/s2，即当油滴加速度为10 m/s2时，LC回路中振荡电流有最大值．(4分)答案：20 m/s210 m/s2。

3.4电磁波家族同步测控1.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( )A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快C．经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传递过去解析：选A.调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡上去，频率越高，传播信息能力越强，A对；电磁波在空气中以接近光速传播，B错；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错．2.下列关于电磁波的特性和应用，说法正确的是( )A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用来检查金属内部的缺陷B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波中频率最大的是γ射线，最不容易用来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以用来检查人体内部的器官解析：选C.X射线有较强的穿透能力，可用来检查金属零件内部的缺陷，红外线不具有此特点，A错误；过强的紫外线会伤害人的眼睛和皮肤，B错误；频率越大，衍射现象越不明显，C正确；紫外线不能用来检查人体内部的器官，D错误．3.为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构，可采用下列哪些措施( )A．增大电容器极板的正对面积B．增大电容器极板间的距离C．增大自感线圈的匝数D．提高供电电压解析：选B.根据题意，为了增大电台辐射能力，必须采用开放电路，提高电磁波的频率，由f＝12πLC 可知，必须使电容C或电感L减小，再根据C∝εSd可知，当增大电容器极板间的距离时，C减小，电磁波的频率f可增大，所以B选项正确．而增大电容器极板的正对面积时，电容C增大，不能实现增大电磁波的频率，A选项错误．又因为电感L与线圈的匝数、面积大小、线圈的长短以及线圈中有无铁芯等因素有关，而增大自感线圈的匝数时，电感L增大，所以C选项错误．由f＝12πLC可知，电磁波的频率与电压无关，D选项错误．4.我们知道，地球被厚厚的大气层包围着，在距地面50 km到几百km的范围内的大气层叫电离层，电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性．实验表明，对于波长小于10 m的微波，电离层能让它通过；对于波长超过3000 m的长波，电离层基本上把它吸收掉；对于中波和短波，电离层对它有反射作用．地球同步通信卫星静止在赤道上空36000 km高的地方，所以利用同步卫星进行无线电通信只能利用( )A．长波B．中波C．短波D．微波解析：选D.地球同步通信卫星传输的电磁波信号必须能够穿透电离层，而只有波长小于10 m 的微波才能通过，所以D项正确．课时作业一、选择题1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是( )A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线解析：选B.在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定B正确．2.下列关于电磁波谱各成员的说法正确的是( )A．最容易发生衍射现象的是无线电波B．紫外线有明显的热效应C．X射线穿透能力较强，所以可用来做检查工件D．晴朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果解析：选ACD.波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力强常用于人体拍片和检查金属零件缺陷，故C正确；天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确．3.对红外线的作用及来源正确的叙述有( )A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强的荧光效应C．红外线最显著的作用是热作用D．红外线容易穿过云雾、烟尘解析：选ACD.一切物体都在不停地辐射红外线，且热物体比冷物体的红外线辐射本领大，A正确．荧光效应是紫外线的特性，红外线没有，红外线的显著的作用是热作用，B错误，C正确．红外线波长较长，衍射能力比较强，D正确．4.电视机换台时，实际上是在改变( )A．电视台的发射频率B．电视机的接收频率C．电视台发射的电磁波的波速D．电视机接收的电磁波的波速解析：选B.电视台的发射频率、电磁波的波速等都是电视机所无法改变的，所能改变的只有自身的接收频率．不同的电台会有不同的使用频率，要使自己的电视机与电台的频率一致才能收到电视信号．5.为了使需要传送的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行( )A．调谐B．放大C．调制D．检波解析：选C.声音、图像信号的频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射，所以要用高频带着低频向外发射，而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制，故选C.6.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应( )A．增大调谐电路中线圈的匝数B．加大电源电压C．减小调谐电路中线圈的匝数D．将线圈中的铁芯取走解析：选CD.当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时发生电谐振才能收听到电台信号．由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由f＝12πLC可知，在C无法再调节的前提下，可减小电感L，即可通过C、D的操作升高f.7.电视机在室内接收电视台向空中发射的电磁信号时，下列判断正确的是( )A．当电视机在离电视发射塔较近时，用室内天线也可以接收到信号，这是电磁波的衍射现象B．用室内天线接收时，电视机安放在室内不同位置，接收效果不同，这是电磁波在室内反射后产生的干涉现象C．离电视发射塔较远处要用架设室外天线的方法接收信号，这是由于发送电视信号用的是微波，波长短，基本上是直线传播D．有线电视的信号也是通过电磁波传送的解析：选ABC.电磁波绕过障碍物进入室内被电视机天线接收，这是电磁波的衍射现象；室内不同位置由于电磁波在墙壁和其他器物表面反射，然后叠加，形成有的地方加强，有的地方减弱的现象是波的干涉现象；电视信号用微波传送，微波波长短，基本上是沿直线传播，在离发射塔较远处，由于微波不能直接传送到电视机天线，就要架设室外天线来接收信号；故A、B、C选项正确．8.声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的共同特征．下列说法正确的是( )A．声波的传播速度小于电磁波的传播速度B．声波和电磁波都能引起鼓膜振动C．电磁波都能被人看见，声波都能被人听见D．二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波解析：选A.声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度；鼓膜的振动是空气的振动带动的；电磁波的传播不需要介质，人耳听不到电磁波；二胡和电子琴发出的都是声波，所以只有选项A正确．9.许多光学现象在科学技术上得到了应用，下列对一些应用的解释，正确的是( )A．紫外验钞机是利用紫外线的化学作用B．X光透视利用的是光的衍射现象C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有较强的穿透能力D．红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象解析：选CD.紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字，发出可见光，使这些文字能被肉眼看到，利用了紫外线的荧光效应，A项错误；X射线具有极强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，B项错误；γ射线具有较强的穿透能力，工业上的金属探伤就是利用的这个原理，C项正确；一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用的这个原理，D项正确．10.近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景．关于红外线和光通信，以下说法中正确的是( )①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输③红外线的频率比可见光的频率高④红外线比可见光传播速度大A ．①②B ．③④C ．①③D ．②④解析：选A.无线光通信技术是光信号在空气中直接传输各种信息．光纤通信中的光信号是在光纤中传输．不论哪种方式，传输的都是文字、数据、图像等信息．而红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，红外线与可见光在真空中传播速度相同．二、非选择题11.图中A 为某火箭发射场，B 为山区，C 为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射试验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传播无线电广播所用的电磁波波长为550 m ，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m ，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号”或“电视信号”)．这是因为________________________________________________________________________．解析：从题中知，传播无线电广播所用电磁波波长为550 m ，根据波发生明显衍射现象的条件知，该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C 区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0.566 m ，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C 区，要想使信号传到C 区，必须通过建在山顶的转发站来转发．答案：电视信号 电视信号波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射12.有波长分别为290 m 、397 m 、566 m 的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz 时．(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m 的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？解析：(1)根据公式f ＝c λ，得f 1＝c λ1＝3.0×108290 Hz ≈1034 kHz.f 2＝c λ2＝3.0×108397Hz ≈756 kHz.f 3＝c λ3＝3.0×108566Hz ≈530 kHz. 所以波长为397 m 的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强．(2)要接收波长为290 m 的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些以减小电容．答案：(1)波长为397 m 的无线电波(2)旋出一些。

3.2电磁波的发现同步测控1.关于振荡电流，以下叙述正确的是()A．大小和方向都在变化的电流叫做振荡电流B．大小和方向都做周期性迅速变化的电流叫振荡电流C．由电感线圈和电阻器组成的电路能够产生振荡电流D．由电感线圈和电容器组成的回路能够产生振荡电流解析：选BD.大小和方向必须是都做周期性迅速变化的电流才是振荡电流，故A 错误，B正确；LC回路能产生振荡电流，由电感线圈和电阻器组成的电路不能产生振荡电流，故C错误，D正确．故本题正确选项为B、D.2.在LC回路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是()A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积解析：选D.电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小C，达到增大振荡频率的目的，D 正确．3.(2012·咸阳高二检测)LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图所示．现规定过P点向右的电流为正，则()A．0.5 s至1 s时间内，电容器充电B．0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电C．1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能D．1 s至1.5 s时间内，Q点的电势比P点的电势高解析：选AD.由振荡电路的图像可知，在0.5 s至1 s时间内，电流为正方向，且电流值正在减小，所以依题规定的电流正方向知，在0.5 s～1 s的时间内，LC回路中的电流是顺时针的，而且电容器C正在充电．由充电电流是由电容器C的负极板流出，流向正极板可知，在0.5 s～1 s的时间内电容器C的上极板带负电，下极板带正电，选项A正确，B错误．再由LC振荡电路图像知，在1 s至1.5 s时间内，电流为负电流，且电流的值正在增大，由题所规定的电流正方向知，此时间内LC回路中的电流是逆时针的，即由Q点经电感L流向P点，所以Q点电势比P点高，而且由于电流值正在增大，所以电场能正在转化为磁场能，选项C错误，选项D正确．故选A、D.4.如图所示振荡电路中，电感L＝300 μH，电容C的范围为25pF～270 pF，求：(1)振荡电流的频率范围；(2)若电感L＝10 mH，要产生周期T＝0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？解析：(1)由f＝12πLC知，当C在25 pF～270 pF间变化时，f的范围为0.56×106Hz～1.8×106 Hz.(2)由T＝2πLC知，C＝T24π2L＝1×10－3 F.答案：(1)0.56×106 Hz～1.8×106 Hz(2)1×10－3 F课时作业一、选择题1.电磁振荡与机械振动相比()A．变化规律不同，本质不同B．变化规律相同，本质相同C．变化规律不同，本质相同D．变化规律相同，本质不同解析：选D.电磁振荡是电荷在LC电路中的振荡，而机械振动是质点在平衡位置附近的往复运动，二者本质不同，但遵循同样的运动规律，即均按正弦规律变化，D正确．2.有关振荡电路的下列说法中，你认为正确的是()A．电容器带电荷量为零的时刻，振荡电流也为零B．电容器带电荷量为零的时刻，振荡电流达到最大值C．电容器充电时，电场能转化为磁场能D．振荡电流增大时，电场能逐渐转化为磁场能解析：选BD.电容器放电完毕时，电容器的带电荷量为零，此时振荡电流达到最大值；电容器充电时，磁场能转化为电场能．电容器放电时，振荡电流增大，电场能逐渐转化为磁场能．3.在LC振荡电路中，当电容器上的电荷量最大时()A．振荡电流达到最大B．电容器两极板间的电压最大C．电场能恰好全部转化为磁场能D．磁场能恰好全部转化为电场能解析：选BD.当LC振荡电路中电容器的电荷量最大时，电路中电流为零，对应的极板间电压和电场能达到最大，磁场能最小，为零，即磁场能全部转化为电场能，故B、D正确．4.关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是()A．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能D．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能解析：选D.本题考查振荡电流和其他各物理量变化的关系．振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，场强为零，A错；振荡电流为零时，LC回路振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流强度变化率最大，线圈中自感电动势最大，B错；振荡电流增大时，线圈中电场能转化为磁场能，C错；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，D对．5.如图所示，闭合开关S，待电容器充电结束后，再打开开关S，用绝缘工具使电容器两极板距离稍稍拉开一些，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．不会产生磁场D．会产生振荡的磁场解析：选C.两平行板电容器接入直流电源后两极板间的电压等于电源的电动势，断开电源后，电容器带电量不变，由电容器定义式和平行板电容器公式可得两板间场强E＝Ud＝QCd＝4πkQεS，当用绝缘工具将两极板距离稍稍拉开一些，电容器两板间的电场不发生变化，所以不会产生磁场．C正确．6.LC回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则()A．在时刻t1，电路中的电流最大B．在时刻t2，电路中的磁场能最大C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大D．从时刻t3至t4，电容器的带电荷量不断增大解析：选BC.由题图可知，t1时刻电容器两端电压最高时，电路中振荡电流为零．t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强、磁场能最大，选项A错误，B正确．在t2至t3的过程中，从题图可知，电容器两板电压增大，必有电场能增加，选项C正确．而在t3至t4的过程中，电容器两板电压减小，带电荷量同时减小，选项D错误．正确选项为B、C.7.右图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在增加C．电感线圈中的电流正在增大D．此时自感电动势正在阻碍电流增大解析：选BCD.由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知，此时电流向着电容器带负电荷的极板流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程，而电流和线圈中磁场能处于增加过程，由楞次定律可知，线圈中感应电动势阻碍电流的增加．8.电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是()A．电池用久了B．振荡电路中电容器的电容大了C．振荡电路中线圈的电感大了D．振荡电路中电容器的电容小了解析：选BC.电子钟变慢的原因是LC振荡电路的振荡周期变大了，而影响周期的因素是振荡电路中的L和C，B、C两项正确．9.某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻()A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能变化D．磁场能正在向电场能变化解析：选AD.由题图中上极板带正电荷，下极板带负电荷及电流的方向可判断出正电荷在向正极板聚集，说明电容器极板上电荷在增加，电容器正在充电．电容器充电的过程中电流减小，磁场能向电场能转化．正确选项为A、D.10.如图所示电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡．如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0时刻，那么图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是()解析：选C.本题属含电容电路、自感现象和振荡电路的综合性问题，应从下面几个方面考虑：(1)S断开前，ab段短路，电容器不带电；(2)S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，同时，电容器C充电，此时电流正向最大．(3)给电容器C充电的过程中，电容器的充电量最大时，ab中电流减为零，此后LC发生电磁振荡形成交变电流，综上述选项C正确．二、非选择题11.在LC振荡电路中，若已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点．(1)T、L、C的关系为________；(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线；(3)求解L的值．解析：(1)由周期公式T＝2πLC得T2＝4π2LC.(2)由LC振荡电路的周期公式T＝2πLC可得T2＝4π2LC.在L不变的情况下，T2为C的正比例函数，因此T2－C图线为过原点(0，0)的直线，图线如图所示．(3)在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能大，由T ＝2πLC 得L ＝T 24π2C ，L ＝ΔT 24π2ΔC，代入数据得L ＝36.8 mH(在35.1～38.9 mH 之间皆正确)．答案：(1)T 2＝4π2LC (2)见解析(3)36.8 mH(在35.1～38.9 mH 之间均正确)12.一个智能玩具的声响开关与LC 电路中电流有关，如图所示为该玩具内的LC 振荡电路部分，已知线圈自感系数L ＝0.25 H ，电容器电容C ＝4 μF ，在电容器开始放电时(取t ＝0)，这时上极板带正电，下极板带负电，当t ＝2.0×10－3 s 时，求：(1)电容器的上极板带何种电？(2)电路中电流的方向如何？解析：(1)LC 振荡电路的固有周期T ＝2πLC ＝2π0.25×4×10－6 s ＝2π×10－3 s ≈6.28×10－3 s ，t ＝2×10－3 s ，是在第一个周期内的T 4到12T 之间，在第一个T 4内电容器放电，放电完毕，电容器上电荷为零，电路中电流最大，在第二个T 4内，线圈中的电流方向不变，线圈中的自感电动势对电容器充电，下极板带正电，上极板带负电．(2)在0～T 4内电容器放电，电流方向为逆时针方向．电流从0逐渐增大到最大值.T 4～T 2内由于线圈的自感作用线圈中的电流沿原来的方向继续流动，只是大小从最大值逐渐减小至零，故t 时刻时电路中的电流方向为逆时针．答案：(1)上极板带负电(2)电路中的电流方向为逆时针。

无线电通信练习1．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是（)。

A．增加辐射波的波长B．使振荡电容的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感2．一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波,打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是细线密绕匝数多的数圈,另一组是粗线疏绕匝数少的线圈,由此可以判断（）。

A．匝数多的电感大，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收中波B．匝数多的电感小，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收短波C．匝数少的电感小，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收短波D．匝数少的电感大，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收中波3．一个LC振荡电路，当可变电容器的电容为C时,发射的电磁波波长为λ1，当可变电容器的电容为C′＝4C时，发射的电磁波波长为λ2,则λ1/λ2之值为（).A．1∶2 C．1B．2∶1 D．∶14．为了使需要传递的信号载在电磁波上发射到远方,必须对振荡电流进行（)。

A．调制 B．放大 C．调谐 D．检波5．使接收电路产生电谐振的过程叫( ）。

A．调幅 B．调频 C．调谐 D．检波6．把经过调制的高频电流变为调制信号电流的过程叫( ）。

A．调幅 B．调频 C．调谐 D．检波7．“小灵通"是一种移动通讯工具，它环保、经济。

如图所示是随处可见的安装于某楼顶的“小灵通”发射接收信号的装置，其中AB、CD为绝缘支架，AE、BG、CF、DM为四根等长的银白色的金属杆,ON为普通金属杆且比AE长许多，并由较粗的金属线RP直接连接到楼顶边缘的钢筋上，则ON所起的是__________作用；______________________________是接收、发射电磁波的天线。

8．LC振荡电路中的电容C＝556 pF,电感L＝1 mH，若能向外发射电磁波,则其波长为多少米？电容器极板所带电量从最大变为零,经过的最短时间为多少秒？参考答案1．答案:C 解析:从必须采用开放电路以及提高电磁波的频率两方面入手分析，通过频率公式和电容公式判断.2．答案：A 解析：解答本题必须对匝数与电感大小的关系、电感与固有频率的关系，频率与波长的关系和调谐电路的固有频率与接收电磁波波长的关系很清楚，才能准确选出正确的选项。

第3章 3.1 麦克斯韦的电磁场理论+3.2 电磁波的发现3.1 麦克斯韦的电磁场理论3.2 电磁波的发现学习目标知识脉络1.理解麦克斯韦电磁理论的两个要点，了解电磁场与电磁波的联系与区别，以及电磁波的特点.(重点)2.了解麦克斯韦理论在物理发展史上的意义.3.了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程.(难点)4.了解电磁振荡的周期和频率，会求LC电路的周期和频率.(重点)麦克斯韦电磁场理论[先填空]1.英国物理学家麦克斯韦创立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在.2.变化的磁场产生电场不均匀变化的磁场产生变化的电场；均匀变化的磁场产生稳定的电场.3.变化的电场产生磁场不均匀变化的电场产生变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场.4.电磁场理论——伟大的丰碑(1)不均匀变化的磁场和电场相互耦连，形成不可分离的统一的电磁场.(2)变化的电场与变化的磁场相互激发，由近及远地向周围空间传播，就形成了电磁波.麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在.(3)在电磁波的传播过程中，电场和磁场方向相互垂直并都垂直于传播的方向，即电磁波是横波.(4)电磁波在真空中的传播速度等于光速.[再判断]1.变化的电场一定产生变化的磁场.(×)2.恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场.(×)1.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E.磁场周围一定存在电场【解析】【答案】ABC2.根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是()A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B.工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场C.稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场D.电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直E.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场【解析】教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确.均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，E错误.【答案】ABD3.如图3-1-1所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈.图3-1-1(1)你能观察到什么现象？(2)这种现象说明了什么？【解析】(1)灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生.(2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流.【答案】见解析判断是否产生电场或磁场的技巧1.变化的电场或磁场能够产生磁场或电场.2.均匀变化的场产生稳定的场.3.非均匀变化的场产生变化的场.4.周期性变化的场产生同频率的周期性变化的场.5.稳定不变的场不能产生新的场.赫兹实验与电磁振荡[先填空]1.赫兹实验(1)实验分析和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出感应电动势，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花.这个导线环实际上是电磁波的检测器.(2)实验结论赫兹实验证实了电磁波的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性.2.电磁振荡(1)振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流.(2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路.最基本的振荡电路为LC振荡电路.(3)电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程.(4)电磁振荡的周期与频率①周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间.②频率：1 s内完成周期性变化的次数.振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率.③周期和频率公式：T＝2πLC，f＝12πLC.[再判断]1.在振荡电路中，电容器充电完毕磁场能全部转化为电场能.(√)2.电容器放电完毕，电流最大.(√)3.L和C越大，电磁振荡的频率越高.(×)[后思考]1.在LC振荡电路一次全振动的过程中，电容器充电几次？它们的充电电流方向相同吗？【提示】充电两次，充电电流方向不相同.2.在电磁振荡的过程中，电场能与磁场能相互转化，什么时候磁场能最大？【提示】放电刚结束时，电场能全部转化成了磁场能.[核心点击]1.各物理量变化情况一览表时刻(时间)工作过程q E i B 能量0→T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B mE电→E磁T 4→T2充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电T 2→3T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B mE电→E磁3T4→T 充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电2.(如图3-1-2所示)图3-1-23.板间电压u、电场能E E、磁场能E B随时间变化的图像(如图3-1-3所示)图3-1-3u、E E规律与q-t图像相对应；E B规律与i-t图像相对应.4.分类分析(1)同步关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q、电场强度E、电场能E E是同步变化的，即：q↓→E↓→E E↓(或q↑→E↑→E E↑)振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能E B也是同步变化的，即：i↓→B↓→E B↓(或i↑→B↑→E B↑)(2)同步异变关系在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、E E与线圈中的三个物理量i、B、E B是同步异向变化的，即q、E、E E同时减小时，i、B、E B同时增大，且它们的变化是同步的，也即：q、E、E E↑同步异向变化,i、B、E B↓.注意：自感电动势E的变化规律与q-t图像相对应.4.LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图3-1-4所示，则下列说法正确的是()图3-1-4A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大E.若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流增大【解析】本题考查各物理量发生变化的判断方法.由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论：(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C对，A错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B对，由楞次定律可判定D对，E错.故正确答案为B、C、D.【答案】BCD5.如图3-1-5所示，LC电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700 Hz 变为1 400 Hz，则把电容________到原来的________.图3-1-5【解析】由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的12，由T＝2πLC，L不变，当C＝14C0时符合要求.【答案】减小1 46.如图3-1-6所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像(q为正值表示a极板带正电).图3-1-6【解析】开关S处于闭合状态时，电流稳定，又因L电阻可忽略，因此电容器C两极板间电压为0，所带电荷量为0，S断开的瞬间，D灯立即熄灭，L、C组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的T4时间内，线圈给电容器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为0，而电容器极板上电荷量则由0增为最大，根据电流流向，此T4时间里，电容器下极板b带正电，所以此T4时间内，a极板带负电，由0增为最大.【答案】LC振荡电路充、放电过程的判断方法1.根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程.2.根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁场B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程.3.根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电.电磁波的发射和电磁波的特点[先填空]1.发射条件有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：第一，要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大；第二，应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间.2.电磁波的特点(1)电磁波中的电场E与磁场B相互垂直，而且二者均与波的传播方向垂直.因此电磁波是横波.(2)电磁波在真空中的传播速度等于光速c，光的本质是电磁波.(3)电磁波具有波的一般特征，波长(λ)、周期(T)或频率(f)与波速(v)间关系为v＝λT＝λf.(4)电磁波和其他波一样也具有能量，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.[再判断]1.振荡频率足够高的开放电路才能发射电磁波.(√)2.电磁波的传播速度等于光速c.(×)3.电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播.(√)[后思考]1.怎样才能形成开放电路?【提示】在振荡电路中，使电容器变成两条长的直导线，一条深入高空成为天线，另一条接入地下成为地线，形成开放电路.2.雷雨天气，从调至中波段的收音机中，会不断地传出很响的“咔嚓”声，这是为什么？【提示】雷雨天形成闪电时会发出很强的电磁波，收音机接收到后会感应出电流，引起扬声器发出声响，形成很响的“咔嚓”声.[核心点击]1.机械波与电磁波的共性机械波与电磁波是本质上不同的两种波，但它们有共同的性质：①都具有波的特性，能发生反射、折射、干涉和衍射等物理现象；②都满足v＝λT＝λf；③波从一种介质传播到另一种介质，频率都不变.2.电磁波与机械波的区别电磁波机械波不同点本质电磁现象力学现象产生机理由电磁振荡产生由机械振动产生周期性变化的量场强E与磁感应强度B随时间和空间作周期性变化质点的位移x、加速度a随时间和空间作周期性变化波的性质横波即有横波，又有纵波传播介质不需要介质，可在真空中传播只能在弹性介质中传播速度特点由介质和频率决定仅由介质决定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.机械波只有横波E.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，A说法对；机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B说法对；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C说法对；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D、E说法错.【答案】ABC8.下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC.电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D.电磁波不能产生干涉、衍射现象E.电磁波具有波的一切特征【解析】电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B项不正确；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故E项正确，D项不正确.【答案】ACE电磁波的特点1.电磁波有波的一切特点：能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象.2.电磁波是横波.在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直.3.电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能.第 11 页。

物理沪科版选修3—4第3章电磁场与电磁波单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分，每题至少有一个选项符合题意，多选、错选者不得分，选对但是选不全者得3分）1．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是（）。

A．法拉第B．奥斯特C．赫兹D．麦克斯韦2．在磁场周围欲产生一个不随时间变化的电场区域，则该磁场应按图中的何种规律变化（）。

3．（2012陕西长安一中高三质检）下列关于电磁波的说法正确的是（）。

A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播4．当频率增加时，机械波和电磁波的传播速度（在同一种介质中）将（）。

A．机械波速度增加电磁波速度不变B．机械波速度不变电磁波速度增加C．两者速度都不变D．两者速度都增加5．调制的主要作用是（）。

A．使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变B．把需要的电信号从高频振荡中取出来C．选择要接收的电台D．发生电谐振6．LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若t2－t1，则（）。

A．在t1时刻电容器正在充电B．在t1时刻电路中电流正在增大C．在t2时刻电容器两板间电场正在增强D．在t2时刻自感线圈周围磁场正在增强7．红外线夜视仪是利用了（）。

A．红外线波长长，容易绕过障碍物的特点B．红外线热效应强的特点C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点D．红外线是不可见光的特点8．如图为LC振荡回路中电容器某极板上电荷量随时间的变化关系曲线，则（）。

A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同B．a、c两时刻电路中电流为零C．b、d两时刻电路中电流最大，方向相同D．b、d两时刻电路中电流最大，方向相反二、填空题（每题10分，共20分）9．丹麦物理学家发现__________电流能产生磁场，法国物理学家______揭示了磁现象的电本质，英国科学家__________发现了利用磁场产生电流的条件，英国物理学家__________建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在，德国物理学家______用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了电磁场理论。

3.1 麦克斯韦的电磁场理论3.2 电磁波的发现[学习目标] 1.了解麦克斯韦电磁场理论的两大基本论点，能从这两个基本论点出发分析简单问题.2.知道麦克斯韦预言了电磁波的存在及其在物理学发展史上的意义.3.知道赫兹用实验证实了电磁波的存在.4.了解什么叫电磁振荡，了解LC 回路中电磁振荡的产生过程及其固有周期(频率).5.了解有效发射电磁波的两个条件，知道电磁波的特点及其与机械波的异同．1．法拉第创造性地用“力线”和“场”的概念来描述电荷之间、磁体之间以及电与磁之间的相互作用．2．电磁场理论的两大支柱：(1)变化的磁场产生电场；(2)变化的电场产生磁场． 3．赫兹用实验证明了麦克斯韦电磁场理论的正确性． 4．电磁振荡图1(1)振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流．(2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路．图1就是一种基本的振荡电路，称为LC 振荡电路． (3)电磁振荡：在振荡电路中，电路中的电流、电容器极板上的电荷、电容器中的电场强度和线圈中的磁感应强度都要发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡． 5．电磁波的特点 (1)电磁波是横波；(2)电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度c ，约为3.0×108m/s ； (3)电磁波具有波的一般特征，波长λ、频率f 、周期T 和波速v 之间的关系为v ＝λT＝λf ； (4)电磁波也具有能量．一、电磁场理论的两大支柱 [导学探究]1．如图2所示，当磁棒相对一闭合线圈运动时，线圈中的电荷做定向移动，是因为受到什么力的作用？若把闭合线圈换成一个内壁光滑的绝缘环形管，管内有直径略小于环内径的带正电的小球，则磁棒运动过程中会有什么现象？小球受到的是什么力？图2答案电荷受到电场力作用做定向移动．当磁棒运动时，带电小球会做定向滚动，小球受到的仍然是电场力．2．以上现象说明什么问题？答案空间磁场变化，就会产生电场，与有没有闭合线圈无关．3．在如图3所示的含有电容器的交流电路中，电路闭合时，电路中有交变电流，导线周围存在磁场．那么在这个闭合电路的电容器中有电流吗？电容器两极板间存在磁场吗？图3答案电容器中无电流，两极板间存在磁场．[知识深化]1．电磁场理论的两大支柱(1)变化的磁场产生电场；(2)变化的电场产生磁场．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场例1(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A．在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场B．在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场C．恒定电流在其周围不存在磁场D．恒定电流周围存在着稳定的磁场答案BD解析电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应的磁场，故B对，A错；恒定电流周围存在稳定磁场，磁场的方向可由安培定则判断，D对，C错．二、电磁振荡[导学探究] 把自感线圈、可变电容器、示波器、电源和单刀双掷开关按图4连成电路．先把开关置于电源一边，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电．图41．在示波器显示屏上看到的是电流的图像还是线圈两端电压的图像？是什么形状的图像？答案示波器呈现的是线圈两端电压的图像．图像呈周期性变化，类似家庭电路所用的交流电．2．调节电容器电容的大小，图像如何变化？答案电容变小时，图像周期变小；电容变大时，图像周期变大．[知识深化]1．电磁振荡的过程如图5所示，图6是电路中的振荡电流、电容器极板带电荷量随时间的变化图像．图5图62．各物理量的变化情况 时刻(时间) 工作过程q E i B 能量放电瞬间 q m E m 0 0E 电最大 E 磁最小 0→T4放电过程 q m →0E m →00→i m 0→B mE 电→E 磁 T4放电结束 0i m B m E 电最小 E 磁最大 T 4→T2充电过程 0→q m 0→E mi m →0B m →0E 磁→E 电 T2 充电结束 q m E m 0E 电最大 E 磁最小 T 2→3T4放电过程 q m →0E m →00→i m 0→B mE 电→E 磁 3T 4放电结束 0i m B m E 电最小 E 磁最大 3T 4→T 充电过程 0→q m 0→E mi m →0B m →0E 磁→E 电 T充电结束 q m E mE 电最大 E 磁最小3.电磁振荡的周期和频率周期T ＝2πLC ，频率f ＝12πLC .其中周期T 、频率f 、自感系数L 、电容C 的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨(H)、法(F)． [延伸思考]为什么放电完毕时，电流反而最大？答案 开始放电时，由于线圈的自感作用，放电电流不能瞬间达到最大值，而是逐渐增大，随着线圈的阻碍作用减弱，放电电流增加变快，当放电完毕时，电流达到最大值．例2如图7所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是( )图7①在b和d时刻，电路中电流最大②在a→b时间内，电场能转变为磁场能③a和c时刻，磁场能为零④在O→a和c→d时间内，电容器被充电A．只有①和③ B．只有②和④C．只有④ D．只有①②和③答案 D解析a和c时刻是充电结束时刻，此时刻电场能最大，磁场能最小为零，③正确；b和d 时刻是放电结束时刻，此时刻电路中电流最大，①正确；a→b是放电过程，电场能转化为磁场能，②正确；O→a是充电过程，而c→d是放电过程，④错误．三、电磁波的发射[导学探究] 如今在我们周围空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波，你知道这些电磁波是如何发射出去的吗？答案由巨大的开放电路发射出去的．[知识深化]1．有效地向外发射电磁波时，振荡电路必须具有的两个特点：(1)利用开放电路发射电磁波．(2)提高振荡频率．2．实际应用的开放电路(如图8)，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连．图8例3要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是( )A．增加辐射波的波长B．使振荡电容的正对面积足够小C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感答案 B解析 理论证明，电磁波发射本领(功率)与f 成正比，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路．而f ＝12πLC ，C ＝εS4πkd ，要使f 增大，应减小L 或C ，只有B 符合题意．四、电磁波及其与机械波的比较[导学探究] 电磁波是电磁现象，机械波是力学现象，两者都具有波的特性，但它们具有本质的不同，你能举例说明吗？答案 例如机械波的传播依赖于介质的存在，但电磁波的传播则不需要介质． [知识深化] 电磁波与机械波的比较电磁波 机械波 研究对象 电磁现象力学现象周期性电场强度E 和磁感应强度B 随时间和空间做周期性变化位移随时间和空间做周期性变化传播情况 传播无需介质，在真空中波速总等于光速c ，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关产生机理 由电磁振荡(周期性变化的电流)激发由(波源)质点的振动产生是否横波 是 可以是 是否纵波 否可以是干涉现象 满足干涉条件时均能发生干涉现象 衍射现象 满足衍射条件时均能发生明显衍射例4 (多选)关于电磁波与声波，下列说法正确的是( )A ．电磁波是电磁场由发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播B ．电磁波的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要介质C ．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波传播速度变大D ．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的波长变小 答案 AC解析 由电磁波和声波的概念可知A 正确．因为电磁波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播需要介质，在真空中不能传播，故B 错．电磁波在空气中的传播速度大于在水中的传播速度，在真空中的传播速度最大；声波在气体、液体、固体中的传播速度依次增大，故C 正确．无论是电磁波还是声波，从一种介质进入另一种介质时频率都不变，所以由波长λ＝vf及它们在不同介质中的速度可知，由空气进入水中时，电磁波的波长变短，声波的波长变长，故D错．1．(多选)下列说法正确的是( )A．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场B．均匀变化的电场在其周围空间一定产生磁场C．任何变化的电场在其周围空间一定产生变化的磁场D．正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场答案BD解析静止的电荷周围有恒定的电场，不产生磁场，运动的电荷周围的电场是变化的，所以产生磁场，A错误；由麦克斯韦电磁场理论判断B、D正确，C错误．2．(多选)关于电磁波的特点，下列说法正确的是( )A．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直的方向传播B．电磁波是横波C．电磁波的传播不需要介质，是电场和磁场之间的相互感应D．电磁波不具有干涉和衍射现象答案ABC解析电磁波是横波，其E、B、v三者互相垂直．电磁波也是一种波，它具有波的特性，因此A、B、C正确，D错．3.如图9所示的电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器，开关S接1，待电路稳定后，将开关S改接2，则( )图9A．电容器开始放电，放电过程中电感线圈的磁场能减小B．电容器开始放电，放电过程中电感线圈阻碍电流增大C．若增大电容器极板间距，电容器充放电时间变长D．若去掉线圈中的铁芯，电容器充放电频率会减小答案 B解析开关S接1时，电容器充电，稳定后，则充电完毕，所以当开关改接2时，电容器即开始放电，电场能转化为磁场能，所以A错误；电感线圈由于自感作用，要阻碍电流的增大，B正确；增大电容器极板间距，则电容减小，由T＝2πLC可知周期变短，C错误；去掉铁芯，线圈自感系数减小，周期减小，频率增大，D错误．课时作业选择题1．(多选)下列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．电场和磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场答案AB解析变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流；若无闭合回路时，电场仍然存在，A对．若要形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错．2．某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是( )答案 D解析由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确．3．关于电磁波，下列叙述中正确的是( )A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速B．电磁波可以发生衍射现象C．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播答案 B解析电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象等波特有的现象，故B正确；只有交变的电场和磁场才能产生电磁波，故C 错误；电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，故D错误．4．电磁波在传播时，不变的物理量是( )A．振幅B．频率C．波速D．波长答案 B解析离波源越远，振幅越小．电磁波在不同介质中的波速不一样，波长也不一样．5．关于电磁波的传播速度，以下说法正确的是( )A．电磁波的频率越高，传播速度越大B．电磁波的波长越长，传播速度越大C．电磁波的能量越大，传播速度越大D．所有的电磁波在真空中的传播速度都相等答案 D解析以光为例，无论是哪种频率的光在真空中的传播速度都相等，D正确．当光进入介质时，传播速度发生变化，不同频率的光其传播速度不同，故电磁波在介质中的传播速度与介质和频率有关．A 、B 、C 错误．6．下列关于电磁波的说法正确的是( ) A ．电磁波必须依赖介质传播 B ．电磁波可以发生衍射现象 C ．电磁波不会发生偏振现象 D ．电磁波无法携带信息传播 答案 B解析 电磁波具有波的共性，可以发生衍射现象，故B 正确；电磁波是横波，能发生偏振现象，故C 错；电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故A 、D 错．7．关于LC 振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是( ) A ．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大 B ．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C ．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能D ．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能 答案 D解析 振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，电场强度为零，A 选项错误；振荡电流为零时，其要改变方向，这时电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B 选项错误；振荡电流增大时，线圈中的电场能转化为磁场能，C 选项错误；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，D 选项正确． 8．在LC 振荡电路中，电容器放电时间取决于( ) A ．充电电压的大小 B ．电容器储电量的多少 C ．自感L 和电容C 的数值 D ．回路中电流的大小 答案 C解析 放电时间等于四分之一个振荡周期，即t ＝T 4＝π2LC ，所以放电时间取决于自感L 和电容C .故选项C 正确．9．关于在LC 振荡电路的一个周期的时间内，下列说法中正确的是( )①磁场方向改变一次；②电容器充、放电各一次；③电场方向改变两次；④电场能向磁场能转化完成两次A ．①② B．②③④ C．③④ D．①③④答案 C解析在一个振荡周期内，电场、磁场方向改变两次，电场能、磁场能转化两次；电容器充、放电各两次．故选项C正确．10．(多选)如图1甲中通过P点电流的(向右为正)变化规律如图乙所示，则( )图1A．0.5～1 s内，电容器C正在充电B．0.5～1 s内，电容器C上极板带正电C．1～1.5 s内，Q点电势比P点电势高D．1～1.5 s内磁场能转化为电场能答案AC解析0.5～1 s内，电流逐渐减小，是充电过程，电容器上极板带负电，故选项A正确，B 错误；1～1.5 s内，电流逐渐增大，是放电过程，电场能转化为磁场能，故选项D错误；且电流沿逆时针方向流动，Q点电势比P点的电势高，故选项C正确．11．为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构可采取下列的哪些措施( )A．增大电容器极板的正对面积B．增大电容器极板的间距C．增大自感线圈的匝数D．提高供电电压答案 B解析要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由f＝12πLC知，可减小L和C以提高f，要减小L可采取减少线圈匝数，向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距，减小正对面积，减小介电常数的办法，故B正确，A、C、D错误．12．(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项的上图表示的是变化的场，下图表示的是由变化的场产生的另外的场)正确的是( )答案 BC解析 A 项中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A 项中的下图是错误的．B 项中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B 项正确．C 项中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 项是正确的．D 项的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差π，故D 项不正确，所以只有B 、C 正确．13．(多选)LC 振荡电路中，某时刻的磁场方向如图2所示，则( )图2A ．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b 向aB ．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电C ．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D ．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a 向b答案 ABC解析 若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b 流向a ，电场能增大，上极板带负电，故选项A 、B 正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b 流向a ，上极板带正电，故选项C 正确，D 错误．14．为了体现高考的公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该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，使手机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答案 D解析电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A错．电磁波可以在真空中传播，B错．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，故C错误，D正确．。

《4.1 麦克斯韦的电磁场理论》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于电磁波传播的说法中，正确的是（）A、电磁波的传播速度与介质的种类和密度有关B、电磁波在真空中的传播速度始终为3×10^8 m/sC、电磁波的频率越高，其波长越短D、电磁波在介质中传播时，波速会减小2、一束电磁波以5×10^8 m/s的速度在真空中传播，若其频率为3×10^11 Hz，则该电磁波的波长是（）A、1.67×10^-3 mB、0.17 mC、50 mD、1500 m3、下列关于电磁感应现象的描述，正确的是（）A. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流B. 电磁感应现象只发生在导体与磁场相对运动的情况下C. 电磁感应现象的发生与导体本身的性质无关D. 电磁感应现象总是伴随着电流的方向改变4、根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与下列哪个因素成正比（）A. 磁通量的变化率B. 磁通量的变化量C. 闭合电路的电阻D. 电路中的电流5、一束平行于磁感线方向传播的电磁波，当它通过均匀磁场时，下列哪项描述正确？A、电磁波会被磁场完全反射。

B、电磁波的频率会改变。

C、电磁波的传播方向会发生偏转。

D、电磁波的传播速度会发生变化。

6、麦克斯韦在电磁场理论中预言了哪种波的存在？A、超声波B、海水波C、红外线D、电磁波7、麦克斯韦的电磁场理论中，描述变化磁场产生电场的方程是：A、法拉第电磁感应定律B、安培环路定律C、高斯磁定律D、电动势定律二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于麦克斯韦电磁场理论的描述，正确的是：A、变化的电场可以产生磁场B、变化的磁场可以产生电场C、电场和磁场的变化是相互独立的D、电场和磁场的变化总是同时发生2、根据麦克斯韦方程组，以下哪些说法是正确的：A、高斯定律表明通过任意闭合曲面的电场通量与曲面内部的电荷总量成正比B、法拉第电磁感应定律表明磁通量的变化率与感应电动势成正比C、安培环路定律表明任意闭合路径上的磁场强度与路径上的电流成正比D、麦克斯韦-安培定律表明通过任意闭合曲面的电流和电场通量之和与曲面内部的磁通量变化率成正比3、麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在，并且指出了电磁波的传播不需要介质。

3.1 麦克斯韦电磁场理论 3.2 电磁波发现1．以下说法正确是( )A．电荷周围一定有电场，也一定有磁场B．均匀变化电场在其周围空间一定产生磁场C．任何变化电场在其周围空间一定产生变化磁场D．正弦交变电场在其周围空间一定产生同频率交变磁场答案BD解析静止电荷周围有恒定电场，不产生磁场，运动电荷周围电场是变化，所以产生磁场，A错误；由麦克斯韦电磁场理论判断B、D正确，C错误．2．关于电磁波特点，以下说法正确是( )A．电磁波中电场与磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直方向传播B．电磁波是横波C．电磁波传播不需要介质，是电场与磁场之间相互感应D．电磁波不具有干预与衍射现象答案ABC解析电磁波是横波，其E、B、v三者互相垂直．电磁波也是一种波，它具有波特性，因此A、B、C正确，D错．3．某时刻LC振荡电路状态如图9所示，那么此时刻( )图9A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化答案AD解析此题关键是根据电容器两极板带电情况与电流方向，判定出电容器正处于充电过程．由电磁振荡规律可知，电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故A、D正确．[根底题]1．以下关于电磁场理论表达正确是( )A．变化磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化磁场产生同频率变化电场C．电场与磁场相互关联，形成一个统一场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场答案AB解析变化磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流；假设无闭合回路时，电场仍然存在，A对．假设要形成电磁场必须有周期性变化电场与磁场，B对，C、D错．2．某电路中电场强度随时间变化关系图像如下图，能发射电磁波是( )答案D解析由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化电场时(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化电场(如D图)，才会激发出周期性变化磁场，它又激发出周期性变化电场……如此交替产生磁场与电场，便会形成电磁波，故D正确．3．以下关于机械波与电磁波说法中正确是( )A．机械波与电磁波，本质上是一致B．机械波波速只与介质有关，而电磁波在介质中波速，不仅与介质有关，而且与电磁波频率有关C．机械波可以是纵波，而电磁波只能是横波D．它们都可发生干预、衍射现象答案BCD解析机械波是机械振动在介质中传播产生，而电磁波是电磁振荡产生，产生本质不同，A错．不同频率机械波在同一介质中传播速度一样，在不同介质中传播速度不同，不同频率电磁波在同一介质中传播速度不同，B正确．机械波有横波与纵波之分，而电磁波只有横波这一种形式，C正确．机械波与电磁波虽然本质不同，但有一样特征，都能发生干预、衍射现象，D正确．4．电磁波在传播时，不变物理量是( )A．振幅B．频率C．波速D．波长答案B解析离波源越远，振幅越小．电磁波在不同介质中波速不一样，波长也不一样．5．关于电磁波传播速度，以下说法正确是( )A．电磁波频率越高，传播速度越大B．电磁波波长越长，传播速度越大C．电磁波能量越大，传播速度越大D．所有电磁波在真空中传播速度都相等答案D解析以光为例，无论是哪种频率光在真空中传播速度都相等，D正确．当光进入介质时，传播速度发生变化，不同频率光其传播速度不同，故电磁波在介质中传播速度与介质与频率有关．A、B、C错误．6．以下关于电磁波说法正确是( )A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播答案B解析电磁波具有波共性，可以发生衍射现象，故B正确；电磁波是横波，能发生偏振现象，故C错；电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故A、D错．7．关于LC振荡电路中振荡电流，以下说法中正确是( )A．振荡电流最大时，电容器两极板间电场强度最大B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C．振荡电流增大过程中，线圈中磁场能转化为电场能D ．振荡电流减小过程中，线圈中磁场能转化为电场能答案 D解析 振荡电流最大时为电容器放电完毕瞬间，电场强度为零，A 选项错误；振荡电流为零时，其要改变方向，这时电流变化最快，电流变化率最大，线圈中自感电动势最大，B 选项错误；振荡电流增大时，线圈中电场能转化为磁场能，C 选项错误；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，D 选项正确．8．在LC 振荡电路中，电容器放电时间取决于( )A ．充电电压大小B ．电容器储电量多少C ．自感L 与电容C 数值D ．回路中电流大小答案 C解析 放电时间等于四分之一个振荡周期，即t ＝T 4＝π2LC ，所以放电时间取决于自感L 与电容C .应选项C 正确．9．关于在LC 振荡电路一个周期时间内，以下说法中正确是( ) ①磁场方向改变一次；②电容器充、放电各一次；③电场方向改变两次；④电场能向磁场能转化完成两次A ．①②B ．②③④C ．③④D ．①③④答案 C解析 在一个振荡周期内，电场、磁场方向改变两次，电场能、磁场能转化两次；电容器充、放电各两次．应选项C 正确．[能力题]10．如图1甲中通过P点电流(向右为正)变化规律如图乙所示，那么( )图1A．～1 s内，电容器C正在充电B．～1 s内，电容器C上极板带正电C．1～1.5 s内，Q点电势比P点电势高D．1～1.5 s内磁场能转化为电场能答案AC解析～1 s内，电流逐渐减小，是充电过程，电容器上极板带负电，应选项A正确，B错误；1～1.5 s内，电流逐渐增大，是放电过程，电场能转化为磁场能，应选项D错误；且电流沿逆时针方向流动，Q 点电势比P点电势高，应选项C正确．11．为了增大无线电台向空间辐射无线电波能力，对LC振荡电路构造可采取以下哪些措施( )A．增大电容器极板正对面积B．增大电容器极板间距C．增大自感线圈匝数D．提高供电电压答案B解析要增大无线电台向空间辐射电磁波能力，必须提高其振荡频率，由f＝12πLC知，可减小L与C以提高f，要减小L可采取减少线圈匝数，向外抽出铁芯方法，要减小C可采取增大极板间距，减小正对面积，减小介电常数方法，故B正确，A、C、D错误．12．应用麦克斯韦电磁场理论判断表示电场产生磁场(或磁场产生电场)关系图像中(每个选项上图表示是变化场，以下图表示是由变化场产生另外场)正确是( )答案BC解析A项中上图磁场是稳定，由麦克斯韦电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A项中以下图是错误．B项中上图是均匀变化电场，应该产生稳定磁场，以下图磁场是稳定，所以B项正确．C项中上图是振荡磁场，它能产生同频率振荡电场，且相位相差π2，C项是正确．D项上图是振荡电场，在其周围空间产生振荡磁场，但是以下图中图像与上图相比拟，相位相差π，故D项不正确，所以只有B、C 正确．13．LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图2所示，那么( )图2A．假设磁场正在减弱，那么电容器正在充电，电流由b向a B．假设磁场正在减弱，那么电场能正在增大，电容器上极板带负电C．假设磁场正在增强，那么电场能正在减小，电容器上极板带正电D．假设磁场正在增强，那么电容器正在充电，电流方向由a向b 答案ABC解析假设磁场正在减弱，那么电流在减小，是充电过程，根据安培定那么可确定电流由b流向a，电场能增大，上极板带负电，应选项A、B正确；假设磁场正在增强，那么电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定那么，可判断电流由b流向a，上极板带正电，应选项C正确，D错误．[探究与拓展题]14．为了表达高考公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定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正常数据，使手机不能与基站建立连接，到达屏蔽手机信号目，手机表现为搜索网络、无信号、无效劳系统等现象．由以上信息可知( )A．由于手机信号屏蔽器作用，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到达目答案D解析电磁波在空间存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A 错．电磁波可以在真空中传播，B错．由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出电磁波信号，使手机不能正常工作，故C错误，D正确．。

电磁波的发现1．（多选）关于振荡电流,以下叙述正确的是（）A．大小和方向都在变化的电流叫做振荡电流B．大小和方向都做周期性迅速变化的电流叫振荡电流C．由电感线圈和电阻器组成的电路能够产生振荡电流D．由电感线圈和电容器组成的回路能够产生振荡电流解析：选BD.大小和方向必须是都做周期性迅速变化的电流才是振荡电流，故A错误，B正确；LC回路能产生振荡电流,由电感线圈和电阻器组成的电路不能产生振荡电流，故C错误，D正确．2．在LC回路中发生电磁振荡时,以下说法正确的是（)A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B．当电容器放电完毕瞬间,回路中的电流为零C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积解析：选D。

电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误;电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大,故电路中的电流最大,B错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关,C错误；提高振荡频率,就是减小振荡周期,可通过减小电容器极板正对面积来减小C，达到增大振荡频率的目的,D正确．3。

如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态,灯D正常发光，现突然断开S,并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像是下图中的哪一个（图中q为正值表示a极板带正电)（）解析：选B.确定a极板上电荷量q的起始状态，再确定第一个错误!周期内的变化情况．S处于接通状态时，电流稳定，因忽略L的电阻，故电容器两极板间的电压为零,电荷量为零,S断开,D灯熄灭，LC组成的电路将产生电磁振荡．由于线圈的自感作用，在0≤t≤错误!时间段内，线圈产生的自感电动势给电容器充电，电流方向与原来线圈中的电流方向相同，电流值从最大逐渐减小到零,但电容器极板上的电荷量却从零逐渐增加到最大,在错误!时刻充电完毕，电流值为零而极板上的电荷量最大，但b板带正电，a板带负电，所以B图正确．4．如图所示振荡电路中,电感L＝300 μH,电容C的范围为25pF~270 pF，求:（1）振荡电流的频率范围；(2)若电感L＝10 mH,要产生周期T＝0。

3.1 麦克斯韦的电磁场理论3.2 电磁波的发现1．下列说法正确的是( )A．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场B．均匀变化的电场在其周围空间一定产生磁场C．任何变化的电场在其周围空间一定产生变化的磁场D．正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场答案BD解析静止的电荷周围有恒定的电场，不产生磁场，运动的电荷周围的电场是变化的，所以产生磁场，A 错误；由麦克斯韦电磁场理论判断B、D正确，C错误．2．关于电磁波的特点，下列说法正确的是( )A．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直的方向传播B．电磁波是横波C．电磁波的传播不需要介质，是电场和磁场之间的相互感应D．电磁波不具有干涉和衍射现象答案ABC解析电磁波是横波，其E、B、v三者互相垂直．电磁波也是一种波，它具有波的特性，因此A、B、C正确，D错．3．某时刻LC振荡电路的状态如图9所示，则此时刻( )图9A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化答案AD解析本题关键是根据电容器的两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程．由电磁振荡的规律可知，电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故A、D正确．[基础题]1．下列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．电场和磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场答案AB解析变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流；若无闭合回路时，电场仍然存在，A对．若要形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错．2．某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是( )答案 D解析由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确．3．下列关于机械波与电磁波的说法中正确的是( )A．机械波与电磁波，本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可以是纵波，而电磁波只能是横波D．它们都可发生干涉、衍射现象答案BCD解析机械波是机械振动在介质中的传播产生的，而电磁波是电磁振荡产生的，产生的本质不同，A错．不同频率的机械波在同一介质中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同，不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同，B正确．机械波有横波和纵波之分，而电磁波只有横波这一种形式，C正确．机械波和电磁波虽然本质不同，但有相同的特征，都能发生干涉、衍射现象，D正确．4．电磁波在传播时，不变的物理量是( )A．振幅 B．频率 C．波速 D．波长答案 B解析离波源越远，振幅越小．电磁波在不同介质中的波速不一样，波长也不一样．5．关于电磁波的传播速度，以下说法正确的是( )A．电磁波的频率越高，传播速度越大B．电磁波的波长越长，传播速度越大C ．电磁波的能量越大，传播速度越大D ．所有的电磁波在真空中的传播速度都相等答案 D解析 以光为例，无论是哪种频率的光在真空中的传播速度都相等，D 正确．当光进入介质时，传播速度发生变化，不同频率的光其传播速度不同，故电磁波在介质中的传播速度与介质和频率有关．A 、B 、C 错误．6．下列关于电磁波的说法正确的是( )A ．电磁波必须依赖介质传播B ．电磁波可以发生衍射现象C ．电磁波不会发生偏振现象D ．电磁波无法携带信息传播答案 B解析 电磁波具有波的共性，可以发生衍射现象，故B 正确；电磁波是横波，能发生偏振现象，故C 错；电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故A 、D 错．7．关于LC 振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是( )A ．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B ．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C ．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能D ．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能答案 D解析 振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，电场强度为零，A 选项错误；振荡电流为零时，其要改变方向，这时电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B 选项错误；振荡电流增大时，线圈中的电场能转化为磁场能，C 选项错误；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，D 选项正确．8．在LC 振荡电路中，电容器放电时间取决于( )A ．充电电压的大小B ．电容器储电量的多少C ．自感L 和电容C 的数值D ．回路中电流的大小答案 C解析 放电时间等于四分之一个振荡周期，即t ＝T 4＝π2LC ，所以放电时间取决于自感L 和电容C.故选项C 正确．9．关于在LC 振荡电路的一个周期的时间内，下列说法中正确的是( )①磁场方向改变一次；②电容器充、放电各一次；③电场方向改变两次；④电场能向磁场能转化完成两次A ．①②B ．②③④C ．③④D ．①③④答案 C解析在一个振荡周期内，电场、磁场方向改变两次，电场能、磁场能转化两次；电容器充、放电各两次．故选项C正确．[能力题]10．如图1甲中通过P点电流的(向右为正)变化规律如图乙所示，则( )图1A．0.5～1 s内，电容器C正在充电B．0.5～1 s内，电容器C上极板带正电C．1～1.5 s内，Q点电势比P点电势高D．1～1.5 s内磁场能转化为电场能答案AC解析0.5～1 s内，电流逐渐减小，是充电过程，电容器上极板带负电，故选项A正确，B错误；1～1.5 s内，电流逐渐增大，是放电过程，电场能转化为磁场能，故选项D错误；且电流沿逆时针方向流动，Q 点电势比P点的电势高，故选项C正确．11．为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构可采取下列的哪些措施( ) A．增大电容器极板的正对面积B．增大电容器极板的间距C．增大自感线圈的匝数D．提高供电电压答案 B解析要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由f＝12πLC知，可减小L和C 以提高f，要减小L可采取减少线圈匝数，向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距，减小正对面积，减小介电常数的办法，故B正确，A、C、D错误．12．应用麦克斯韦的电磁场理论判断表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项的上图表示的是变化的场，下图表示的是由变化的场产生的另外的场)正确的是( )答案BC解析A项中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A项中的下图是错误的．B项中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B项正确．C项中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 项是正确的．D 项的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差π，故D 项不正确，所以只有B 、C 正确．13．LC 振荡电路中，某时刻的磁场方向如图2所示，则( )图2A ．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b 向aB ．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电C ．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D ．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a 向b答案 ABC解析 若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b 流向a ，电场能增大，上极板带负电，故选项A 、B 正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b 流向a ，上极板带正电，故选项C 正确，D 错误．[探究与拓展题]14．为了体现高考的公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该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，使手机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答案 D解析 电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A 错．电磁波可以在真空中传播，B 错．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，故C 错误，D 正确．2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．中国核学会发布消息称，截至201 9年6月底，中国大陆在运核电机组47台，装机容量4873万千瓦，位居全球第三。

沪科版选修3-4《3.1 麦克斯韦的电磁理论》同步练习卷一、选择题（共4小题，每小题3分，满分12分）1. 关于电磁场理论，以下说法正确的是（）A.在电场周围一定会产生磁场B.任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场C.均匀变化的电场会产生变化的磁场D.周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场2. 下列关于电磁波的叙述中，正确的是（）A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108m/sC.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D.电磁波不能产生干涉，衍射现象3. 机械波和电磁波的比较，下列说法正确的是（）A.它们都可以发生反射、折射、干涉、衍射现象B.机械波和电磁波本质上相同，只是频率不同而已C.机械波的传播速度只取决于介质，和频率无关；电磁波的传播速度不仅取决于介质，还和频率有关D.机械波的传播一定要有介质，电磁波没有介质也可以传播4. 如图所示，在直导线PQ周围出现了一组闭合的电场线，则可判定（）A.Q→P的电流迅速增强B.Q→P的电流迅速减弱C.P→Q的磁场迅速增强D.P→Q的磁场迅速减弱一、选择题在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（）A.赫兹B.爱因斯坦C.麦克斯韦D.法拉第根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A.在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场B.在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场C.恒定电流在其周围不产生磁场D.恒定电流周围存在着稳定的磁场关于变化的磁场产生的电场，下列说法正确的是（）A.只有在垂直于磁场的平面内存在闭合回路时，才可在闭合回路中产生电场B.不论是否存在闭合回路，只要磁场发生了变化，就会产生电场C.变化的磁场产生的电场的电场线是不闭合的曲线D.变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线下列关于电磁波的说法正确的是（）A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场B.电磁波在真空和介质中传播速度相同C.只要有电场和磁场，就能产生电磁波D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播下列是空间电场随时间变化的图象，如图所示，能产生周期性变化的电磁场的有（）A. B. C. D.下列关于变化的磁场产生电场的说法中，正确的是（）A.在变化的磁场中放一段导体，导体中的自由电荷不会定向移动B.在变化的磁场中放一闭合电路，电路中将会产生感应电流C.变化的磁场产生电场，这个电场的电场线是闭合的D.变化的磁场产生电场，这个电场与静电场相同下列关于机械波与电磁波的说法中，正确的是（）A.机械波与电磁波本质上是一致的B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.它们都可以发生干涉、衍射现象下列说法正确的是（）A.声波从空气进入水中时，其波速增大，波长变长B.纵波传播过程中各质点的运动方向与波的传播方向总是相同的C.当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率不变D.均匀变化的磁场产生变化的电场，均匀变化的电场产生变化的磁场如图所示，氢原子中的电子绕核逆时针快速旋转，匀强磁场垂直于轨道平面向外，电子的运动轨道半径r不变，若使磁场均匀增加，则电子的动能（）A.不变B.增大C.减小D.无法判断如图所示，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，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随时间成正比增加的磁场．设运动过程中小球带电量不变，那么（）A.小球对玻璃环的压力一定不断增大B.小球受到的磁场力一定不断增大C.小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D.磁场力对小球一直不做功二、非选择题磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况，如图所示，其中能产生电场的有________图示的磁场，能产生持续电磁波的有________图示的磁场．雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波，当遇到障碍物时要发生反射．雷达在发射和接收电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波．某型号防空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10−4s．现在雷达正在跟踪一个匀速移动的目标，某时刻在雷达监视屏上显示的雷达波形如图甲所示，30s后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图乙所示．已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10−4s，电磁波在空气中的传播速度为3×108m/s，试计算被监视目标的移动速度为多少？参考答案与试题解析沪科版选修3-4《3.1 麦克斯韦的电磁理论》同步练习卷一、选择题（共4小题，每小题3分，满分12分）1.【答案】D【考点】电磁场【解析】正确解答本题的关键是正确理解麦克斯韦电磁理论内容：变化着的电场产生磁场，变化着的磁场产生电场．【解答】解：A、在静电场周围没有磁场产生，故A错误；B、变化的电场周围不一定产生变化的磁场，但若是均匀变化的电场周围产生恒定的磁场．故B错误；C、均匀变化的电场只会产生恒定的磁场，故C错误；D、周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场，同理周期性变化的磁场也会产生周期性变化的电场，故D正确．故选：D．2.【答案】A,C【考点】电磁波的产生【解析】电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波．电磁波在真空中传播的速度等于光速，与频率无关．电磁波本身就是一种物质．干涉与衍射是波的特有现象．【解答】A、电磁波是变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故A正确；B、电磁波在真空中的传播速度均为3.00×108m/s，在任何介质中的传播速度均小于该值。

3．1麦克斯韦的电磁场理论1.了解法拉第提出的“力线”和“场”的概念．2.知道麦克斯韦电磁场理论的两大支柱是什么．(重点)一、法拉第的贡献在人类研究电磁学的过程中，法拉第创造性地用“力线”和“场”的概念来描述电荷之间、磁体之间以及电与磁之间的相互作用．它使人们对物质概念的认识提升到一个新的高度．二、电磁场理论的两大支柱1．变化的磁场产生电场假说的由来：麦克斯韦认为，在下图所示的实验中，由于变化的磁场产生感应电场，才使得线圈中产生感应电流，进而他设想，在线圈所在的空间即使没有闭合线圈，也存在感应电场，即空间磁场的变化，就会产生电场．2．变化的电场产生磁场假说的由来：麦克斯韦认为，在下图这个电路中，电容器中虽没有电荷通过，但它两极板上的电荷和极板间的电场都随时间发生变化．他认为电路中的电流应该是闭合的，于是，他引入了一个全新的概念——位移电流，并且进一步推断，由变化的电场引入的位移电流也应产生磁场，即变化的电场产生磁场．三、电磁场理论——伟大的丰碑1．内容(1)变化的磁场产生电场磁场的变化是均匀的，产生的电场是稳定的．磁场的变化是不均匀的，产生的电场是变化的．(2)变化的电场产生磁场电场的变化是均匀的，产生的磁场是稳定的．电场的变化是不均匀的，产生的磁场是变化的．2．预言(1)变化的电场与变化的磁场相互激发，由近及远地在空间传播，形成电磁波．(2)电磁波中的电场和磁场互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波．(3)电磁波可以在真空中传播，传播速度等于光速．麦克斯韦电磁场理论的理解1．随时间均匀变化的磁场(电场)产生稳定的电场(磁场)，该电场(磁场)不再产生磁场(电场)．2．随时间不均匀变化的磁场(电场)产生变化的电场(磁场)，该电场(磁场)还将产生磁场(电场)．3．随时间周期性变化的磁场(电场)产生同频率周期性变化的电场(磁场)，还将继续产生同频率周期性变化的磁场(电场)．4．恒定的电场不产生磁场．5．恒定的磁场不产生电场．关于电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，在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，在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 ．不均匀变化的电场一定产生变化的磁场[解析] 本题是对麦克斯韦理论的直接考查，根据理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场．[答案]D在理解麦克斯韦电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，稳定磁场也不产生电场．麦克斯韦关于电磁波的预言麦克斯韦预言了电磁波的存在．赫兹实验验证了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路：1．电磁波的形成：变化的电场和磁场并不局限于空间某个区域，而要由近及远向周围空间传播开去，这就形成了电磁波．2．电磁波的特点：电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播，电磁波传递电磁场的能量．在传播过程中，电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射．3．电磁波的波速：在真空中任何频率的电磁波的传播速度跟光速相等．c ＝3.00×108 m /s .4．机械波与电磁波的区别 机械波 电磁波 研究对象力学现象 电磁现象 周期性变化的物理量 位移随时间和空间做周期性变化 电场强度E 和磁感应强度B 随时间和空间做周期性变化传播特点 需要介质；波速由介质决定，与频率无关；有横波、纵波 传播无需介质；在真空中波速为c ，在介质中传播时，波速与介质和频率都有关；只有横波产生由质点(波源)的振动产生 由周期性变化的电流(电磁振荡)激发 (多选)电磁波与声波比较，下列说法正确的是( )A ．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B ．由空气进入水中时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大C ．由空气进入水中时，电磁波的波长变小，声波的波长变大D ．电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定，与频率无关[解析] A 、B 均与事实相符，所以A 、B 正确；根据λ＝v f，电磁波波速变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以C 正确；电磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，所以D 错误．[答案]ABC电磁波是电磁现象，机械波是力学现象，两者都具有波的特性：干涉、衍射等，但它们具有本质的不同，如机械波的传播依赖于介质的存在，但电磁波的传播则不需要介质．麦克斯韦电磁场理论的应用(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随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球所带电荷量不变，那么()A．小球对玻璃圆环的压力不断增大B．小球受到的磁场力不断增大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．磁场力对小球一直不做功[解析]玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，判断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．小球在水平面内沿玻璃圆环半径方向受两个力作用：环的弹力F N和磁场的洛伦兹力F＝Bqv，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力．考虑小球速度大小、方向以及磁场强弱的变化，弹力F N和洛伦兹力F不一定始终在增大．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功．[答案]CD[随堂检测]1．关于电磁理论，以下说法正确的是()A．在电场周围一定会产生磁场B．任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场C．均匀变化的电场会产生变化的磁场D．周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场解析：选D.变化的电场周围一定产生磁场，但若电场不发生变化，则不能在周围空间产生磁场，所以A错；均匀变化的电场在周围空间产生磁场是不变的，只有不均匀变化的电场才能在周围空间产生变化的磁场，B错；均匀变化的电场只能在周围空间产生稳定的磁场，C错；周期性变化的电场(或磁场)在周围空间产生周期性变化的磁场(或电场)，因此选项D对．2．(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象解析：选AC.搞清电磁波的产生机理，以及电磁波在真空中传播速度为光速c＝3×108 m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不发生变化，波长、波速变化．另外电磁波仍具有波的特征．电磁波只有在真空中的传播速度才为3.00×108 m/s，而在其他介质中传播速度均小于3.00×108m/s.电磁波与其他波一样具有干涉、衍射等波的特性．当电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，那么c＝λf，v＝λ′f.因为c>v，所以λ>λ′，波长变短，波速变小，故选A、C.3．(多选)机械波和电磁波的比较，下列说法正确的是()A．它们都可以发生反射、折射、干涉、衍射现象B．机械波和电磁波本质上相同，只是频率不同而已C．机械波的传播速度只取决于介质，和频率无关；电磁波的传播速度不仅取决于介质，还和频率有关D．机械波的传播一定要有介质，电磁波没有介质也可以传播解析：选ACD.机械波和电磁波都具有波的特性，可以发生反射、折射、干涉、衍射等现象．机械波传播的是运动的形式——振动．电磁波传播的是电磁场，它们本质上不同．电磁波可以在真空中传播，在介质中传播时，频率不同的电磁波在同一介质中传播速度不同，机械波的波速则由介质决定．4.如图所示，在直导线PQ周围出现了一组闭合的电场线，则可判定()A．Q→P的电流迅速增强B．Q→P的电流迅速减弱C．P→Q的磁场迅速增强D．P→Q的磁场迅速减弱解析：选D.Q→P的电流迅速增强(或减弱)，则产生的是从上自下看顺时针(或逆时针)的闭合磁场，所以A、B错；P→Q的磁场迅速增强将产生从上向下看逆时针的电场，P→Q 的磁场迅速减弱将产生图示的电场，判定方向的方法类似于判定感应电流或电动势方向的方法，所以答案为D.[课时作业]一、单项选择题1．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是() A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第解析：选C.英国物理学家麦克斯韦在库仑、安培、法拉第等人对电磁学研究的基础上提出了电磁场理论并预言了电磁波的存在．2．下列关于电磁波的说法正确的是()A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播解析：选A.变化的磁场就能产生电场，A对．若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，C错．光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B错．D选项中没强调是“均匀”介质，若介质密度不均匀会发生折射，故D错．3．下列关于变化的磁场产生电场的说法中，正确的是()A．在变化的磁场中放一段导体，导体中的自由电荷不会定向移动B．在变化的磁场中放一闭合电路，电路中将会产生感应电流C．变化的磁场产生电场，这个电场的电场线是闭合的D．变化的磁场产生电场，这个电场与静电场相同解析：选C.根据麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场周围产生电场，电场线是闭合的，所以选项C正确，选项D错误；变化的磁场周围虽然产生了电场，如果电路平面与电场线垂直，则电路中不会产生感应电流，所以选项B错误；在电场力的作用下，导体中的自由电荷移动，选项A错误；综上所述，本题的正确选项为C.4．如图所示，氢原子中的电子绕核逆时针快速旋转，匀强磁场垂直于轨道平面向外，电子的运动轨道半径r不变，若使磁场均匀增加，则电子的动能()A．不变B．增大C．减小D．无法判断解析：选B.磁场均匀增强，周围空间产生的电场是稳定的，由楞次定律判断可知，周围空间产生的电场在电子轨道平面内沿顺时针方向，电子受到的电场力沿逆时针方向，使电子加速，B项正确．二、多项选择题5．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场B．在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场C．恒定电流在其周围不产生磁场D．恒定电流周围存在着稳定的磁场解析：选BD.电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故B正确，A错误；恒定电流周围存在稳定磁场，磁场的方向可由安培定则判断，C错误，D正确．6．关于变化的磁场产生的电场，下列说法正确的是()A．只有在垂直于磁场的平面内存在闭合回路时，才可在闭合回路中产生电场B．不论是否存在闭合回路，只要磁场发生了变化，就会产生电场C．变化的磁场产生的电场的电场线是不闭合的曲线D．变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线解析：选BD.变化的磁场产生的电场是客观存在的，与是否存在闭合回路无关．产生的电场的电场线是闭合曲线，B、D正确．7．下列是空间电场随时间变化的图像，如图所示，能产生周期性变化的电磁场的有()解析：选CD.根据麦克斯韦的电磁场理论：周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，如此下去，形成的电磁场向远处传播，所以本题四种电场变化方式中，选项C和选项D的变化电场能产生周期性变化的电磁场，所以正确选项为C、D.8．以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波与电磁波，本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都可发生干涉、衍射现象解析：选BCD.机械波与电磁波产生的根源不同．是由不同的运动形成的，产生的本质不同，A错误，B、C、D正确．9．下列说法正确的是()A．声波从空气进入水中时，其波速增大，波长变长B．纵波传播过程中各质点的运动方向与波的传播方向总是相同的C．当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率不变D．均匀变化的磁场产生变化的电场，均匀变化的电场产生变化的磁场解析：选AC.本题考查机械波、电磁波、相对论的有关概念．声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，波长变长，A项正确；纵波是质点的振动方向与波的传播方向一致的波，并不是两个方向相同，B项错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，D项错误．10．由麦克斯韦电磁场理论可知()A．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场B．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场D．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场解析：选ABC.根据麦克斯韦理论，变化的电场(磁场)产生磁场(电场)，均匀变化的电场(磁场)产生稳定的磁场(电场)，同频率振荡的电场(磁场)产生同频率振荡的磁场(电场)．三、非选择题11．磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况，如图所示，其中能产生电场的有________图所示的磁场，能产生持续电磁波的有________图所示的磁场．解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，可以作如下判断：A 图的磁场是恒定的，不能产生新的电场，更不能产生电磁波；B 图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C 图中的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能再产生磁场，不能产生向外扩展的电磁场，因此不能产生持续的电磁波；D 图所示磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，能产生电磁波．答案：BCD BD12．雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波，当遇到障碍物时要发生反射．雷达在发射和接收电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波．某型号防空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s ．现在雷达正在跟踪一个匀速移动的目标，某时刻在雷达监视屏上显示的雷达波形如图甲所示，30 s 后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图乙所示．已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10－4 s ，电磁波在空气中的传播速度为3×108 m/s ，试计算被监视目标的移动速度为多少？解析：甲图时确定目标距雷达的距离：s 1＝12c Δt 1＝12×3×108×4×10－4 m ＝6×104 m. 乙图时确定目标距离雷达的距离：s 2＝12c Δt 2＝12×3×108×3×10－4 m ＝4.5×104 m. 目标的飞行速度为v ＝s 1－s 2t ＝6×104－4.5×10430m/s ＝500 m/s. 答案：500 m/s。

[ 随堂检测 ]1．对于电磁理论，以下说法正确的选项是()A．在电场四周必定会产生磁场B．任何变化的电场四周空间必定会产生变化的磁场C．平均变化的电场会产生变化的磁场D．周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场分析：选 D. 变化的电场四周必定产生磁场，但若电场不发生变化，则不可以在四周空间产生磁场，所以 A 错；平均变化的电场在四周空间产生磁场是不变的，只有不平均变化的电场才能在四周空间产生变化的磁场， B 错；平均变化的电场只好在四周空间产生稳固的磁场， C 错；周期性变化的电场( 或磁场 )在四周空间产生周期性变化的磁场(或电场 )，所以选项D对．2． (多项选择 )以下对于电磁波的表达中，正确的选项是()A．电磁波是电磁场由发生地区向远处的流传B．电磁波在任何介质中的流传速度均为 3.00× 108 m/sC．电磁波由真空进入介质流传时，波长将变短D．电磁波不可以产生干预、衍射现象分析：选 AC. 搞清电磁波的产活力理，以及电磁波在真空中流传速度为光速c＝ 3× 108 m/s，且 c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频次不发生变化，波长、波速变化．此外电磁波仍拥有波的特点．电磁波只有在真空中的流传速度才为 3.00× 108 m/s，而在其余介质中传播速度均小于 3.00×108 m/s.电磁波与其余波同样拥有干预、衍射等波的特征．当电磁波由真空进入介质流传时，频次不变，那么c＝λf， v＝λ′f.由于 c>v，所以λ>λ′，波长变短，波速变小，应选 A 、C.3． (多项选择 )机械波和电磁波的比较，以下说法正确的选项是()A．它们都能够发生反射、折射、干预、衍射现象B．机械波和电磁波实质上同样，不过频次不一样而已C．机械波的流传速度只取决于介质，和频次没关；电磁波的流传速度不单取决于介质，还和频次相关D．机械波的流传必定要有介质，电磁波没有介质也能够流传分析：选 ACD. 机械波和电磁波都拥有波的特征，能够发生反射、折射、干预、衍射等现象．机械波流传的是运动的形式——振动．电磁波流传的是电磁场，它们实质上不一样．电磁波能够在真空中流传，在介质中流传时，频次不一样的电磁波在同一介质中流传速度不一样，机械波的波速则由介质决定．4.以下图，在直导线PQ 四周出现了一组闭合的电场线，则可判断()A ． Q→ P 的电流快速加强B．Q→P 的电流快速减弱C．P→ Q 的磁场快速加强D． P→ Q 的磁场快速减弱分析：选 D. Q→ P 的电流快速加强(或减弱 )，则产生的是从上自下看顺时针( 或逆时针 )的闭合磁场，所以 A 、B 错； P→ Q 的磁场快速加强将产生从上向下看逆时针的电场，P→Q 的磁场快速减弱将产生图示的电场，判断方向的方法近似于判断感觉电流或电动势方向的方法，所以答案为 D.[ 课时作业]一、单项选择题) 1．在物理学史上，最初成立完好的电磁场理论并预知电磁波存在的科学家是(A ．赫兹B ．爱因斯坦C．麦克斯韦 D ．法拉第分析：选 C.英国物理学家麦克斯韦在库仑、安培、法拉第等人对电磁学研究的基础上提出了电磁场理论并预知了电磁波的存在．2．以下对于电磁波的说法正确的选项是()A．平均变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中流传速度同样C．只需有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只好沿直线流传分析：选 A. 变化的磁场就能产生电场， A 对．若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅平均变化都不可以产生电磁波， C 错．光也是电磁波，在真空和介质中流传的速度不一样，可判断B 错． D 选项中没重申是“ 平均”介质，若介质密度不平均会发生折射，故 D 错．3．以下对于变化的磁场产生电场的说法中，正确的选项是()A．在变化的磁场中放一段导体，导体中的自由电荷不会定向挪动B．在变化的磁场中放一闭合电路，电路中将会产生感觉电流C．变化的磁场产生电场，这个电场的电场线是闭合的D．变化的磁场产生电场，这个电场与静电场同样分析：选 C.依据麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场四周产生电场，电场线是闭合的，所以选项 C 正确，选项 D 错误；变化的磁场四周固然产生了电场，假如电路平面与电场线垂直，则电路中不会产生感觉电流，所以选项 B 错误；在电场力的作用下，导体中的自由电荷挪动，选项 A 错误；综上所述，此题的正确选项为 C.4．以下图，氢原子中的电子绕核逆时针快速旋转，匀强磁场垂直于轨道平面向外，电子的运动轨道半径r 不变，若使磁场平均增添，则电子的动能()A ．不变B ．增大C．减小 D ．没法判断分析：选 B. 磁场平均加强，四周空间产生的电场是稳固的，由楞次定律判断可知，周围空间产生的电场在电子轨道平面内沿顺时针方向，电子遇到的电场力沿逆时针方向，使电子加快， B 项正确．二、多项选择题5．依据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的选项是()A．在电场的四周空间，必定存在着和它联系着的磁场B．在变化的电场四周空间，必定存在着和它联系着的磁场C．恒定电流在其四周不产生磁场D．恒定电流四周存在着稳固的磁场分析：选 BD. 电场按其能否随时间变化分为稳固电场(静电场 )和变化电场 (如运动电荷形成的电场)，稳固电场不产生磁场，只有变化的电场四周空间才存在对应磁场，故 B 正确，A 错误；恒定电流四周存在稳固磁场，磁场的方向可由安培定章判断，C错误，D正确．()6．对于变化的磁场产生的电场，以下说法正确的选项是A．只有在垂直于磁场的平面内存在闭合回路时，才可在闭合回路中产生电场B．无论能否存在闭合回路，只需磁场发生了变化，就会产生电场C．变化的磁场产生的电场的电场线是不闭合的曲线D．变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线分析：选 BD. 变化的磁场产生的电场是客观存在的，与能否存在闭合回路没关．产生的电场的电场线是闭合曲线，B、 D 正确．7．以下是空间电场随时间变化的图像，以下图，能产生周期性变化的电磁场的有()分析：选 CD. 依据麦克斯韦的电磁场理论：周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，这样下去，形成的电磁场向远处流传，所以此题四种电场变化方式中，选项 C 和选项 D 的变化电场能产生周期性变化的电磁场，所以正确选项为C、 D.8．以下对于机械波与电磁波的说法中，正确的选项是()A．机械波与电磁波，实质上是一致的B．机械波的波速只与介质相关，而电磁波在介质中的波速，不单与介质相关，并且与电磁波的频次相关C．机械波可能是纵波，而电磁波必然是横波D．它们都可发生干预、衍射现象分析：选 BCD. 机械波与电磁波产生的本源不一样．是由不一样的运动形成的，产生的实质不一样， A 错误， B、C、D 正确．9．以下说法正确的选项是()A．声波从空气进入水中时，其波速增大，波长变长B．纵波流传过程中各质点的运动方向与波的流传方向老是同样的C．当波源与察看者相向运动时，波源自己的频次不变D．平均变化的磁场产生变化的电场，平均变化的电场产生变化的磁场分析：选 AC. 此题考察机械波、电磁波、相对论的相关观点．声波从空气进入水中时，频次不变，波速变大，波长变长， A 项正确；纵波是质点的振动方向与波的流传方向一致的波，其实不是两个方向同样，B 项错误；平均变化的电场产生恒定的磁场， D 项错误．10．由麦克斯韦电磁场理论可知()A．变化的电场四周产生磁场，变化的磁场四周产生电场B．周期性变化的电场必定产生同频次的周期性变化的磁场C．平均变化的电场四周产生稳固的磁场，平均变化的磁场四周产生稳固的电场D．稳固的电场四周产生稳固的磁场，稳固的磁场四周产生稳固的电场分析：选 ABC. 依据麦克斯韦理论，变化的电场(磁场 )产生磁场 (电场 )，平均变化的电场(磁场 )产生稳固的磁场(电场 )，同频次振荡的电场(磁场 ) 产生同频次振荡的磁场(电场 )．三、非选择题11．磁场的磁感觉强度 B 随时间t 变化的四种状况，以下图，此中能产生电场的有________图所示的磁场，能产生连续电磁波的有________图所示的磁场．分析：依据麦克斯韦的电磁场理论，能够作以下判断： A 图的磁场是恒定的，不可以产生新的电场，更不可以产生电磁波； B 图中的磁场是周期性变化的，能够产生周期性变化的电场，因此能够产生连续的电磁波； C 图中的磁场是平均变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不可以再产生磁场，不可以产生向外扩展的电磁场，所以不可以产生连续的电磁波； D 图所示磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，能产生电磁波．答案： BCDBD12．雷达是利用电磁波来测定物体的地点和速度的设施，它能够向必定方向发射不连续的电磁波，当碰到阻碍物时要发生反射．雷达在发射和接收电磁波时，在荧光屏上分别体现出一个尖形波．某型号防空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5× 10－4 s．此刻雷达正在追踪一个匀速挪动的目标，某时辰在雷达监督屏上显示的雷达波形如图甲所示，30 s 后在同一方向上监督屏显示的雷达波形如图乙所示．已知雷达监督屏上相邻刻线间表示的时间间隔为 10－4 s，电磁波在空气中的流传速度为3×108 m/s，试计算被监督目标的挪动速度为多少？分析：甲图时确立目标距雷达的距离：s1＝1c t1＝1×3×108×4×10－4 m＝ 6×104 m. 22乙图时确立目标距离雷达的距离：s2＝12c t2＝12×3×108×3×10－4 m＝ 4.5 ×104 m.v＝s1－ s26×104－ 4.5 10×4m/s＝ 500 m/s.目标的飞翔速度为t ＝30答案： 500 m/s。

电磁波的发现练习1．有关振荡电路的下述说法中，你认为正确的是（）。

A．电容器带电量为零的时刻，振荡电流也为零B．电容器带电量为零的时刻，振荡电流达到最大值C．电容器充电时，电场能转化为磁场能D．振荡电流增大时，电场能逐渐转化为磁场能2．无线电波的发射需要用到LC电路，若LC电路的线圈中某一时刻的磁场方向如图所示，则下列说法中正确的是（）。

A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在放电，则电容器上极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增加D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大3．在LC振荡电路中产生振荡电流的过程中，理想的情况是能量没有损耗，振荡电流的振幅保持不变。

但实际的振荡电路如果没有外界能量的及时补充，振荡电流的振幅总是要逐渐减小。

下面的几种情况中，哪些是造成振幅减小的原因（）。

A．电路中电阻对电流的阻碍作用B．线圈中铁心内感应电流产生热量C．线圈自感电动势对电流的阻碍作用D．向空间辐射电磁波4．关于电磁波的频率表达式=vf，下述说法中正确的是（）。

A．电磁波的频率与传播速度成正比，与波长成反比B．电磁波的频率越高，传播速度就越大C．电磁波的频率越高，发射能量就越大D．电磁波的频率在数值上等于电磁波的传播速度与波长的比值5．如图所示，某LC振荡电路中线圈的电感L＝0.25 H。

先将开关S扳向1对电容器充电，然后将开关S扳向2，至少经过1.57×10－3s的时间磁场能达到最大。

则电路中电容器的电容量为（）。

A．8 μF B．6 μFC．4 μF D．2 μF6．关于电磁波的叙述，下列说法中正确的是（）。

A．因为传播时可以不需要介质，所以不能产生反射、折射、干涉、衍射等现象B．传播时需要有弹性介质才能传播C．由一种介质进入另一种介质时，频率不变D．由真空进入一种介质时，波速和波长都变小7．如图所示的LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10－2 s，自振荡电流逆时针方向达最大值时开始计时，当t＝3.4×10－2 s时，电容器正处于______状态（填“充电”“放电”“充电完毕”“放电完毕”），这时电容器的上板带______（填“正电”或“负电”）。