13.4 电磁波的发现及应用-2021-2022学年高二物理精讲精练（新人教版必修第三册）（解析版）

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13.4 电磁波的发现及应用

考点精讲

考点 1：对麦克斯韦电磁场理论的理解

1.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

2.电磁场的产生：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周

期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联

系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。

【例 1】下列有关电磁场理论的说法正确的是(　　)

A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场

B．任何电场都要在周围空间产生磁场

C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场

D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场

【解析】C　根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是稳定的，故 A错；同理，

并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，故 B错；电场和磁场并不总是相互联系着的，例如，静止电荷

周围只有静电场，静止磁体周围只有稳定的磁场。只有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的

统一体，即电磁场，故 D错。

【针对训练】

1．关于电磁场的理论，下列说法正确的是(　　)

A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的

B．变化的磁场周围产生的电场一定是变化的

C．均匀变化的磁场周围产生的电场是均匀变化的

D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的

【解析】D　非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场，所以变

化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，但不一定变化，故 A、B错误；均匀变化的

磁场一定产生稳定的电场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故 C错误；周期性变化的振荡电

场一定产生同周期变化的振荡磁场，故 D正确。

考点 2：对电磁波的理解

1．电磁波的特点

（1）电磁场中储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。

（2）只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。

（3）电磁波可以在真空中传播，因为电磁波本身就是一种物质——场物质，所以传播时不再需要其

他介质。

（4）任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度，即 c＝3.0×108 m/s，电磁波传

播虽然不需要介质，但在其他介质中的速度都比在真空中的小。

2．波长、频率与波速之间的关系

波速＝波长×频率，即 c＝λf。

（1）频率由波源决定，与介质无关，波长、波速的大小与介质有关。所以同一电磁波在不同介质中

传播时，频率不变，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中速度小。

（2）不同频率的电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同。

（3）在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同：v＝c。

【例 2】　波长为 0.6 μm 的红光，从 10 m 外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？它的频

率是多少？

【解析】　由速度公式 v＝可求得时间，可根据电磁波波长、频率和波速关系式 c＝λf 可得频率，其中

t＝＝ s≈3.33×10－8 s

由c＝λf 得f＝＝ Hz＝5×1014 Hz。

【答案】　3.33×10－8 s　5×1014 Hz

【针对训练】

2．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是(　　)

A．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，两者互相联系，统称为电磁

场

B．电磁场从发生区域由近及远地传播形成电磁波

C．电磁波是一种物质，可在真空中传播。所以，平时说真空没有实物粒子，但不等于什么都没有，

还有“场”这种特殊物质

D．电磁波可在真空中传播，也可在介质中传播

【解析】A　根据麦克斯韦电磁场理论，非均匀变化的电场周围产生变化的磁场，均匀变化的电场周

围产生的是稳定的磁场，故 A错误。

考点 3：对电磁波谱的理解

1．电磁波谱是把电磁波按波长由大到小的顺序排列起来的图表。顺序为无线电波、红外线、可见光、

紫外线、X射线、γ射线。它们共同构成了范围广阔的电磁波谱。

2．电磁波谱中各种波段的特征用途比较(如下表)

电磁

波谱

无线

电波红外线可见光紫外线 X射线 γ射线

特性波动

性强

热作

用强

感光

性强

化学作用荧

光效应

穿透

力大

穿透力

最强

用途通信广

播、导航

加热、遥

测遥感、

红外摄

像、红外

制导

照明、

照相等

杀菌消毒、

治疗皮

肤病等

检查、探

测、透视、

治疗

探测、

治疗

【例 3】　(多选)下列有关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，常用于医学上透视人体

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为 γ射线，可以摧毁病变的细胞

D．紫外线和 X射线都使感光底片感光

【解析】CD　X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能，A错误；过强的紫外

线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中频率最大的为 γ射线，可以摧毁病变的细胞，C正确；紫外线

和X射线都可以使感光底片感光，D正确。

【针对训练】

3．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是 (　　)

A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息

B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波

C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同

D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的 X射线波长相同

【解析】B　声波、电磁波都能传递能量和信息，A错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及

声波，B正确；可见光属于电磁波，“B超”中的超声波是声波，波速不同，C错误；红外线波长较 X射

线波长长，D错误。

考点达标

◎考点一　对麦克斯韦电磁场理论的理解

1．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个

选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是(　　)

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