高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步4 电磁波的发现及应用学案设计

电磁波的发现及应用

【学习目标】

1．了解电磁波的产生与传播。

2．知道光是一种电磁波，以及电磁波在真空中的传播速度。

3．知道波长与频率、波速的关系。

4．认识电磁波谱。

5．了解电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。

【学习重难点】

电磁波的产生与传播，理解磁场与电场之间的关联。

【学习过程】

一、新课学习

（一）麦克斯韦电磁场理论

1．变化的磁场产生电场

（1）变化的磁场能够在周围空间产生________，变化的电场能够在周围空间产生________。

（2）均匀变化的磁场产生_________的电场，均匀变化的电场产生_________的磁场。

（3）振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的___________，振荡的电场产生同频率的___________。

2．变化的电场产生磁场

变化电场在周围空间产生___________，变化磁场在周围空间产生_________________，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是___________。

（二）电磁波

1．定义：交替产生的___________和___________向周围空间的传播形成电磁波。

2．特点：

（1）电磁波是___________波；

（2）在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度的方向总是相互___________，且与电磁波的传播方向___________；

（3）电磁波_________在真空中传播，向周围空间传播能量。电磁波在真空中的传播速度c=___________。

（4）三个特征量的关系________________。

（5）电磁波能发生_______，_______，_______和_______。

3．电磁波与机械波比较

（1）传播条件：机械波传播_________介质，而电磁波_________介质。

（2）传播规律：都遵循“__________________”这个关系式；且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。

（3）传播本质：机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。

（三）电磁波谱

麦克斯韦所预言的电磁波，被____________通过实验证实之后，无线电技术得到了迅速发展。

电磁波谱按照波长由小到大的顺序排列，电磁波可划分为____________、____________、____________、____________、____________和____________。电磁波的波长用λ表示，频率用f表示，它们之间的关系是____________。

由于电磁波具有不同的____________________，因此具有不同的特性，利用这些特性，电磁波在生产生活中有着广泛的应用。

①无线电波中的中长短波：____________________；

②无线电中的微波：____________________；

③红外线：____________________；

④可见光：____________________；

⑤紫外线：____________________；

⑥X射线：____________________；

⑦γ射线：____________________。

二、新堂练习

1．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

2．电磁场理论预言了什么(    )

A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场

B．预言了变化的电场能够在周围空间产生磁场

C．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的传播速度为光速

D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电

3．对于声波和电磁波的比较，下面说法中正确的是(    )

A．它们都能发生反射现象

B．声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的

C．光是一种电磁波，B超利用的是声波

D．它们都能在真空中传播

4．下列关于电磁波的说法中正确的是（    ）

A．电磁波传播时需要介质

B．电磁波是沿某一特定方向在空间传播的

C．宇航员在月球上面对面交谈时是靠移动无线电话来实现的

D．水波、声波是自然现象，而电磁波是人工制造出的现象

5．关于电磁波的产生原因，以下说法中正确的是（    ）

A．只要电路中有电流通过，电路的周围就有电磁波产生

B．电磁波就是水波

C．电磁波只能在通电导体内传播

D．只要有变化的电流，周围空间就存在电磁波

6．关于电磁波的波长，下面叙述中正确的是（    ）

A．频率越高的电磁波，波长越短

B．电磁波的波长都是3×108 mm

C．频率越低的电磁波，波长越短

D．电磁波的波长与频率有关

7．移动电话已深入千家万户，移动电话的通讯是利用了（    ）

A．无线电波     B．红外线      C．X射线     D．可见光

8．电视机的开启和关闭可以通过遥控器实现。遥控器用来控制电视机的是（    ）

A．红光         B．红外线         C．紫光           D．紫外线

9．下列情况中，应用了红外线传感器的是（    ）

A．商场里的自动玻璃门           B．夜间自动打开的路灯

C．夜间有声音时就亮的楼梯灯     D．自动恒温冰箱

10．在路灯电路中装有一种传感器，它控制路灯在夜间自动开启，天亮自动关闭。该传感器是（    ）

A．湿度传感器     B．光传感器      C．温度传感器      D．气体传感器

11．使用遥控器对空调机进行设置的过程，实际上是空调机中的传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（    ）

A．条形码识别器              B．只要拍拍手电灯就亮的控制装置

C．电子台秤中的压力传感装置  D．电热水器中控制加热和保温的温控器

12．北京广播电台发射“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＜f2＜f3＜f4              D．f1＞f2＞f3＜f4

13．下列能说明电磁波具有能量的依据是(    )

A．可见光射入人的眼睛，人看到物体

B．放在红外线区域的温度计升温很快

C．收音机调到某个台时，调谐电路发生电谐振

D．γ射线具有很强的贯穿能力

14．关于电磁波的传播，下列说法正确的是（    ）

A．真空中传播速度都等于光速

B．波长较长的波绕过障碍物的能力强

C．波长较长的波贯穿障碍物的能力强

D．波长较短的波能量大，穿透能力强

15．许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，错误的是(    )

A．紫外验钞机是利用紫外线的化学作用

B．X光透视利用的是光的衍射现象

C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有较强穿透能力

D．红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象

16．下列说法正确的是（    ）

A．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线

B．紫外线的主要作用是化学作用

C．可见光比红外线容易发生衍射现象

D．X射线也能在磁场中偏转

17．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象。这种波属于电磁波谱的区域是(    )

A．γ射线          B．可见光          C．无线电波          D．紫外线