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专题13.4电磁波的发现及应用
【人教版】
TOC\o1-3\t正文,1\h
【题型1电磁场问题】
【题型2电磁波的产生】
【题型3电磁波的特点】
【题型4电磁波谱】
【题型5电磁波的应用】
【题型6物理史实及电磁波的危害防止】
【题型7电磁波的波长和频率的关系】
【题型1电磁场问题】
【例1】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
解析:选D根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场能产生磁场,均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场才能产生变化的磁场,周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场,故D正确。
【变式1-1】(多选)(2020·广东深圳市第二次统测)电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是()
A.图(a)中利用了发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器,从而实现手机充电
B.图(b)中给电磁炉接通恒定电流,可以在锅底产生涡流,给锅中食物加热
C.图(c)中如果线圈B不闭合,S断开将不会产生延时效果
D.图(d)中给电子感应加速器通以恒定电流时,被加速的电子获得恒定的加速度
答案AC
解析电流流过发射线圈会产生变化的磁场,当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电,即利用发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器,从而实现手机充电,故A正确;恒定的电流激发恒定的磁场,穿过金属锅的磁通量不变,不会发生电磁感应现象,没有涡流产生,故B错误;如果线圈不闭合,则B线圈中会有电磁感应现象,但不产生感应电流,故不会产生延时效果,故C正确;给电子感应加速器通以恒定电流时产生的磁场不变,即磁通量不变,则不会产生感生电场,则不能加速电子,故D错误。
【变式1-2】关于电磁场和电磁波的正确说法是()
A.电场和磁场总是相互联系的,它们统称为电磁场
B.电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
C.电磁波传播速度总是3×108m/s
D.电磁波是一种物质,不能在真空中传播
【答案】B
【详解】A.变化的电场和变化的磁场是相互联系的不可分割的统一整体,统称为电磁场,选项A错误;
B.电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波,选项B正确;
C.电磁波在真空中的传播速度总是3×108m/s,在其它介质中的传播速度小于3×108m/s,选项C错误;
D.电磁波是一种以波的形式存在的物质,可以不需要介质在真空中传播,选项D错误。
故选B。
【变式1-3】下列四个选项中的四种磁场变化情况,能产生如图所示电场的是()
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由图可知,产生的电场为稳定的电场,由麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的磁场才能产生稳定的电场。
故选B。
【题型2电磁波的产生】
【例2】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()
解析:选D由麦克斯韦电磁场理论知,当空间出现恒定的电场时(如题图A),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时(如题图B、C),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(如题图D),才会激发出周期性变化的磁场,它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场,便会形成电磁波,故D正确。
【变式2-1】(多选)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子会在空中产生电磁波,该电磁波()
A.是由于电荷运动产生的
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
【答案】AD
【详解】A.梳子带电后,摇动梳子,电荷发生移动形成变化的电流,变化的电流产生变化的磁场,从而形成电磁波,故A正确;
B.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故B错误;
C.电磁波产生后,可以沿任意方向传播,故C错误;
D.电磁波在真空中的传播速度等于光速,在空气中的传播速度约为,故D正确。
故选AD。
【变式2-2】电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络,这些信息都是通过电磁波来传递的。关于麦克斯韦的电磁场理论,下列说法正确的是()
A.变化的磁场一定能产生电磁波
B.磁场一定在周围空间产生电场
C.不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不均匀变化的电场
D.麦克斯韦推算出电磁波传播的速度等于光速,提出了光的电磁理论:光是电磁波
【答案】D
【详解】A.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场周围能产生
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