高中物理 第十三章 电磁感应与电磁波初步 4 电磁波的发现及应用练习(含解析)新人教版必修第三册
4.电磁波的发现及应用
1.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是()
A.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
B.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
C.变化的电场周围一定产生变化的磁场
D.电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s
,只有变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场,
但变化的电场周围不一定产生变化的磁场,如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场。
根据以上分析,选项B、D正确。
2.关于电磁波传播速度表达式v=λf,下列说法正确的是 ()
A.波长越长,传播速度越快
B.频率越高,传播速度越快
C.发射能量越大,传播速度越快
D.电磁波的传播速度与传播介质有关
,各类电磁波的传播速度相同。
在介质中传播时,传播速度与介质有关。
3.下列说法正确的是()
A.在变化的电场周围一定产生变化的磁场
B.紫外线有显著的热效应
C.一切物体都在不停地发射红外线
D.X射线的穿透本领比γ射线更强
,故A错误;红外线有显著的热效应,故B错误;物体都能产生热辐射,热辐射的电磁波包括红外线,故C正确;X射线的穿透本领比γ射线弱,故D错误。
4.验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光,电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。
对于它们发出的光,以下判断正确的是()
A.它们发出的都是红外线
B.它们发出的都是紫外线
C.验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线
D.验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线
,能使荧光物质发出荧光,故验钞机发出的是紫外线;红外线能
很方便地遥控家用电器,故D正确。
5(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是()
A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高
C.紫外线比紫光波长长,可以用来消毒
D.在电磁波谱中红外线穿透力最强,可以摧毁病变的细胞
射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变,故选项A正确;γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,故选项B正确;在电磁波谱中从无
线电波到γ射线,波长逐渐减小,频率逐渐增大,紫外线比紫光波长短,C错误;γ射线穿透力最强,可以摧毁病变的细胞,D错误。
答案AB
能力提升
1.某广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光,都是电磁波,它们的频率分别为f1,f2,f3,f4,则()
A.f1>f2>f3>f4
B.f1<f2<f3<f4
C.f1<f3<f2<f4
D.f1>f2<f3<f4
解析广播电台发射“中波”、微波炉中的微波、可见光光波、X射线,它们的波长关系
λ1>λ2>λ3>λ4,频率关系f1<f2<f3<f4,选项B正确。
答案B
2.太阳表面温度约为6 000 K,主要发出可见光;人体温度约为310 K,主要发出红外线;宇宙空间的温度约为3 K,所发出的辐射称为“3 K背景辐射”,它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热,若要进行“3 K背景辐射”的观测,应该选择下列哪一个波段()
A.无线电波
B.紫外线
C.X射线
D.γ射线
解析电磁波谱按波长由长到短的顺序排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,由题意知,物体温度越高,其发出的电磁波波长越短,宇宙间的温度约为3 K,则其发出的电磁波的波长应在无线电波波段,故选项A正确。
答案A
3.(多选)关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是()
A.一切物体都在不停地辐射红外线
B.红外线具有很强的热作用和荧光作用
C.红外线的显著作用是化学作用
D.红外线容易穿透云雾
解析荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,红外线波长较可见光长,易穿透云雾。
答案AD
4.目前雷达发出的电磁波频率多在200~1 000 MHz的范围内,下列关于电磁波的说法正确的是()
A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30~150 m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播
D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物的距离
解析据λ=,电磁波频率在200~1 000 MHz的范围内,则电磁波的波长范围在0.3~1.5 m之间,故选项A错误。
电磁波的产生是依据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,故选项B错误。
波长越长的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播,故选项C
错误。
电磁波在空气中的传播速度约为3×108 m/s,只要测出时间就可以求距离,即s=,D正确。
答案D。
高中物理 必修三(2019)第十三章 电磁感应与电磁波初步第4节电磁波的发现及应用提高练习(含答案)
13．CD
【详解】
A.均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，故选项A错误；
B.均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不会产生电磁波，故选项B错误；
C.电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫兹通过实验证实，故选项C正确；
D.电磁波产生可以由振荡变化的电场或磁场发出，故选项D正确。
故选CD。
6．下列说法不正确的是（ ）
A．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
B．变化的电场产生磁场
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距变小
7．下列关于电磁场和电磁波的说法中，正确的是：（）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
C．根据爱因斯坦相对论可知,时间间隔的相对性：当它以速度v运动时的质量为m（又称为动质量），则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律： （其中c为光速），以接近光速运动的物体，其质量接近于无穷大，比静止时的大，C正确；
D．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场在它周围产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，D正确；
【点睛】
本题关键要明确电磁波的产生机理、传播特点，要了解麦克斯韦的电磁场理论．
8．AC
【详解】
A．奥斯特在实验中观察到电流的周围存在磁场，发现了电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，故A正确；
B．法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流，故B错误；
C．麦克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，预言了电磁波，故C正确；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了“磁生电”现象，B错误；
C．交流电的产生是线圈在磁场中转动产生的，线圈在磁场中转动一周，经过中性面两次，每经过一次中性面，电流方向就改变一次，C正确；
高中物理第13章电磁感应与电磁波初步4电磁波的发现及应用必修第三册
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
【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＝xt 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＝xc＝3×10108 s≈3.33×10－8 s
由 c＝λf 得 f＝cλ＝63××1100－87 Hz＝5×1014 Hz。 [答案] 3.33×10－8 s 5×1014 Hz
对电磁波的理解 如图所示，图甲和图乙中变化的磁场，能形成电磁波的是哪个？
甲
乙
提示：图乙。
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．赫兹的贡献：赫兹证实了 电磁波 的存在，证实了麦克斯 韦的电磁场理论。
三、电磁波谱 1．电磁波的波速 c 与波长 λ、频率 f 的关系：c＝ λf 。 2．电磁波在真空中的速度：c＝ 3×108 m/s 。 3．电磁波谱的概念：按电磁波的 波长 或 频率 大小的顺序把它 们排列起来，形成电磁波谱。
人教版高中物理必修第3册新教材同步培优练 13.4电磁波的发现及应用(教师版含解析)
第三册第十三章电磁感应与电磁波初步第4节电磁波的发现及应用一、单选题1．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。
长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是( )A．手摇电话机B．手拨电话机C．移动电话机D．按键电话机【答案】C【解析】移动电话是通过电磁波来传递信息，长期使用会对人体健康产生影响。
手摇电话机，手拨电话机，按键电话机，都是通过导线中的电流进行信息传播，没有电磁波的污染，不会对人体健康产生影响。
故选C。
2．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是( )A．奥斯特发现了电磁感应现象B．法拉第创造性地用“场线”形象地描述“场”C．根据麦克斯韦电磁场理论，磁场变化时会在空间激发一种变化的电场D．多普勒发现波源与观察者存在相对运动时，接收到的波的频率会发生变化【答案】B【解析】A．奥斯特发现了电流的磁效应，A错误；B．法拉第创造性地用“电场线”“磁感线”来形象的描述电场和磁场，B 正确；C．根据麦克斯韦电磁场理论，磁场变化时会在空间激发一种电场，电场可能变化，也可能不变，C错误；D．多普勒发现波源与观察者相互靠近或远离时，接收到的波的频率会发生变化，而若运动方向与波的传播方向垂直时，接收到的频率不变，比如观察者绕着波源做匀速圆周运动，接受到的频率不变，D错误。
故选B。
3．关于物理学史，以下说法不正确的是( )A．牛顿最早通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因B．法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场C．卢瑟福基于α粒子散射实验提出了原子核式结构模型D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在【答案】A【解析】A．伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因， A错误；B．根据物理学史可知，法拉第最早引入场的概念并用场线描述电场和磁场，B正确；C．根据物理学史可知，在1909年，物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验后，根据实验结果提出了原子核式结构模型，C正确；D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D正确。
新教材人教版高中物理必修第三册 第十三章电磁感应与电磁波初步 知识点考点总结及配套练习 含解析
第十三章电磁感应与电磁波初步1、磁场磁感线一认识磁场的性质1.对磁场性质的理解:基本性质对放入其中的磁体或电流产生力的作用客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成的,但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质特殊性质磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同,它是以一种场的形式存在的形象性磁体之间、磁体与电流间,电流与电流间通过磁场发生作用,如同用弹簧连接的小球,靠弹簧发生相互作用一样2.电场与磁场的比较:比较项目电场磁场不同点产生电荷周围磁体、电流、运动电荷周围基本性质对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点磁场和电场一样,都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质,都具有能量【思考·讨论】图一中异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,图二中一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间,通以电流,导线就会移动;图三中两条通过同向电流的导线相互吸引,通过反向电流的导线相互排斥,这些相互作用是怎样实现的?提示:磁体的周围和电流的周围都存在着磁场,磁体和磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。
【典例示范】下列关于磁场的说法中,正确的是( )A.只有①磁铁周围才存在磁场B.磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C.磁场只有②在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生D.磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的【审题关键】序号信息提取①电流周围也有磁场②电流和电流之间发生作用时也有【解析】选D。
磁场存在于磁体周围和电流周围,故A错误;磁场是实际存在的,不是假想的,磁感线是假想的,故B错误;磁场存在于磁体和电流周围,即使没有发生作用,磁场仍然是存在的,故C错误;磁极与磁极,磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的,故D正确。
人教版高中物理必修第3册 13.4电磁波的发现及应用课后习题及答案解析
13.4 《电磁感应现象及应用》课后习题及答案1．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列有关物理学家的贡献，错误．．的是（）A．安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系C．法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善D．洛仑兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论2．电磁波和机械波具有的共同性质是（）A．都是横波 B．都能够传输能量C．传播都需要介质 D．在介质中的传播速度都与波的频率有关3．关于电磁波，下列说法正确的是（）A．变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波B．电磁波是一种物质不能在真空中传播C．红外线的波长比X射线的波长短D．电磁波能传播信息，但不能传播能量4．下列说法正确的是（）A．红外体温计是依据人体辐射的红外线强度来测体温的B．依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生的磁场一定是变化的C．炎炎夏日，我们在树下看到茂密的树叶间有彩色的光环，这是全反射现象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5．据报道：截止12月我国5G基站建设累积71.8万个，已建成全球最大5G网络，中国将进入全面5C时代，开启了万物互联时代：车联网、物联网，智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。
5G，即第五代移动通信技术，采用3300-5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880-2635MHz频段）技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。
5G信号与4G信号相比下列说法正确的是（）A．4G信号比5G信号更容易发生衍射B．5G信号是横波，4G信号是纵波C．5G信号频率增大，不再发生衍射现象和偏振现象时D．5G信号在真空中的传播速度更快6．家用微波炉的微波频率为2450MHz，它的波长是多少？7．变化的磁场和变化的电场形成不可分割的统一体——电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播需要介质吗？它传播的速度是多少？8．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。
高中物理必修三第十三章《电磁感应与电磁波初步》检测(含答案解析)(4)
一、选择题1．如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd 边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为1∆Φ和2∆Φ，则（ ）A ．12∆Φ>∆ΦB ．12∆Φ=∆ΦC ．12∆Φ<∆ΦD ．无法判断 2．下列说法正确的是（ ）A ．磁铁是磁场的唯一来源B ．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止C ．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场D ．两条磁感线空隙处不存在磁场3．矩形线圈abcd 位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad 和bc 与导线平行，以下情形中线圈不能产生感应电流的是（ ）A ．导线向左平动B ．线圈向左平动C ．减小导线中的电流D ．使线圈以通电直导线为轴转过30° 4．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是（ ） A ．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到静电力作用说明此空间存在电场 B ．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到静电力作用说明此空间不存在电场 C ．在该空间内引入“检验电流”，如果通电导线受到磁场力作用说明此空间存在磁场 D ．在该空间内引入“检验电流”，如果通电导线没有受到磁场力作用说明此空间不存在磁场 5．如图所示，圆形线圈的匝数为100匝、面积为0.5m 2，在该圆形线圈平面内有一个面积为0.1m 2的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2T ，则穿过该圆形线圈的磁通量为（ ）A．100Wb B．20Wb C．1Wb D．0.2Wb6．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ，穿过线圈的磁通量为Φ，已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称，虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等，虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等，现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则（）A．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小不变B．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为ΦC．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化为零D．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小不变7．如图所示，在通电螺线管附近放置四枚小磁针a、b、c、d，小磁针静止时，指向正确的是（涂黑的一端为N极）（）A．a B．b C．c D．d8．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．a、b两处磁感应强度大小不等，B a>B bB．a、b两处磁感应强度大小不等，B a<B bC．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时大D．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时小9．如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一根金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ．下列三种方式：①改变磁感应强度B的大小；②沿导轨左右平移金属棒ab；③改变θ角的大小，能在轨道回路里产生感应电流的是A．只有②可以B．只有①和②可以C．只有①和③可以D．①②和③都可以10．如图所示，纸面内有平行于平面连线向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，三条长直导线P、Q和M垂直纸面放置，其截面PQM在纸面内形成等边三角形、当P、Q两导线中均通有向里的电流I时，等边三角形MPQ的中心O点的磁感应强度为2B0。
人教版高中物理必修三第十三章《电磁感应与电磁波初步》测试题(有答案解析)
一、选择题1．最早发现电流磁效应的科学家是（）A．库仑B．安培C．伏特D．奥斯特2．下列说法正确的是（）A．磁铁是磁场的唯一来源B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止C．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场D．两条磁感线空隙处不存在磁场3．在同一条竖直线上有A、B两根无限长直导线平行放置，导线中通有恒定电流均为I，方向如图所示，o为两根直导线连线的中点，a、b是中垂线上的两点且oa=ob，则关于a、o、b三点的磁感应强度比较（）A．o点磁感应强度最大且方向沿OA向上B．o点磁感应强度最小且为零C．a、b点磁感应强度大小相等，方向相反D．a、b点磁感应强度大小相等，方向相同4．电磁波谱家族有众多的成员。
关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（）A．电磁炉是利用电磁波来工作的B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的5．关于静电场电场线和磁感线说法正确的是（）A．法拉第最早用电场线和磁感线来清晰的描述电场和磁场B．电场线和磁感线都是客观存在的C．不画电场线（磁感线）的地方，一定没有电场（磁场）D．电场线和磁感线都是不闭合的曲线6．如图所示，圆形线圈的匝数为100匝、面积为0.5m2，在该圆形线圈平面内有一个面积为0.1m2的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2T，则穿过该圆形线圈的磁通量为（）A．100Wb B．20Wb C．1Wb D．0.2Wb7．如题图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点，沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为（）A．B．C．D．8．下列说法不符合物理学史的是（）A．法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“场”的概念B．库仑发现了库仑定律，并用扭秤测出了静电力常量的数值C．通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，安培受此启发，提出了分子电流假说D．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系9．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示．当滑动变阻器的滑片滑动时，能产生感应电流的圆环是()A．a、bB．b、cC．a、cD．a、b、c10．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．LC振荡回路电容C增加时，振荡频率增加C．机械波既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播D．在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为一个波长11．人们的现代生活越来越离不开电磁波，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz ；家用微波炉所使用的电磁波频率约为2450MHz ；家用Wi-Fi 所使用的电磁波频率约为5725MHz 。
2020_2021学年新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步4电磁波的发现及应用
电磁波的发现及应用一、电磁场1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设:(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场(如图甲所示)。
(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场(如图乙所示)。
2.电磁场:变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场。
二、电磁波如图所示,战争中,天上有卫星,空中有战机,地上有战车,海里有战舰。
你知道是什么把这些战场要素连成一个有机的整体的吗?提示:是电磁波。
战场各个要素通过电磁波互通有无,传递信息,构成一个有机的战场系统。
1.电磁波的产生:周期性变化的磁场周围会产生周期性变化的电场,周期性变化的电场周围也会产生周期性变化的磁场。
变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场,这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波。
2.电磁波可以在真空中传播,电磁波的传播不需要介质。
3.光也是电磁波:(1)电磁波的传播速度恰好与真空中的光速相同。
(2)麦克斯韦指出,光是以波动形式传播的一种电磁振动。
4.赫兹的电火花:如图所示,和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时,空间出现了迅速变化的电磁场,这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环,导线环中激发出感应电动势,使与导线环相连的金属球间也产生了电火花。
这个导线环实际上是电磁波的检测器。
结论:赫兹实验证实了电磁波的存在,检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性。
三、电磁波谱1.波峰与波谷:在一列水波中,凸起的最高处叫作波峰;凹下的最低处叫作波谷。
2.波长、频率与波速:如图邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长,波长用符号λ来表示;波的频率是在1 s内有多少次波峰(或波谷)通过,频率用符号f来表示;波速是用来描述波传播快慢的物理量,波速用符号c来表示。
3.波速、波长、频率三者之间的关系:c=λf,其中c=3×108 m/s。
4.电磁波谱的概念及分类:(1)概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱,叫作电磁波谱。
新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步4电磁波的发现及应用检测(含解析)新人教版
电磁波的发现及应用(15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)1.对麦克斯韦电磁场理论的理解正确的是( )【解析】选D。
均匀变化的磁场产生稳定的电场,A、B错误;稳定的磁场不能产生电场,C错误;周期性变化的磁场一定产生同频率的周期性变化的电场,D正确。
2.人们为了纪念德国科学家赫兹对人类的贡献,把频率的单位定为“赫兹”。
赫兹对人类的突出贡献是( )【解析】选A。
麦克斯韦预言了电磁波的存在。
赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在,A正确;安培通过实验发现了磁场对通电导线有力的作用,B错误;库仑实验发现了电荷之间相互作用力的规律,C错误;法拉第发现了电磁感应的规律,D错误。
3.根据麦克斯韦电磁场理论判断,如图所示的4组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t变化的规律中,错误的是( )【解析】选C。
稳定的电场不能产生磁场,选项A正确;均匀变化的磁场产生稳定的电场,选项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,由此可判断出选项C错误,选项D正确。
4.间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标。
这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,即使车队离开,也瞒不过它。
这种遥感照相机探测的电磁波属于( )【解析】选B。
任何物体都在向外辐射红外线,温度越高辐射越强,导弹发射、汽车行驶时温度很高,会辐射出强烈的红外线。
车队离开后,空气中的热还没有马上散发掉,遥感照相机还能探测到车队刚刚走过的轨迹。
二、非选择题(10分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)5.“为了您和他人的安全,请您不要在飞机上使用手机和手提电脑。
”这句提醒警示语是乘坐过飞机的乘客都听到过的,因为有些空难就是某些乘客在飞行的飞机中使用手机造成的。
请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑呢(包括游戏机)?【解析】由于手机和手提电脑在使用时要发射电磁波,对飞机产生电磁干扰,而飞机上的导航系统是非常复杂的,抗干扰能力不是很强,如果使用的话,容易导致事故,因此,为了飞行安全,飞机上的乘客不能使用手机和手提电脑(包括游戏机)。
高中物理第十三章电磁感应与电磁波初第4节电磁波的发现及应用作业含解析必修3
第4节电磁波的发现及应用A组·基础达标1．(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是( )A．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B．工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场D．电磁波在同种均匀介质中传播时，速度越来越慢【答案】AB【解析】教室中亮着的日光灯、工作时的打点计时器用的交变电流，在其周围产生交变磁场和电场，故A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故C错误；电磁波在同种均匀介质中传播的速度不变，D错误．2．电磁波在传播时，不变的物理量是( )A．振幅B．频率C．波速D．波长【答案】B【解析】离波源越远，振幅越小．电磁波在不同介质中的波速不一样，波长也不一样，只有频率相同，故B正确．3．能发射电磁波的电场是( )【答案】D【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场和周期性变化的电场，形成电磁波，故D正确．4．(多选)某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是( ) 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产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波只有横波【答案】ABC【解析】机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，但v＝λf都适用，A正确；机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B正确；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C 正确；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D 错误．5．(多选)关于麦克斯韦的电磁理论及其成就，下列说法正确的是( )A ．变化的电场可以产生磁场B ．变化的磁场可以产生电场C ．证实了电磁波的存在D ．预见了真空中电磁波的传播速度等于光速【答案】ABD【解析】A 和B 项是电磁理论的两大支柱，所以A 和B 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在，C 错误；麦克斯韦预见了真空中电磁波的传播速度等于光速，D 正确．6．关于电磁波传播速度的表达式c ＝λf ，下列结论中正确的是( )A ．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都相同B ．频率越高，传播速度就越大C ．发射能量越大，传播速度就越大D ．波长越长，传播速度就越大【答案】A【解析】电磁波在真空中的速度都为光速，与频率无关，故A 正确，B 、C 、D 错误．7．(多选)用麦克斯韦的电磁场理论判断，下列图中表示电场(或磁场)产生相应磁场(或电场)的图像中，正确的是( )【答案】BC【解析】A 图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A 图是错误的；B 图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，右图的磁场应是稳定的，所以B 图正确；C 图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 图是正确的；同理D 图错误． 8．(多选)隐形飞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．飞机采用了隐形技术，不能反射电磁波，因此用肉眼不能看见B．涂料隐形技术是吸收时特定波长的电磁波，人眼还是能看见的C．飞机速度超过音速，不能用超声波雷达来探测D．隐形飞机是用透明材料制成的【答案】BC【解析】隐形飞机表面的涂料，吸收一些特定波长的电磁波，B正确，A错误；由于声音的速度小于飞机的速度，因此不能用超声波雷达探测，C正确；隐形飞机的原理是吸波而不是透波，D错误．9．在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是( )A．红外线的频率最大，可见光的频率最小B．X射线频率最大，红外线的频率最小C．可见光的频率最大，红外线的频率最小D．X射线频率最大，可见光的频率最小【答案】B【解析】红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的波长是从长到短，所以其频率是从低到高．则频率最高的是伦琴射线(X射线)，频率最小的红外线，故B正确，A、C、D 错误．10．关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红外线B．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线C．γ射线的波长比无线电波的波长长D．紫外线能促使体内维生素D的合成【答案】D【解析】在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红光，不是红外线，红外线是看不见的，故A错误；红外线的显著作用是热作用，任何物体都在不停地辐射红外线，故B错误；γ射线频率高，波长短，无线电波频率低，波长长，故C错误；紫外线能促使体内维生素D的合成，故D正确．11．按波长由小到大的顺序，电磁波谱的排列情况是( )A．红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线C．γ射线，X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线【答案】C【解析】波长越长、频率越小，按照波长逐渐变大，即频率逐渐变小的顺序，电磁波谱可大致分为γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波，故C正确，A、B、D错误．B组·能力提升12．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 D【答案】B【解析】由E－t图像可知，产生的电场是恒定的电场．由麦克斯韦电磁场理论知，均匀变化的磁场才能产生稳定的电场，A图表示恒定的磁场，不会产生电场，故A错误；B图表示均匀变化的磁场，故产生恒定的电场，故B正确；C图与A图相同，不会产生电场，故C错误；D图是周期性变化的磁场，产生周期性变化的电场，故D错误．13.5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图所示)，比目前4G及以下网络(通信频率在0.3 GHz～3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10G bps(bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是( )A．5G信号在真空中的传播速度比4G更快B．5G信号在真空中的频率比在空气中更高C．5G信号的波长比4G信号的更长D．5G信号频率更高，相同时间传递的信息量更大【答案】D【解析】无线电波(电磁波)在真空的传播速度与光速相同，电磁波在不同的介质中传播时，频率不会变，变化的是波长和波速，故A、B错误；由c＝λf可知4G频率低，波长更长，C 错误；无线电波(电磁波)频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D 正确．14．具有NFC(近距离无线通信技术)功能的两部手机在间距小于10 cm 时可以通过 (填“声波”或“电磁波”)直接传输信息，其载波频率为1.4×107 Hz ，电磁波在空气中的传播速度为3.0×108 m/s ，则该载波的波长为 m ．(保留2位有效数字)【答案】电磁波 21【解析】英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：变化的磁场能产生电场，从而产生电磁波．空气中电磁波的传播近似等于光速c ，由波速公式c ＝λf 得波长λ＝c f ＝3×1081.4×107 m≈21 m．。