电磁场与电磁波（原卷版）

第2节电磁场与电磁波【知识梳理】1.变化的磁场产生电场：（1）实验现象：如图所示，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。（2）麦克斯韦的观点：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，闭合电路中的自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。（3）结论：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。3.电磁波的特点：（1）电磁波是横波，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，电磁波在空间传播不需要介质；（2）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＝3.0×108m/s。4.赫兹的实验：（1）赫兹实验原理图（如图所示）：（2）实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。（3）现象分析：火花在A、B间来回跳动时，在周围空间建立了一个迅速变化的电磁场，这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波经过接收线圈时，导致接收线圈产生感应电动势，使接收线圈两球间隙处产生电压，当电压足够高时，两球之间就会产生火花放电现象。（4）实验结论：赫兹实验证实了电磁波的存在。（5）实验意义：证明了麦克斯韦的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。（6）赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦的电磁场理论。【方法突破】电磁波的产生■方法归纳1.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。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】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，与是否有闭合电路有关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场【针对训练】关于电磁波，下列说法中正确的是（）A．变化的电场一定在周围空间产生磁场B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并且最先用实验证实了电磁波的存在C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播D．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播【巩固提升】1．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2．下列关于电磁波的说法正确的是（）A．电磁波必须依靠介质传播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．电磁波与机械波本质上是一致的3．关于电磁场理论，下列描述正确的是（）A．周期性变化的电场和磁场互相激发由近及远传播形成电磁波B．静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场C．稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场D．均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场4．关于电磁场和电磁波的说法正确是（）A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电场B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动5．2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（）A．电磁波是横波，声波是纵波B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度6．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法错误的是（）A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律7．电磁波的发射广播电台A发射一种电磁波的频率为，广播电台B发射一种电磁波的频率是，两广播电台发射的电磁波相比，以下分析正确的是（）A．两广播电台发射的电磁波，波速相同，但广播电台A的波长较长B．广播电台B的波速大，两者的波长相等C．广播电台B的波速大，广播电台A的波长较长D．两广播电台发射的电磁波，波速相同，广播电台B的波长较长8．英国物理学家麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。应用麦克斯韦的电磁场理论判断，如图表示四种电场随时间变化的图像中，能产生恒定的磁场的是（）A． B．C． D．9．电磁波的发现和使用带来了通信技术的发展。在以下磁感应强度B随时间t变化的磁场中，能产生电磁波的是（）A． B．C． D．10．利用电磁波，天文学家不仅可以用眼睛“看”宇