4.2 电磁场与电磁波-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

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第四章：电磁振荡与电磁波
4.2：电磁场与电磁波
一：知识精讲归纳
考点一、电磁场
1．变化的磁场产生电场
(1)实验基础：如图 1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流．
图1
(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的 磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向
运动．
(3)实质：变化的磁场产生了电场．
2．变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场．
考点二、电磁波
1．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波．
2．电磁波的特点：
(1)电磁波在空间传播不需要介质；
(2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是
横波．
(3)电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度 c＝3.0 × 10 8
m/s.
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．
3．电磁波具有能量
电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程，传播过程是能量传播的过
程．
技巧一、对麦克斯韦电磁场理论的理解
(1)变化的磁场产生电场
① 均匀变化的磁场产生恒定的电场．
② 非均匀变化的磁场产生变化的电场．
③ 周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场．
(2)变化的电场产生磁场
① 均匀变化的电场产生恒定的磁场．
② 非均匀变化的电场产生变化的磁场．
③ 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．
技巧二　电磁波与机械波的比较
名称
项目　 机械波 电磁波
研究对象 力学现象 电磁现象
周期性 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
传播情况 传播需要介质，波速与介质有关，与
频率无关
传播无需介质，在真空中波速等于光
速c，在介质中传播时，波速与介质
和频率都有关
产生机理 由质点(波源)的振动产生 由电磁振荡激发
波的特点 横波或纵波 横波
干涉和衍射 可以发生干涉和衍射
二：考点题型归纳
题型一：电磁波的理解
1．（2021·全国·高二专题练习）下列关于电磁波的说法，正确的是（　　）
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 B．电场随时间变化时，一定产生电磁波
C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
2．（2021·福建·泉州科技中学高二期中）下列关于电磁波的正确认识有（　　）
A．在真空中电磁波的传播速度跟光速相等
B．赫兹预言了电磁波的存在，20 多年后麦克斯韦用实验证实
C．电磁波不会产生污染
D．只要空间某个区域存在电场和磁场，就能产生电磁波
3．（2021·江苏·盐城市时杨中学高二期中）如图所示是我国 口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来
自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．赫兹预言了电磁波的存在
B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C．频率越高的电磁波，波长越长
D．电磁波可以传递信息和能量
题型二：麦克斯韦电磁场理论的理解
4．（2021·贵州·凯里一中高二期中）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，磁场周围一定产生电场
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在并且实验证实了电磁波的存在
C．和声波一样，电磁波也需要通过介质来传播
D．电磁波是由变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播出去
5．（2021·山东·五莲县教学研究室高二期中）麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一阶段中最伟大的理论物理学家，
他的科学思想和科学方法的重要意义直到 20 世纪科学革命来临时才充分体现出来，下列关于麦克斯韦的理论，正
确的是（　　）
A．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场
B．光是以波动形式传播的一种电磁振动
C．水波、声波和电磁波都能在真空中传播
D．当电场和磁场同时存在空间某一区域时，就会形成电磁波
6．（2021·全国·高二课时练习）根据麦克新书电磁场理论，下列说法中正确的是（　　）
A．变化的磁场一定产生变化的电场
B．均匀变化的磁场一定产生均匀变化的电场
C．稳定的电场一定产生稳定的磁场
D．并不是只要空间有变化的电场或磁场，就一定能够产生电磁波
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