专题4.2 地磁场与电磁波-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（原卷版）

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专题 4.2 电磁场与电磁波

【人教版】

【题型 1 麦克斯韦的电磁场理论】..................................................................................................

【题型 2 感生电场】..........................................................................................................................

【题型 3 电磁波的产生】..................................................................................................................

【题型 4 电磁波的应用】..................................................................................................................

【题型 5 与机械波对比】..................................................................................................................

【题型 6 联系实际】..........................................................................................................................

【题型 7 电磁波的发现】..................................................................................................................

【题型 1 麦克斯韦的电磁场理论】

【例 1】关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是(　　)

A．稳定的电场产生稳定的磁场

B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场

C．变化的电场产生的磁场一定是变化的

D．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的

【变式 1-1】(多选)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是(　　)

A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的

B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的

C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的

D．振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场

【变式 1-2】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．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．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场

【变式 1-3】关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是(　　)

A．均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场

B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直

C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播

D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波

【题型 2 感生电场】

【例 2】将很多质量为 m、带电荷量为＋q可视为质点的绝缘小球，均匀穿在由绝缘材料制

成的半径为 r的光滑圆轨道上并处于静止状态，轨道平面水平，空间内有分布均匀的磁场，

磁场方向竖直向上，如图甲所示。磁感应强度 B随时间 t变化的规律如图乙所示，其中 B0

是已知量。已知在磁感应强度增大或减小的过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平

面内一系列沿顺时针或逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。关于

绝缘小球的运动情况，下列说法正确的是(　 )

A．在 t＝0到t＝T0时间内，绝缘小球均做匀速圆周运动

B．在 t＝T0到t＝2T0时间内，绝缘小球均沿顺时针方向做速率均匀增加的圆周运动

C．在 t＝2T0到t＝3T0时间内，绝缘小球均沿顺时针方向做加速圆周运动

D．在 t＝3T0到t＝5T0时间内涡旋电场沿顺时针方向

【变式 2-1】(多选)如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于玻璃

圆环内径的带正电的小球，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．小球受到的洛伦兹力不断增大

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．洛伦兹力对小球一直不做功

【变式 2-2】（多选）应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的表示电场产生磁场 (或磁

场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示变化的场，下图表示变化的场产生的另

外的场)，正确的是(　　)

【变式 2-3】如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如

图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波

B．对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动

C．闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场

D．变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关

【题型 3 电磁波的产生】

【例 3】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(　 )

【变式 3-1】(1)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

(2)目前雷达发射的电磁波频率多在 200 MHz 至1 000 MHz 的范围内．请回答下列关于雷达

和电磁波的有关问题．

①雷达发射电磁波的波长范围是多少？

②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？

【变式 3-2】（多选）关于电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失

【变式 3-3】（多选）如图所示，在磁感应强度 B随时间 t变化的以下四种磁场中，下列判

断正确的是（　　）

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