電磁場與電磁波（4大題型）

知識點1電磁場

對麥克斯韋電磁場理論的理解題型1麥克斯韋電磁場理論

電磁場與電磁場題型2電磁場的產生及特點

電磁波題型3電磁波的產生及特點

電磁波的產生題型4電磁波與機械波的比較

知識點2電磁波）電磁波的特點

赫茲實驗

方法技巧：1、機械波和電磁波的比較

...........Tm2、電場與磁場的變化關系

知識點1電磁場

1、變化的磁場產生電場

（1）現象：在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產生感應電流。

（2）分析：麥克斯韋認為，電路里能產生電流，是因為變化的磁場產生了電場，電路中的自由電荷在電場

的作用下做定向運動，產生感應電流。

變化的磁場產生電場變化的電場產生磁場

2、變化的電場產生磁場

（1）現象：當電荷從靜止到運動時，電場就發生變化，即空間各點的電場強度將隨時間變化。運動的電荷

在空間要產生磁場。

（2）假設：麥克斯韋假設，變化的電場就像運動的電荷，也會在空間產生磁場，即變化的電場產生磁場。

例如，在電容器充、放電的過程中，不僅導體中的電流產生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化的電

場也產生磁場。

3、對麥克斯韋電磁場理論的理解

（1）變化的磁場產生電場一一渦旋電場

①恒定的磁場不產生電場。

②均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場。

③不均勻變化的磁場在周圍空間產生變化的電場。

④周期性變化的磁場產生同頻率變化的電場。

（2）變化的電場產生磁場一一渦旋磁場

①恒定的電場不產生磁場。

②均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場。

③不均勻變化的電場在周圍空間產生變化的磁場。

④周期性變化的電場產生同頻率變化的磁場。

4、電磁場

變化的電場和磁場總是相互聯系的，形成一個不可分割的統一體，這就是電磁場。

知識點2電磁波

1、電磁波的產生

（1）預言電磁波的存在

根據上述兩個基本論點，麥克斯韋推斷：如果在空間某區域中有周期性變化的電場，就會在周圍引起

變化的磁場，變化的電場和磁場又會在較遠的空間引起新的變化的電場和磁場，這樣變化的電場和磁場由

近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波。

（2）預言光是電磁波

麥克斯韋從理論上預見，電磁波在真空中的傳播速度等于光速c,由此，麥克斯韋預言了光是電磁波。

（3）電磁波的定義

變化的電場和變化的磁場交替產生而形成的電磁場由近及遠地傳播形成了電磁波。

2、電磁波的特點

（1）電磁波的傳播不需要任何介質，在真空中也能傳播，電磁波在真空中的傳播速度等于光速，即

c=3xl08m/s。

（2）電磁波是橫波，它的電場強度E與磁感應強度B互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直。下圖表

示做正弦變化的電場或磁場所引起的電磁波在某一時刻的圖像。

（3）電磁波具有波的共性，能產生干涉、衍射等現象電磁波與物質相互作用時，能發生反射、吸收、折射

等現象，電磁波也是傳播能量的一種形式。

（4）電磁波的頻率為電磁振蕩的頻率，由波源決定，與介質無關。

3、赫茲實驗

（1）實驗裝置

（2）實驗現象：當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時，導線環兩個小球間也跳過了火花。

（3）現象分析：當與感應圈相連的兩個金屬球間產生電火花時，周圍空間出現了迅速變化的電磁場。這種

變化的電磁場以電磁波的形式在空間傳播。當電磁波到達導線環時，它在導線環中激發出感應電動勢，使

得導線環的兩小球間也產生了火花。

（4）赫茲的其他成果：赫茲通過一系列的實驗觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現象。

通過測量證明了電磁波在真空中的速度等于光速c,證明了電磁波與光的統一性，證實了麥克斯韋的電磁場

理論。

1、機械波和電磁波的比較

機械波電磁波

類型研究力學現象研究電磁現象

本質不是物質，是機械振動在介質中的傳播是物質，是電磁振蕩的傳播

傳播機理質點間相互作用電場和磁場交替感應

傳播需要介質，波速與介質有關，與頻傳播無需介質，在真空中波速總等于光速C,

不傳播情況

率無關在介質中傳播時，波速與介質及頻率都有關

同

周期性變化電場強度E和磁感應強度B隨時間和空間周期

點位移隨時間和空間周期性變化

的物理量性變化

產生機理由（波源）質點的振動產生由電磁振蕩（周期性變化的電流、磁場）激發

波的種類既有橫波也有縱波橫波

橫波機械能電磁能

相①都具有波的一切特性，例如干涉、衍射、反射、折射等性質。

同②它們的波速、波長與頻率的關系都是V=4人

點③都攜帶能量并傳播能量。

2、電場與磁場的變化關系

穩

均

不

激

發

定

一

勻

*~再

變

變

的

非均

激

化

化

勻

變

磁

的

發

非

化

的

電

場

穩

量

激

激

變

均勻

不

均

磁

場

場

定

化

再

r一

變

理

化

勻

的

的

?激

非

勻

均

電

變

磁

L發

變

場

化

化

場

」

，

（1）不同頻率的電磁波在同一種介質中傳播的速度是不同的，頻率越高，速度越小。

（2）波速與頻率的關系為v=2/,在真空中丫=°,/與產生電磁波的振蕩電路頻率相同。

題型1麥克斯韋電磁場理論

1.（22-23高二下?天津西青?期末）根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（）

A.均勻變化的電場周圍一定產生變化的磁場

B.周期性變化的電場周圍空間一定產生不變化的電場

C.有電場就一定能產生磁場，有磁場也一定能產生電場

D.在變化的電場周圍一定產生磁場，在變化的磁場周圍一定產生電場

【答案】D

【解析】根據麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場才能產生磁場，均勻變化的電場產生恒定的磁場，非

均勻變化的電場產生變化的磁場。

故選D。

2.（多選）根據麥克斯韋的電磁場理論，下列說法正確的是（）

A.變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關

B.周期性變化的電場產生周期性變化的磁場

C.不均勻變化的電場或磁場才可能產生電磁波

D.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場

【答案】ABC

【解析】A.根據麥克斯韋理論可知，變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關，故A正

確；

B.根據麥克斯韋電磁場理論周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，故B正確；

C.根據麥克斯韋電磁場理論不均勻變化的電場或磁場才可能產生電磁波，故C正確；

D.穩定的電場不能激發磁場，穩定的磁場不能激發電場，故D錯誤。

故選ABCo

3.（23-24高二下?吉林長春?月考）用麥克斯韋電磁場理論判斷如圖所示的四組電場產生的磁場（或磁場產

生的電場）隨時間/的變化規律，其中錯誤的是（）

【解析】A.恒定的電場不產生磁場，故A正確，不符題意;

B.均勻變化的電場產生恒定的磁場，故B正確，不符題意;

CD.周期性變化的磁場產生同頻率周期性變化的電場，產生的電場的電場強度與磁場的磁感應強度的變化

率成正比，對于正弦曲線，f=0時，磁場的磁感應強度的變化率最大，故產生的電場的電場強度最大，選

項C錯誤，符合題意；D正確，不符題意。

故選C。

4.（23-24高二下?江西吉安?期末）麥克斯韋電磁場理論對應的兩個模型：甲是變化的磁場產生電場，乙是

變化的電場產生磁場，下列說法正確的是（）

甲變化的磁場產生電場乙變化的電場產生磁場

A.對甲圖，變化的磁場只能在其周圍的閉合線圈中產生電場

B.對乙圖，只有帶電平行板間的變化電場才能在板間產生磁場

C.甲、乙兩圖一定能產生持續的電磁波

D.電磁波是橫波，而且是一種真實存在的物質

【答案】D

【解析】AB.變化的磁場能夠在周圍的空間產生電場，變化的電場能夠在周圍的空間產生磁場，不需要閉

合線圈，不是只有帶電平行板間的變化電場才能在板間產生磁場且這種現象可以在真空中發生，故AB錯誤;

C.若甲乙兩圖的磁場均勻變化，就不會產生穩定不變的電場，穩定不變的電場不會產生磁場，就不會持續

產生電磁波，故C項錯誤；

D.電磁波是橫波，而且是一種真實存在的物質，故D項正確。

故選D。

5.麥克斯韋電磁場理論

?小增大）

（1）變化的磁場產生電場

①在變化的磁場中放入一個閉合電路，由于穿過電路的磁通量發生變化，電路中會產生_________o這個現

象的實質是變化的磁場在空間產生了。

②即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣會在空間產生______O

（2）變化的電場產生磁場

變化的電場就像導線中的電流一樣，會在空間產生______，即的電場產生磁場。

【答案】感應電流電場電場磁場變化

【解析】（1）在變化的磁場中放入一個閉合電路，由于穿過電路的磁通量發生變化，電路中會產

生感應電流；這個現象的實質是變化的磁場在空間產生了電場。

[4]即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣會在空間產生電場；

（2）[5][6]變化的電場就像導線中的電流一樣，會在空間產生磁場，即變化的電場產生磁場。

題型2電磁場的產生及特點

6.（多選）關于電磁場，下列說法正確的是（）

A.在一個磁鐵旁放一帶電體，則兩者周圍空間就形成了電磁場

B.電磁場中的電場和磁場是不可分割的一個統一體

C.電磁場既不同于靜電場，也不同于靜磁場

D.電磁場中電場的變化頻率和磁場的變化頻率是相同的

【答案】BCD

【解析】ABC.電磁場是變化的電場和變化的磁場形成的不可分割的統一體，既不同于靜電場，也不同于

靜磁場，更不是靜電場和靜磁場的簡單復合，故A錯誤，BC正確；

D.由麥克斯韋的電磁理論可知，周期性變化的電場在其周圍空間產生同頻率周期性變化的磁場，周期性變

化的磁場在其周圍空間產生同頻率周期性變化的電場，因此電磁場中電場的變化頻率和磁場的變化頻率是

相同的，故D正確。

故選BCD。

7.（23-24高二下?湖南長沙?期中）下列有關電磁場的說法正確的是（）

A.靜止的電荷可以產生磁場

B.只有在閉合電路中，變化的磁場才產生電場

C.赫茲證實了麥克斯韋電磁場理論

D.電磁場不具有物質性

【答案】C

【解析】A.靜止的電荷不可以產生磁場，故A錯誤；

B.不需要在閉合電路中，只要空間有變化的磁場，就能產生電場，故B錯誤;

C.赫茲證實了麥克斯韋電磁場理論，故C正確；

D.電磁場具有物質性，故D錯誤。

故選C。

8.下圖所示的四種磁場中，能產生恒定的感生電場的是（）

【答案】C

【解析】A.由電磁場理論，結合圖像，可知選項A中磁場不變，則不會產生電場，故A錯誤；

B.選項B中磁場方向變化，而大小不變，則不會產生恒定的電場，故B錯誤；

C.選項C中磁場隨著時間均勻變化，則會產生恒定的電場，故C正確；

D.選項D中磁場隨著時間非均勻變化，則會產生非均勻變化的電場，故D錯誤。

故選C。

9.下列是一些磁場的磁感應強度8隨時間變化的圖像，其中能在磁場周圍產生穩定電場的是（）

【答案】B

【解析】根據麥克斯韋理論可知，只有隨時間均勻變化的磁場，在其周圍才能產生穩定的電場，由圖像可

知，只有B項符合。

故選B。

題型3電磁波的產生及特點

10.（23-24高二下?西藏拉薩?期末）首先用實驗證實電磁波存在、驗證麥克斯韋電磁場理論正確的科學家

是（）

A.法拉第B.麥克斯韋C.赫茲D.奧斯特

【答案】C

【解析】由物理史實可知首先用實驗證實電磁波存在、驗證麥克斯韋電磁場理論正確的科學家是赫茲，故

選C。

11.（24-25高二上?廣西南寧?期末）（多選）“中國天眼”通過接收來自宇宙深處的電磁波探索宇宙。關于

電磁波，下列說法正確的是（）

A.麥克斯韋從理論上預言了電磁波，并用實驗證實了電磁波的存在

B.電磁波的傳播不需要介質

C.電磁波看不見，不具有能量

D.不同電磁波在真空中傳播速度大小相同

【答案】BD

【解析】A.麥克斯韋預言了電磁波的存在，而赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故A錯誤；

B.電磁波的傳播不需要介質，故B正確；

C.電磁波看不見，但具有能量，故C錯誤；

D.不同電磁波在真空中傳播速度大小相同，均等于光速，故D正確。

故選BD?

12.（23-24高二上?河南駐馬店?期末）“中國天眼”（FAST）位于貴州的大山深處，是500m口徑球面射電

望遠鏡，它通過接收來自宇宙深處的電磁波，探索宇宙。下列關于電磁波的說法正確的是（）

A.麥克斯韋認為變化的電場能激發出變化的磁場，但沒有介質不能產生電磁波

B.麥克斯韋認為均勻變化的電場能激發出變化的磁場，空間將產生電磁波

C.電磁波從真空進入水中時，頻率改變，波速不變

D.電磁波從真空進入水中時，頻率不變，波速改變

【答案】D

【解析】AB.麥克斯韋認為周期性變化的電場在周圍能夠引起變化的磁場，變化的電場和磁場又會在較遠

的空間引起新的變化的電場和磁場，這樣變化的電場和磁場由近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波，電磁

波的傳播不需要介質，而均勻變化的電場只能激發恒定的磁場，不能產生電磁波，故AB錯誤；

CD.電磁波在不同介質中傳播速度不同，頻率不會改變，故C錯誤，D正確。

故選D。

13.（24-25高二上?河北保定?期末）下列關于電磁波的敘述中，正確的是（）

A.電磁波的頻率都相同

B.電磁波在任何介質中的傳播速度均為3xl（）8m/s

C.麥克斯韋證實了電磁波的存在

D.電磁波具有波的一切特征

【答案】D

【解析】A.不同的電磁波，波長不同，頻率不同，故A錯誤；

B.電磁波只有在真空中傳播時，其速度才為3xl08m/s,故B錯誤；

C.麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；

D.因為電磁波也是一種波，故電磁波具有波的一切特征，故D正確。

故選D。

14.2022年6月5日，中央電視臺對神舟十四號飛船與天和核心艙交會對接進行了直播，其間航天員與北

京飛控中心保持通話聯絡，直播畫面通過電磁波傳送到地面接收站。下列關于電磁波和聲波的說法正確的

是（）

A.電磁波從一種介質進入另一種介質，頻率不會發生變化

B.電磁波跟聲波一樣，只能在介質中傳播

C.麥克斯韋預言了電磁波的存在，并用實驗驗證了電磁波的存在

D.航天員講話時畫面能與聲音同步，說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度

【答案】A

【解析】A.電磁波在傳播過程中，頻率始終不變，A正確;

B.電磁波的傳播不依賴介質，聲波是機械波，只能在介質中傳播，B錯誤；

C.麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗驗證了電磁波的存在，C錯誤；

D.航天員講話時畫面能與聲音同步，是因為畫面與聲音均轉化為電磁波信號傳輸到地面，電磁波的速度為

光速，聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,兩者差距很大，D錯誤。

故選A。

15.（多選）根據麥克斯韋的電磁場理論可知，下列能在空間產生電磁波的是（）

【答案】BD

【解析】A.選項A所示的磁場是恒定的，不能產生電場，故不能產生電磁波，故A錯誤;

B.選項B所示的磁場是周期性變化的，可以產生周期性變化的電場，變化的電場和變化的磁場交替產生,

因此可以產生持續的電磁波，故B正確；

C.選項C所示的電場是均勻變化的，能產生恒定的磁場，而恒定的磁場不能產生電場，不能產生向外擴展

的電磁場，因此不能產生持續的電磁波，故c錯誤；

D.選項D所示的電場是周期性變化的，能產生周期性變化的磁場，變化的電場和變化的磁場交替產生，

能產生持續的電磁波，故D正確。

故選BDo

16.（23-24高二下?廣東潮州?期末）（多選）如圖所示，在磁感應強度8隨時間f變化的以下四種磁場中,

下列判斷正確的是（）

A.甲圖能產生電場，不能產生電磁波B.乙圖能產生電場，不能產生電磁波

C.丙圖能產生電場，也能產生電磁波D.丁圖能產生電場，不能產生電磁波

【答案】AC

【解析】A.甲是均勻變化的磁場，可以產生穩定的電場，但不能產生電磁波，故A正確;

B.乙是穩定的磁場，不可以產生電場，不能產生電磁波，故B錯誤；

C.丙是周期性變化的磁場，能產生周期性變化的電場，也能產生電磁波，故C正確；

D.丁是周期性變化的磁場，能產生周期性變化的電場，也能產生電磁波，故D錯誤。

故選ACo

17.（23-24高二下?上海楊浦?期中）如圖所示，在磁感應強度B隨時間t變化的以下四種磁場中，能產

生電場的是，能產生電磁波是.

【解析】[1]⑵根據麥克斯韋的電磁場理論，恒定磁場周圍不會產生的電場，不能產生電磁波；根據麥克斯

韋的電磁場理論，不均勻變化的磁場周圍產生不均勻變化的電場；不均勻變化的電場產生不均勻變化的磁

場，能產生電磁波；均勻變化的磁場產生恒定的電場，故能產生電場的是乙、丙、丁；能產生電磁波是乙

和丁。

題型4電磁波與機械波的比較

18.（23-24高二上?山東聊城?期末）下列關于電磁波和聲波以及機械波的說法正確的是（）

A.電磁波是一種物質，也具有能量

B.電磁波跟聲波一樣，不能在真空中傳播

C.高頻機械波和低頻機械波相遇能發生干涉現象

D.只有障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多時，波才能發生衍射

【答案】A

【解析】A.電磁波是一種物質，也具有能量，故A正確；

B.電磁波的傳播不依賴介質，可在真空中傳播，聲波是機械波只能在介質中傳播，故B錯誤；

C.兩列頻率相同的機械能相遇才能產生干涉，則高頻機械波和低頻機械波相遇不能發生干涉現象，選項C

錯誤；

D.波在任何情況下都能發