课课标要求
素养要求
标1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变 1.物理观念:理解电磁场、电磁波及麦克斯韦电磁场解化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场， 理论，了解变化的电场和变化的磁场交替产生，由读 变化的电场和磁场相互联系形成统一的电 近及远向周围传播的“能量观”及电磁场客观存在的
磁场。
2.了解电磁场在空间传播形成电磁波。
“物质观”。
2.科学探究:探究电磁场与电磁波的存在。
3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验3.科学思维:通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹在 物理学发展中的贡献。
实验，体会两位科学家研究物理问题的思想方法。 4.科学态度与责任:通过电磁波发现的过程，领会人类认识世界的认知规律，培养实事求是的科学态度。
自主学习·必备知识
教材研习 教材原句
要点一 麦克斯韦电磁场理论
变化 ①的磁场产生电场，是一个普遍规律，跟 闭合电路 ②是否存在无关。
运动 ③的电荷在空间要产生磁场，从场的观点出发，麦克斯韦假设:变化的电场就 像 ④运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。 要点二 电磁波的产生
变化的电场和磁场总是 相互联系 ⑤的，形成一个不可分割的统一的电磁场。如果在空间某区域有 周期性变化 ⑥的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围 传播 ⑦，形成了电磁波。
自主思考
①磁场存在但不变化可以产生电场吗?产生电场的根源是什么？
答案：提示 不可以。 产生电场的根源不是只要有磁场就行，而是磁场“有”还必须“变”才可以产生电场。
②如果在变化的磁场周国不存在闭合电路，是否也产生电场?闭合电路的作用是什么? 答案：提示 只要磁场变化， 即使不存在闭合电路，电场仍然产生，闭合电路只是起了一个检测这个电场存在的作用。若放人的不是闭合电路而是可以自由移动的带电粒子或小球，它们也会在感应电场的作用下运动起来，说明变化的磁场确实产生了电场。
③电荷存在但不运动，可以产生磁场吗？电荷如何才能产生磁场？电荷产生磁场的根源是什么？
答案：提示 静止的电荷不产生磁场，只产生静电场。电荷产生磁场的根源是由于电荷的“动”，这个动，导致了电场的变化，从而产生了磁场。因此是电场的“变化”产生了磁场而不是电场的存在产生了磁场。 ④这里的“像”指的是什么像？
答案：提示 “像”是指变化的电场与运动的电荷在产生的电场上像，都是电场在变化，因此在周围空间能产生磁场的条件是“电场的变化”。 ⑤为什么变化的电场和磁场总是相互联系的？
答案：提示 麦克斯韦根据电磁感应现象提出了“变化的磁场可以产生电场”，他认为自然规律是统一与和谐的，相信电场与磁场之间有对称之美，从而提出了“变化的电场也会产生磁场”，当电场、磁场变化起来时，两者相互联系形成不可分割的统一体——电磁场。 ⑥为什么非得是“周期性变化”的电场才能产生变化的磁场？若电场均匀变化，会产生怎样的磁场？
答案：提示 若电场均匀变化，产生的磁场就是稳定的，这种稳定的磁场不会再在周围空间产生电场，从而无法继续感应下去，使得电磁场的传播中断。只有电场做周期性变化，才会引起“变化”的磁场，这个变化的磁场才会再在周围空间产生变化的电场，再产生变化的磁场……，如此循环产生而不中断。
⑦ “传播”的是什么？电磁波是如何形成的？
答案：提示 传播的是一种特殊的物质——看不见摸不着的电磁场，同时也伴随着能量——电场能、磁场能的传播。这种传播是电场与磁场在不断地相互感应中完成的，称为电磁波。电磁波是运动着的“电磁场”。
名师点睛
1.理解电磁场
静电场、静磁场与电磁场虽然看不见摸不着但客观存在，属于自然界一种特殊的物质形态；电磁场并不是静电场和静磁场混在一起叠加而成，而是电场、磁场在不均匀变化时互相感应形成的遵循一定规律的统一体，有单独存在的静电场，有单独存在的静磁场，但没有静止的电磁场。 2.电磁波小结
（1）电磁波是横波，在传播方向上的任意一点电场强度𝐸 和磁感应强度𝐵 都随时间做正弦规律变化。𝐸 和𝐵 随时间和空间按正弦规律做周期性变化，彼此垂直，且都与传播方向垂直，如图所示。
（2）电磁波的传播不需要介质。在真空中，电磁波的传播速度最快，跟光速相同（光就是一种电磁波）。在介质中的传播速度比在真空中的传播速度要小。介质不同传播速度一般不同。
（3）同一种电磁波从一种介质进入另一种介质时，在传播过程中，频率或周期不变，变的是速度和波长。电磁波的周期和频率是由电磁振荡的周期和频率决定的，与介质无关。 （4）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应、吸收等现象。 （5）电磁波像所有的波一样携带着电磁振动这种振动形式和能量向前传播，因此电磁波也是传播能量的一种形式；同时电磁波能够脱离振源继续传播，类似于机械波。
互动探究·关键能力
探究点一 电磁场的形成
情境探究
1.
电场、磁场有对称之美，磁场变化（如图1磁极的靠近或远离）会产生电场，若磁场变化是均匀的，产生的电场是稳定的，电场方向如图1中水平闭合的电场线；同理，电场变化（如图2两电极电荷量增加或减少）也会产生磁场，若电场变化是均匀的，产生的磁场也是稳定的，磁场方向如图2中水平闭合的磁感线。若电场做周期性变化，它会激发出和电场同频率的做周期性变化的磁场，这个变化的磁场又激发出同频率的变化的电场，如此循环……，变化的电场和磁场交替产生形成不可分割的统一体，称为电磁场。
电场、磁场的变化关系是什么？ 答案：提示
探究归纳
1.麦克斯韦电磁场理论要点 变化情况 磁场产生电场 恒定
恒定的磁场不产生电场
电场产生磁场 恒定的电场不产生磁场
均匀变化 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 非均匀变非均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电非均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁
化 场 场
周期性变周期性变化的磁场在周围空间产生同频率的周期性变化的电场在周围空间产生同频率的化 2.注意
变化的电场一定能产生磁场，但不一定能产生变化的磁场，若电场均匀变化将产生稳定的磁场，这个稳定的磁场不再产生电场；同理，变化的磁场也不一定产生变化的电场，若磁场均匀变化将产生稳定的电场，这个稳定的电场不再产生磁场。
探究应用
变化的电场 变化的磁场
例 如图所示，闭合开关S ，待电容器充电结束后，再打开开关S ，用绝缘工具将电容器两极板间距离稍拉开一些，在电容器周围空间( )
A.会产生变化的磁场 B.会产生稳定的磁场 C.不会产生磁场 D.会产生振荡的磁场 答案：𝐶
解析：平行板电容器接入直流电源后两极板间的电压等于电源的电动势，断开开关后，电容器带电荷量不变，由电容器定义式和平行板电容器电容公式可得两极板间电场强度𝐸=𝑑=
𝑄𝐶𝑑
𝑈
=
4 π𝑘𝑄𝜀r𝑆
。当用绝缘工具将两极板间距离拉开一些时，电容器两极板间的电场不发生变化，
所以不会产生磁场，C 正确。
变式 某电路中电场随时间变化的图像如四个选项图所示，其中能产生电磁波的是( )
A. B.
C.
答案：𝐷
D.
解析：由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时（A 图），由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时（B 、C 图），会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场（D 图），才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波，D 正确。 解题感悟
（1）不仅电荷能产生电场，变化的磁场也能产生电场；不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生磁场。
（2）深刻理解变化的电场产生磁场，产生的磁场是否变化取决于电场的变化情况；变化的磁场产生电场，产生的电场是否变化也取决于磁场的变化情况。
迁移应用
1.如图所示是某一固定面的磁通量随时间的变化图像，那么在它周围空间产生的电场中某一点场强𝐸 应是( )
A.逐渐增强 B.逐渐减弱 C.不变 D.无法确定 答案：C
解析：由图像可知，磁场在均匀变化，故在磁场周围产生的电场是稳定不变的。
2.（多选）如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率𝑣0 沿逆时针方向匀速运动。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的磁场，设运动过程中小球所带的电荷量不变，那么( )
A.小球对玻璃圆环的压力不断增大 B.小球受到的磁场力不断增大
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 答案：C ; D
解析：开始小球沿逆时针方向做匀速圆周运动，是由于小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用:环的弹力𝐹N 和磁场的洛伦兹力𝐹洛=𝐵𝑞𝑣 ，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力。随后玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律判断电场方向为顺时针方向，在电场力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动。考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力𝐹N 和洛伦兹力𝐹洛 不一定始终在增大，A 、B 错误、C 正确。洛伦兹力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以洛伦兹力对小球不做功，D 正确。
探究点二 电磁波的存在
情境探究
1.2020年12月1日23时11分我国“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球，并利用电磁波传回了珍贵的着陆影像图，世界为之瞩目!于12月17日返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，任务取得圆满成功。飞行过程中地面工作人员通过电磁波实现对探测器的控制，同时接收探测器发回的电磁波信号。有嫦娥五号通过电磁信号传回的照片震撼全球！图为嫦娥五号离开月球表面瞬间的珍贵照片。
简述电磁波的形成过程。
答案：提示 电磁波的形成经历了这样的一系列过程：空间某处有一个随时间变化的磁场（或电场），这个磁场（或电场）就会产生电场（或磁场）。如果这个电场（或磁场）也是随时间变化的，那么它就会产生新的磁场（或电场）……，这样下去，变化的电场、磁场就会在周围空间由近及远地向外传播形成了电磁波。这里感应电场与感应磁场的场线都是闭合的，而且相互正交套连如图所示。
电磁波的传播不像机械波的传播需要介质，它是靠相互感应来完成的，因此不需要介质，可以在真空中传播。所以，虽然太空和地球间是真空环境，但不会影响电磁波的往来传播。
探究归纳
1.电磁波的产生和传播
（1）周期性变化的电场、磁场相互感应，会在周围空间相互套连由近及远向远处传播，从而形成了电磁波。
（2）电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，不需要介质。 2.电磁波的证实
（1）学习麦克斯韦有大胆的猜测意识，感受物理学对称之美。 （2）人类历史上首次捕捉到了电磁波，成为信息技术发展的里程碑。
探究应用
例 如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，将整个装置悬挂起来，接通电源瞬间，整个圆盘将转动一下，你知道这是为什么吗？
答案：见解析
解析：解析 接通电源瞬间，线圈中产生变化的电流，从而产生变化的磁场，根据麦克斯韦电磁场理论，该变化的磁场在空间产生电场，带负电的小球在电场中因受电场力而带动圆盘转动一下。
变式 根据赫兹实验的创意，设计如图所示的实验，将电池、导线、锉串联起来，当导线头在锉的表面滑动时，收音机会发出“咔、咔”的声音，说明了什么？
答案：见解析
解析：解析 电池、导线以及锉形成了闭合电路，当导线头在锉的表面滑动时，电路中会产生周期性变化的电流，向周围空间发出电磁波，收音机接收到电磁波信号后发出声音。这个实验证明了电磁波的存在。 解题感悟
电磁波虽然看不见摸不着，但它是客观存在。
迁移应用
1.假设手机𝐴 的号码为12345670002，手机𝐵 的号码为12345670008，用手机𝐴 拨打手机𝐵 时，手机𝐵 发出响声并且显示屏上显示手机𝐴 的号码为12345670002。若将手机𝐴 置于一个透明真空罩中，用手机𝐵 拨打手机𝐴 ，则手机𝐴 ( ) A.发出响声，并显示𝐵 的号码为12345670008 B.不发出响声，但显示𝐵 的号码为12345670008 C.不发出响声，但显示𝐵 的号码为12345670002
D.既不发出响声，也不显示号码 答案：B
解析：电磁波可以在真空中传播，而声波的传播需要介质，当用手机𝐵 拨手机𝐴 时（𝐴 置于一透明真空罩中），𝐴 能显示𝐵 的号码，不能发出响声，B 正确。 2.下列哪种现象是由产生的电磁波所引起的( )
A.用室内天线接收微弱信号时，人走过时电视画面会发生变化 B.在夜间用电高峰时，有部分地区白炽灯变暗发红 C.医院做检查拍摄B 超影像 D.在相距较远的两个地区用手机通话 答案：D
解析：A 选项中是人走动时影响了室内天线对电视信号的接收，并非产生电磁波所引起；B 选项中是因用电功率过大，输电线上损失电压大所致；C 选项中医院用的B 超是声波（机械波），不是电磁波；而D 选项中手机通话使用的是电磁波，D 正确。
探究点三 电磁波与机械波的对比
知识深化
类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处，下面就机械波和电磁波进行类比总结： 项目 不本质 同 激发
电磁波 电磁现象 由电磁振荡激发
机械波 力学现象
由质点（波源）振动产生
传播机是电磁这种物质伴随电磁运动形式和能量的传播 是机械振动这种振动形式和能量在理 介质 种类
不需要介质 横波
介质中的传播 需要介质
可能是横波，也可能是纵波
周期性 电场强度𝐸 和磁感应强度𝐵 随时间和空间做周期性位移、加速度等随时间和空间做周期
变化
性变化
传播 在真空中波速等于光速𝐶 ，在介质中传播时，波速波速与介质有关，与频率无关
与介质和频率都有关
相都能携带能量并传播能量；均可发生反射、折射、干涉、衍射等现象ꎻ波速公式相同，𝑣=𝜆𝑓 同
题组过关
1.（多选）关于电磁波和机械波，下列内容正确的是( ) A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B.机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象 C.电磁波在任何介质中传播的速度都为3×108m/s D.机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
答案：A ; B
解析：电磁波也是波的一种，遵从波的规律，A 、B 正确。电磁波只有在真空中传播的速度才为3×108m/s ，C 错误。电磁波的传播方向与电磁场振动方向垂直，是横波，D 错误。 2.下列关于机械波和电磁波的说法正确的是( ) A.电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B.电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同 C.电磁波由真空进入介质传播时，波长变长
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 答案：𝐴
解析：电磁波传播不需要借助外界物质，靠电场和磁场的相互感应传播，其波速与介质和频率都有关，而机械波传播需要介质，其传播速度只与介质有关，A 正确，B 错误；电磁波在传播过程中频率不变，由于电磁波在介质中传播速度变小，由波动公式𝑣=𝜆𝑓 知，波长变短，C 错误；光是电磁波，利用光纤对光的全反射可以传播信息，D 项错误。 3.（多选）电磁波与声波比较，下列说法正确的是( )
A.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 B.电磁波是电磁场由发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播 C.由空气进入水中时，电磁波和声波速度都将变小 D.由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长 答案：A ; B ; D
解析：电磁波是横波，其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，A 正确；根据电磁波的特点和声波的特点进行分析，B 正确；声波在气体、液体、固体中的传播速度依次增大，C 错误，根据𝜆= ，电磁波在空气中的速度大于在水中的速度，波长变短，声波进入水中，
𝑓𝑣
速度变大，频率不变，波长变长，D 正确。
评价检测·素养提升
课堂检测
1.（多选）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，与是否有闭合电路无关 B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C.变化的电场和变化的磁场相互关联，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 答案：A ; B ; C
解析：变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A 正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B 正确；变化的电场和变化的磁场相互联系着，形成一个统一体，即电磁场，C 正确；只有变化的电场，
才能形成磁场，而且只有变化的磁场才能产生电场，若电场或磁场是恒定的，不会产生磁场或电场，D 错误。
2.（多选）在空间某处存在一个变化的磁场，则下列说法正确的是( ) A.在变化的磁场周围一定能产生变化的电场 B.在磁场中放一个闭合线圈，线圈里一定有感应电流 C.在磁场中放一个闭合线圈，线圈里不一定有感应电流 D.变化的磁场周围产生电场，跟闭合线圈的存在与否无关 答案：C ; D
解析：均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，A 错误；在磁场中放置一个闭合线圈，如果穿过线圈的磁通量没有变化，则不会产生感应电动势，也就不会有感应电流，B 错误，C 正确；变化的磁场周围一定产生电场，与是否存在闭合线圈无关，D 正确。
3.（★）（多选）用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场（或磁场产生的电场）随时间𝑡 的变化规律，正确的是( )
A.B.
C.
答案：A ; B ; D
D.
解析：恒定的电场不产生磁场，A 正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，B 正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对于正弦曲线，𝑡=0 时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，C 错误，D 正确。
素养视角 教材拓展
通过两个实验来验证：变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场。
1.实验如图甲所示，当螺线圈内通以交流电时，上方与另一线圈串联的灯泡发光，说明线圈中有电流，这里电流的出现，说明有电场激起了电流（若空间没有导线圈，电场依旧存在），原因是变化的磁场产生了电场。进一步大胆猜想，并得到证实：均匀变化的磁场产生恒定的电场，非均匀变化的磁场产生同频率的非均匀变化的电场。
2.我们循着麦克斯韦思考的脚步，既然变化的磁场能产生电场，由于电场和磁场具有很多相似之处，依据自然界的对称与和谐，变化的电场也可以产生磁场。设计实验如图乙所示，在极板之间加泡沫塑料板，板上放一些小磁针按照同心圆放置，让平行金属板与交流电源连接，当接通交流电时，观察到泡沫塑料板上放着的小磁针发生了偏转，说明变化的电场产生了磁场，进一步总结：均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生同频率的非均匀变化的磁场。
素养演练
1.（多选）根据麦克斯韦电磁场理论，以下叙述正确的是( ) A.工作着的电子钟周围空间必有磁场和电场 B.打点计时器工作时周围必有磁场和电场
C.变化的磁场可以产生电场，变化的电场也可以产生磁场 D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播 答案：A ; B ; C
2.（多选）下列关于电磁波的说法中正确的是( ) A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波 B.电磁波可以在任何介质中传播，因此传播需要介质 C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在 D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的 答案：𝐶 ; 𝐷
解析：要想产生持续的电磁波，变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）必须是非均匀变化的，A 错误；电磁波是物质波，电磁波可以在介质中传播，但不是依靠介质传播的，可以不需要介质在真空中传播，B 错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C 正确；电
磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，D 正确。
课时评价作业
基础达标练
1.如图所示是赫兹实验的装置，其实验目的是( )
A.测定电磁波的速度 B.验证电磁波的存在 C.测定电磁波的频率 D.验证电磁波是否为横波 答案：B
2.（多选）下列说法中正确的有( ) A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特 B.电磁感应现象是法拉第发现的
C.建立电磁场理论初步的科学家是麦克斯韦 D.最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹 答案：𝐴 ; 𝐵 ; 𝐶
解析：最早预见到有电磁波的科学家是麦克斯韦，赫兹用实验证明了电磁波的存在，D 错误；由物理学史的知识可知，其他三项都正确。 3.对于电磁波的发现过程，下列说法正确的是( ) A.麦克斯韦通过实验发现，变化的电场产生磁场
B.电磁波是一种物质，可以在真空中传播，平时说真空没有实物粒子，但不等于什么都没有，还可能有“场”这种特殊物质
C.赫兹根据自然规律的对称性，提出变化的电场产生磁场 D.电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/s 答案：𝐵
解析：在麦克斯韦提出了电磁场理论基础上，赫兹做了证实电磁波存在的实验，A 错误；电磁波看不见摸不着但客观存在，是一种特殊的物质存在形式，B 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，提出了变化的磁场周围空间产生电场，变化的电场周围空间产生磁场，C 错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s ，D 错误。
4.（多选）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波( ) A.是横波
B.不能在真空中传播
C.只能沿着梳子摇动的方向传播
D.在空气中的传播速度约为3×108m/s 答案：𝐴 ; 𝐷
解析：电磁波传播方向与电磁场方向垂直，是横波，A 正确；电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，B 错误；电磁波可以朝任意方向传播，C 错误；电磁波在空气中的传播速度接近光速，D 正确。
5.如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度𝑣0 ，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度𝐵 的大小跟时间成正比，方向竖直向下。设小球在运动过程中所带电荷量不变，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不断增加 C.洛伦兹力对小球做了功
D.小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比 答案：B
解析：根据麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间线性增大时将产生稳定的感应电场，根据楞次定律及安培定则可知感应电场的方向与小球初速度方向相同，因小球带正电，故电场力对小球做正功，其速率增大，向心力的大小(𝑚) 也随之增大，A 错误，B 正确。洛
𝑟𝑣2
伦兹力对运动电荷不做功，故C 错误。带电小球所受的洛伦兹力𝐹=𝑞𝐵𝑣 ，因为速率𝑣 随时间逐渐增大，且𝐵∝𝑡 ，故D 错误。 6.下列说法正确的是( ) A.电磁波在真空中以光速𝑐 传播 B.在空气中传播的声波是横波 C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播 答案：A
解析：电磁波在真空中的传播速度为光速𝑐 ，A 正确；声波是纵波，可以在不同介质中传播，B 、C 错误；光属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，D 错误。
7.如图所示，我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1∼10 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是 ( )
A.米波的频率比厘米波频率高 B.和机械波一样须靠介质传播 C.同光波一样会发生反射现象 D.不可能产生干涉和衍射现象 答案：C
解析：由𝑓= 知，厘米波频率大，A 错误；电磁波传播不需要介质，B 错误；电磁波可发
𝜆𝑣
生反射、干涉、衍射等现象，C 正确，D 错误。
8.某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是( )
A.B.
C.
答案：C
D.
解析：非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C 正确。
9.如图所示的四种磁场变化情况，能产生如图中电场的是( )
A.B.
C.
答案：B
D.
解析：由麦克斯韦的电磁场理论知均匀变化的磁场产生恒定的电场，正确B 。
10.（多选）某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是( )
A.沿𝐴𝐵 方向磁场在迅速减弱 B.沿𝐴𝐵 方向磁场在迅速增强 C.沿𝐵𝐴 方向磁场在迅速增强 D.沿𝐵𝐴 方向磁场在迅速减弱 答案：𝐴 ; 𝐶
解析：由右手定则可知，感应电场产生的磁场方向竖直向下，如果磁场方向沿𝐴𝐵 ，则感应磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，原磁场在减弱，A 正确，B 错误；如果磁场沿𝐵𝐴 方向，则感应磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知，原磁场方向在增强，C 正确，D 错误。
素养提升练
11.为了体现高考的公平、公正，很多地方高考时在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描。该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，以达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号等现象。由以上信息可知( ) A.由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了 B.电磁波必须在介质中才能传播
C.手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内 D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的 答案：𝐷
解析：电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，A 错误；电磁波可以在真空中传播，B 错误；由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出的电磁波信号，使手机不能正常工作，C 错误，D 正确。 12.（多选）隐形战机外形设计采用多棱折面，同时表面还采用吸波涂料，使被反射的雷达信号尽可能弱，从而达到隐身的目的。下列说法中正确的是( ) A.战机采用了隐形技术，不能反射电磁波，因此用肉眼不能看见
B.涂料隐形技术利用了干涉原理，对某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消 C.战机速度超过音速，不能用超声波雷达来探测
D.当敌机靠近时，战机携带的雷达接收的反射波的频率小于发射频率 答案：𝐵 ; 𝐶
解析：隐形战机表面的涂料，对一些特定波长的电磁波来说，涂料膜前后表面反射波发生干涉，相互抵消，A 错误，B 正确；由于声音的速度小于战机的速度，因此不能用超声波雷达探测，C 正确；当敌机靠近时，单位时间接收的波数增加，即频率升高，D 错误。 13.雷达在发射和接收电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波，某型号防空雷达相邻两次发射电磁波的时间间隔为5×10−4s ，雷达监测到一个目标正向该雷达匀速飞来，甲、乙两图是雷达跟踪该目标时雷达监视屏上显示的波形图像，两图时间间隔为30 s ，已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为10−4s ，电磁波在空气中的传播速度为3×108m/s ，求被监视目标飞行的速度大小。
答案：500 m/s
解析：根据图像可以知道发射和接收的时间差，已知电磁波的速度为3×108m/s ，因电磁波所走的距离等于2倍的被监视目标与雷达的距离，所以由公式𝑠=与雷达的距离
设目标前后两个位置到雷达的距离分别为𝑠1 、𝑠2 ，目标飞行速度大小为𝑣 ，电磁波的速度𝑐=3×108m/s 。根据匀速直线运动的公式，对电磁波有2𝑠1=𝑐𝑡1 ，2𝑠2=𝑐𝑡2 ，对被监测目标有𝑠1−𝑠2=𝑣𝛥𝑡 ，得𝑣=
𝑐(𝑡1−𝑡2)2𝛥𝑡
𝑣𝑡2
可以求出被监视目标
=
3×108×(4−3)×10−4
2×30
m/s=500 m/s
解题感悟 这是通过实际问题，结合雷达图像，感受电磁波的应用，特别注意电磁波所走的距离等于2倍的被监视目标与雷达的距离。
创新拓展练
14.在电视节目中，我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？（已知地球的质量为6.0×1024kg ，地球半径为6.4×106m ，引力常量为6.67×10−11N⋅m2⋅kg−2 ，计算结果保留两位有效数字） 答案：见解析
解析：主持人与记者之间通话的不合拍是因为电磁波是以有限的速度在空中传播的，利用电磁波传递信息是需要时间的
设同步卫星高度为ℎ ，由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力得(𝑅+ℎ)2=𝑚 ℎ=√4 π2−𝑅≈3.59×107m
3
𝐺𝑀𝑚
4 π2𝑇2(𝑅+ℎ)
𝐺𝑀𝑇2
由于电磁波以光速沿直线传播，则一方讲话被另一方听到所需的最少时间是电磁波传播2ℎ 距离所用的时间，𝑡=
2ℎ𝑐
≈0.24 s
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