第4节 麦克斯韦电磁场理论
1.(2019年佛山学业模拟)电磁场理论的建立,开拓了广泛的现代技术应用空间,促进了现代社会的发展.建立电磁场理论的科学家是( )
A.牛顿 B.爱迪生
C.爱因斯坦 D.麦克斯韦
【答案】D
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.电磁波的传播需要介质
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】CD
【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,所以A选项错误;电磁波是物质波,电磁波可以不需要介质而在真空中传播,B选项错误;电磁波可以脱离“波源”而独立存在,C选项正确;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,所以D选项正确.
3.(2019年厦门学业模拟)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.变化的电场一定产生变化的磁场
B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
C.恒定的电场产生恒定的磁场
D.振荡电场产生同频率的振荡磁场
【答案】D
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场一定产生磁场,但不一定变化,故A错误.变化的电场一定产生磁场,但是产生的磁场不一定是变化的,均匀变化的电场产生的是恒定的磁场,周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,故B错误.恒定的电场不会产生磁场,恒定的磁场也不会产生电场,故C错误.由上分析可知,振荡电场会产生同频率的振荡磁场,D正确.
4.(2019年佛山名校联考)LC回路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示,则( )
A.在t1时刻,电路中的电流最大
B.在t2时刻,电路中的磁场能最大
C.在t2至t3时段,电路的电场能不断减小
D.在t3至t4时段,电容器带的电荷量不断增大
【答案】B
【解析】t1时电路中电容器两端的电压最大,故两极板之间的电场最强,电容器电荷变化率为0,故t1时电路中的电流为0,A错误.在t2时刻电路中电容器两端的电压为0,两极板之间的电场强度为0,故电场能为0,根据能量守恒可知此时磁场能量最大,故B正确.从t2至t3电容器两端的电压逐渐增大,故两极板之间的电场逐渐增强,则电路的电场能不断增大,故C错误.从t3至t4,电容器两端的电压逐渐减小,根据Q=CU可知电容器带的电荷量不断减小,故D错误.
5.(多选)某电容器两极板间电场E的变化规律如下图所示,能产生电磁波的是( )
【答案】CD
6.将如图所示的带电的平行板电容器C的两个极板用绝缘工具缓缓拉大板间距离的过程中,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.不产生磁场
D.会产生周期性变化的磁场
【答案】A
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,电场周围是否会产生磁场,产生怎样的磁场,都取决于电场是否变化及变化情况.若电场不变化,周围不产生磁场;若均匀变化,则产生稳定的磁场;若非均匀变化,则产生变化的磁场;如果电场周期性变化,则产生的磁场也周期性变化.本题中由于电容器始终跟电源相连,两极板间电压不变,根据E=可知在d缓慢增大的时候,E是非均匀变化的,因此在它周围产生变化的磁场,选项A正确.