电磁场和电磁波(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每题6分,共42分)1.某电场中电场强度随时间变化的图像如图所示,不能产生磁场的电场是()【解析】选D。按照麦克斯韦的电磁场理论,恒定的电场周围不产生磁场,变化的电场周围才产生磁场,故选项D不产生磁场,选项A、B、C都能产生磁场。故选D。2.如图所示是一固定面的磁通量的变化图像,在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应是()A.逐渐增强B.逐渐减弱C.不变D.无法判断【解析】选C。由Φ=BS可知,某一固定面的磁通量均匀增加,说明磁感应强度B是均匀增加的,由麦克斯韦的电磁场理论知,它周围产生的感应电场应是恒定不变的,故A、B、D均错误,C正确。3.(2020·攀枝花高二检测)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【解析】选B。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。频率是由发射电磁波的波源决定的,与介质无关。4.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图所示时,可能是()A.方向向上的磁场在增强B.方向向上的磁场在减弱C.方向向下的磁场在减弱D.方向向上的磁场先减弱,然后反向增强【解析】选A、C。在电磁感应现象的规律中,当一个闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中就有感应电流产生,回路中并没有电源,电流的产生是由于磁场的变化造成的。麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况,即变化的磁场产生电场。判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律,只不过是用电场线方向代替了电流方向。方向向上的磁场增强时,感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下,根据右手螺旋定则可判断感应电流方向如题图中E的方向所示,选项A正确、B错误;同理,当磁场反向即向下的磁场减弱时,也会得到如题图中E的方向,选项C正确、D错误。5.(多选)如图所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽,槽内光滑,槽的宽度和深度相同。现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内,让小球获一初速度v0在槽内开始运动,与此同时,有一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积,磁感应强度的大小随时间成正比增大,设小球运动过程中带电量不变,那么()A.小球受到的向心力大小不变B.小球受到的向心力大小增加C.磁场力对小球做功D.小球受到的磁场力不断增加【解析】选B、D。根据麦克斯韦理论,均匀变化的磁场在它的周围空间产生稳定的电场。对本题来说,其电场线和磁感线的关系如图所示,电场线正好和圆形玻璃槽重合,电场力对槽中带正电的小球做正功,使小球不断加速。由F向=m,可知小球所需的向心力也不断增加。因为速度在不断增加,根据F=Bvq可知小球受到的磁场力也在不断增加。6.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相同C.均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波D.赫兹证明了电磁波的存在【解析】选D。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,A、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;赫兹证明了电磁波的存在,D项正确。7.(多选)雷达是应用电磁波来工作的,它发射的电磁波频率多在300MHz至1000MHz的范围内,已知真空中光速c=3×108m/s,下列说法中正确的是()A.电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生B.电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生C.雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3m至1m之间D.雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定【解析】选B、C、D。恒定的电场不能产生磁场,A错误;周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场也可以产生周期性变化的电场,这样的电场和磁场形成的统一体就是电磁波,B正确;雷达发射的电磁波频率多在300MHz至1000MHz的范围内,它在真空中的波长可由λ=求得,则其波长范围为0.3m至1m,C正确;雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定,等于,D正确。故选B、C、D。二、非选择题(18分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)8.一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图,A是发射时的雷达探索波的脉冲波形,B是敌机反射回来的脉冲波形,则敌机距雷达站的距离是多少?【解析】由题图知两波形相差3×10-3s,即敌机与雷达站距离为s=vt=3×108××3×10-3m=4.5×105m。答案:4.5×105m9.(7分)(多选)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