資源簡介

4　電磁波的發現及其應用
1～10題每題8分，共80分
考點一　電磁場
1．(2023·遼寧省遼南協作體高二期末)下列關于磁場、電場及電磁波的說法中正確的是(　　)
A．均勻變化的磁場在周圍空間產生均勻變化的電場
B．只有空間某個區域有振蕩變化的電場或磁場，才能產生電磁波
C．麥克斯韋通過實驗證實了電磁波的存在
D．只要空間某處的電場或磁場發生變化，就會在其周圍產生電磁波
2．(多選)關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波是一種縱波
B．變化的電場和磁場由近及遠向周圍傳播形成了電磁波
C．電場或磁場隨時間變化時一定會產生電磁波
D．赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在
3．(多選)某電場中電場強度隨時間變化的圖像如選項圖所示，能產生磁場的電場是(　　 )
考點二　電磁波和電磁波譜
4．(多選)關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波由真空進入介質中，頻率不變
B．周期性變化的電場和周期性變化的磁場交替產生，由近及遠地傳播，形成電磁波
C．電磁波是一種物質，只能在真空中傳播
D．電磁波在任何介質中的傳播速度都是3×108 m/s
5．下列各組電磁波中，按波長由小到大排列的是(　　)
A．γ射線、紫外線、紅外線、可見光
B．γ射線、紫外線、可見光、紅外線
C．紅外線、可見光、紫外線、γ射線
D．紫外線、可見光、紅外線、γ射線
6．(2023·常州市高二月考)關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波跟聲波一樣，只能在介質中傳播
B．電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量
C．遙控器發出的紅外線的頻率比醫院CT中的X射線的頻率大
D．各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度不同
7．(2023·重慶部分學校高二月考)間諜衛星上裝有某種遙感照相機，可用來探測軍用和民用目標。這種照相機能拍到晚上行駛的汽車，即使汽車不開燈行駛，也瞞不過它。這種遙感照相機敏感的電磁波屬于(　　)
A．可見光波段 B．紅外波段
C．紫外波段 D．X射線波段
考點三　電磁波的應用
8．電磁波在日常生活中有著廣泛的應用。下列說法正確的是(　　)
A．微波爐加熱食物是利用了紅外線的熱效應
B．紅外線應用在探測技術中，是利用了它穿透本領強的特性
C．醫院用X射線進行透視，是因為它是各種電磁波中穿透能力最強的
D．利用紫外線滅菌消毒，是因為紫外線具有較高的能量
9．(多選)下列能說明電磁波具有能量的是(　　)
A．可見光射入人的眼睛，人看到物體
B．放在紅外線區域的溫度計升溫很慢
C．電臺發射的電磁波在收音機的天線里感應出了電流
D．γ射線的穿透能力強，可用于探測金屬部件內部的缺陷
10．關于現代通信和電磁波，下列敘述正確的是(　　)
A．光纖通信傳輸的信息量很大，主要用于無線電廣播
B．衛星通信利用人造衛星作為中繼站進行通信
C．電磁波的應用對人類有利無害
D．電磁波不能在真空中傳播
　(9分)
11．(多選)目前雷達發射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內。下列關于雷達和電磁波的說法正確的是(　　)
A．真空中上述雷達發射的電磁波的傳播速度為3×108 m/s
B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產生的
C．測出從發射電磁波到接收到反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的距離
D．雷達使用的是無線電波的微波波段
　(11分)
12.電磁輻射是一種復合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環境的電磁波非常敏感，因此，電磁輻射可以對人體造成影響和損害。某辦公區域內采用如圖所示的無線路由器，它的電磁輻射功率是5.0 W，若要讓電磁輻射強度(單位時間內垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不超過0.1 W/m2，則人體與該裝置的安全距離至少為(　　)
A．1.5 m B．2.0 m
C．2.5 m D．3.0 m
4　電磁波的發現及其應用
1．B　[均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場，故A錯誤；只有空間某個區域有振蕩變化的電場或磁場，才能產生電磁波，故B正確；電磁波最早由麥克斯韋預測，由赫茲通過實驗證實，故C錯誤；均勻變化的電場或磁場只能產生恒定的磁場或電場，不會產生電磁波，故D錯誤。]
2．BD　[電磁波是一種橫波，A錯誤；根據麥克斯韋電磁理論，變化的電場激發出磁場，變化的磁場激發出電場，電場和磁場由近及遠向周圍傳播形成了電磁波，B正確；均勻變化的電場激發出恒定的磁場，該磁場不會激發出電場，而均勻變化的磁場激發出恒定的電場，該電場不會激發出磁場，即均勻變化的電場或均勻變化的磁場不會產生電磁波，C錯誤；赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，D正確。]
3．ABC　[根據麥克斯韋電磁場理論可知變化的電場產生磁場，選項A、B、C正確。]
4．AB　[頻率由波源決定，與介質無關，故電磁波由真空進入介質中，頻率不變，A正確；周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，由近及遠地傳播，形成電磁波，B正確；電磁波是一種物質，可以在真空中傳播，也可以在介質中傳播，電磁波在真空中的傳播速度是3×108 m/s，在不同介質中傳播速度不一樣，C、D錯誤。]
5．B　[依照波長由長到短，電磁波譜可大致分為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，故選B。]
6．B　[電磁波可以在真空中傳播，故A錯誤；電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量，故B正確；根據電磁波譜可知，遙控器發出的紅外線的頻率比醫院CT中的X射線的頻率小，故C錯誤；各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度都等于真空中的光速c，故D錯誤。]
7．B　[所有的物體都能發出紅外線，熱的物體的紅外輻射比冷的物體的強，間諜衛星上裝的遙感照相機，實際上是紅外探測器，它能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射，這是紅外攝影的基礎。再者，紅外線波長比其他波(可見光、紫外線、X射線)的長，有較好地穿透云霧的能力。可見光波段，紫外波段、X射線波段不具備以上特點，故選B。]
8．D　[微波爐加熱食物是利用微波進行加熱的，A錯誤；紅外探測技術是基于一切物體都在輻射紅外線，用紅外探測器接收物體發出的紅外線，然后進行分析，從而得知被測物體的信息，B錯誤；γ射線的穿透能力比X射線的穿透能力強，C錯誤；利用紫外線具有較高的能量，可以進行滅菌消毒，D正確。]
9．ACD　[人眼看到物體，說明人眼感受到了可見光的能量，A項正確；紅外線具有熱效應，會使放在該區域的溫度計升溫很快，說明紅外線具有能量，B錯誤；電臺發射的電磁波在收音機的天線里感應出了電流，電流的能量來源于電磁波，C項正確；γ射線的穿透能力強，說明γ射線具有很高的能量，D項正確。]
10．B　[光纖通信以光為載體，需要用到光導纖維，不是無線傳播，故A錯誤；由于微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞行，同時在傳輸過程中信號存在衰減等，因此人類用通信衛星作中繼站，故B正確；電磁波的種類很多，長期被一些射線或微波照射會對人體產生危害，故C錯誤；電磁波的傳播不需要介質，能在真空中傳播，故D錯誤。]
11．ACD　[真空中電磁波的傳播速度為3×108 m/s，A正確；電磁波是由周期性變化的電場和磁場產生的，B錯誤；由雷達的工作原理可知，C正確；雷達使用的是無線電波的微波波段，D正確。]
12．B　[設人體與該裝置的安全距離至少為x，則P＝，式中4πx2為以該裝置為球心、半徑為x的球面面積，代入數據，解得x≈2.0 m，故選B。]4　電磁波的發現及其應用
[學習目標]　1.了解麥克斯韋電磁場理論，知道電磁場的概念。2.知道電磁波的特點，掌握電磁波波長、頻率、波速之間的關系(重點)。3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解各種電磁波的應用，了解電磁波的能量(重點)。
一、電磁場
如圖所示的實驗演示了電磁波的發射和接收，通過此實驗證實了什么理論？
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1．麥克斯韋電磁場理論
(1)變化的磁場產生電場
①在變化的磁場中放入一個閉合回路，____________________________，由于穿過回路的磁通量發生變化，電路中會產生________________。這個現象的實質是變化的磁場在周圍空間產生了________。
②即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣會在周圍空間產生________。
(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，會在周圍空間產生________，即________的電場產生磁場。
2．電磁場：變化的________和變化的________交替產生，形成的不可分割的統一體。
例1　(2023·大同市高二期末)關于電磁場理論，下列說法正確的是(　　)
A．在電場周圍一定產生磁場，變化的磁場周圍一定產生電場
B．在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產生變化的電場
C．均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場
D．周期性變化的電場周圍一定產生周期性變化的磁場
對麥克斯韋電磁場理論的理解
恒定的磁場不產生電場 恒定的電場不產生磁場
均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場 均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場
不均勻變化的磁場在周圍空間產生變化的電場 不均勻變化的電場在周圍空間產生變化的磁場
周期性變化的磁場在周圍空間產生同頻率的周期性變化的電場 周期性變化的電場在周圍空間產生同頻率的周期性變化的磁場
二、電磁波和電磁波譜
用紅外體溫計測量體溫，測量時并不需要和身體接觸。你知道這是為什么嗎？
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1．電磁波
(1)產生：變化的____________在空間的傳播稱為電磁波。
(2)麥克斯韋在1865年從理論上預見了電磁波的存在，1888年，德國物理學家______第一次用實驗證實了電磁波的存在。
2．電磁波的特點
(1)在傳播方向上，任意一點的E和B都隨時間周期性變化，E和B相互垂直，且與電磁波的傳播方向垂直。如圖。
(2)電磁波可以在真空中傳播。電磁波在真空中傳播速度等于________________。它也可以在其他介質如光纖中傳播，且速度都比在真空中的小。
(3)光在本質上是一種____________，即光是以________形式傳播的一種電磁振動。
(4)只有周期性變化的電場和磁場相互激發才能形成電磁波。
(5)對于電磁波，用λ表示電磁波的波長、f表示頻率、c表示波速，則有c＝________。
3．電磁波譜
(1)概念：按________(或________)的順序把所有電磁波排列起來，就是電磁波譜。
(2)各種電磁波按波長由大到小的排列順序為：____________、紅外線、____________、____________、X射線、γ射線。
(3)不同電磁波的特性和用途
種類 波長范圍 特性 應用
無線電波 大于1 mm 波動能力強 通信、廣播、射電望遠鏡
紅外線 700～106 nm 熱作用強 烘干、紅外遙感、測溫、夜視儀
可見光 400～700 nm 感光性強 照明、照相
紫外線 10～400 nm 化學作用、熒光作用 消毒、熒光效應、促使人體合成維生素D
X射線 0.001～10 nm 較強的穿透能力 透視人體、檢查金屬零件的質量
γ射線 小于10－3 nm 穿透能力最強 醫學上的γ刀技術、探測金屬內部的缺陷
(1)變化的電場一定在周圍空間產生變化的磁場。(　　)
(2)麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在。(　　)
(3)電磁波依賴于介質才能傳播。(　　)
(4)無線電波、紅外線、可見光、紫外線都屬于電磁波。(　　)
例2　一臺收音機在中波波段接收電磁波的波長范圍大約在200 m 到600 m 間。 已知電磁波的傳播速度c＝3×108 m/s，求收音機接收此波段電磁波的頻率的范圍。
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例3　在電磁波譜中，紅外線、可見光和X射線三個波段的頻率大小關系是(　　)
A．紅外線的頻率最大，可見光的頻率最小
B．可見光的頻率最大，紅外線的頻率最小
C．X射線頻率最大，紅外線的頻率最小
D．X射線頻率最大，可見光的頻率最小
例4　(多選)(2023·濰坊市高二月考)關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波需要通過介質傳播，它們由一種介質進入另一種介質時頻率不變
B．根據麥克斯韋電磁場理論，電磁波中的電場和磁場互相垂直
C．發射的無線電波在傳播過程中頻率不變
D．雷達發射的是直線性能好、反射性能強的超聲波
三、電磁波的應用
1．電磁波的應用主要包括兩個方面：一是利用電磁波傳遞________，二是利用電磁波的________。
2．電磁波通信
(1)傳播途徑
電磁波攜帶的信息，既可以進行有線傳輸，也可以實現無線傳輸。
有線傳輸利用金屬導線、光纖等有形媒介傳送信息，如臺式電腦、電話等，具體的媒介有：光纖、電纜、電話線、網線等。
無線傳輸僅利用電磁波而不通過線纜傳遞信息，如收音機、手機、GPS、無線鼠標等。
(2)傳輸特點
電磁波的頻率越高，相同時間內傳遞的信息量越大，由于光的頻率比無線電波的頻率高得多，因此光纜可以傳遞更多的信息。
3．電磁波的能量
(1)電磁波是物質存在的一種特殊形式，電磁波和我們學過的電場、磁場一樣，是一種特殊的物質，不是由分子、原子所組成的，與通常的實物不同，但它是客觀存在的。
(2)從場的觀點來看，電場具有電場能，磁場具有磁場能，電磁場具有電磁能，電磁波發射的過程就是輻射能量的過程，電磁波在空間傳播，電磁能就隨之一起傳播。
例5　(2023·江西省銅鼓中學高二階段練習)5G，即第五代移動通信技術，采用3 300～5 000 MHz頻段，相比于4G(第四代移動通信技術，1 880～2 635 MHz頻段)技術而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時延。5G信號與4G信號相比，下列說法正確的是(　　)
A．5G信號比4G信號在真空中的傳播速度更快
B．5G信號比4G信號更容易被障礙物阻擋
C．5G信號比4G信號需要更少的通信基站
D．5G信號比4G信號更適合長距離傳輸
電磁波的特點和應用
我們不僅要牢記電磁波譜中的不同的電磁波(如紅外線、紫外線、X射線、γ射線)的特點和應用，還要記住電磁波譜中波長、頻率的變化規律，如頻率越高，波長越短，穿透性越強；頻率越低，波長越長，穿透性越弱。
4　電磁波的發現及其應用
一、
實驗演示了電磁波的發射和接收，證實了麥克斯韋電磁場理論。
梳理與總結
1．(1)①并且該回路平面不與磁場平行　感應電流　電場　②電場　(2)磁場　變化
2．電場　磁場
二、
人體也發射紅外線。體溫越高，發射的紅外線越強。根據這個原理，紅外體溫計不與身體接觸也可以測體溫。
梳理與總結
1．(1)電磁場　(2)赫茲
2．(2)光速c＝3×108 m/s　(3)電磁波　波動　(5)λf
3．(1)波長　頻率　(2)無線電波　可見光　紫外線
三、
1．信息　能量
一、
例1　D　[根據電磁場理論可知，在穩定電場周圍不會產生磁場，在穩定磁場周圍不會產生電場；在均勻變化的電場周圍產生穩定的磁場，均勻變化的磁場周圍產生穩定的電場，故A、B、C錯誤；周期性變化的電場周圍一定產生周期性變化的磁場，故D正確。]
二、
易錯辨析
(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
例2　5×105 Hz解析　由電磁波的波長和頻率的關系得c＝λf，可得收音機接收此波段電磁波的頻率的范圍例3　C　[紅外線、可見光和X射線三個波段的波長是從長到短的，所以其頻率是從低到高的，則頻率最大的是X射線，頻率最小的紅外線。故選C。]
例4　BC　[電磁波的傳播不需要通過介質，由一種介質進入另一種介質時頻率不變，故A錯誤；根據麥克斯韋電磁場理論，電磁波中的電場和磁場互相垂直，故B正確；發射的無線電波無論在什么介質中傳播，頻率均不變，而傳播速度可能變化，故C正確；雷達發射的是直線性能好、反射性能強的微波，是電磁波，故D錯誤。]
三、
例5　B　[5G信號和4G信號都是電磁波，在真空中傳播速度等于光速，A錯誤；根據λ＝，可知5G信號頻率更高，波長更短，即5G信號比4G信號更容易被障礙物阻擋，需要建設更密集的基站，不適合長距離傳輸，B正確，C、D錯誤。](共50張PPT)
4　電磁波的發現及其應用
DISANZHANG
第三章
1.了解麥克斯韋電磁場理論，知道電磁場的概念。
2.知道電磁波的特點，掌握電磁波波長、頻率、波速之間的關系(重點)。
3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解各種電磁波的應用，了解電磁波的能量(重點)。
學習目標
一、電磁場
二、電磁波和電磁波譜
課時對點練
三、電磁波的應用
內容索引
電磁場
一
如圖所示的實驗演示了電磁波的發射和接收，通過此實驗證實了什么理論？
答案　實驗演示了電磁波的發射和接收，證實了麥克斯韋電磁場理論。
1.麥克斯韋電磁場理論
(1)變化的磁場產生電場
①在變化的磁場中放入一個閉合回路， ，由于穿過回路的磁通量發生變化，電路中會產生 。這個現象的實質是變化的磁場在周圍空間產生了 。
②即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣會
在周圍空間產生 。
梳理與總結
并且該回路平面不與磁場平行
感應電流
電場
電場
(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，會在周圍空間產生 ，即______的電場產生磁場。
2.電磁場：變化的　　　和變化的　　　交替產生，形成的不可分割的統一體。
磁場
變化
電場
磁場
　 (2023·大同市高二期末)關于電磁場理論，下列說法正確的是
A.在電場周圍一定產生磁場，變化的磁場周圍一定產生電場
B.在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產生變
　化的電場
C.均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場
D.周期性變化的電場周圍一定產生周期性變化的磁場
例1
√
根據電磁場理論可知，在穩定電場周圍不會產生磁場，在穩定磁場周圍不會產生電場；在均勻變化的電場周圍產生穩定的磁場，均勻變化的磁場周圍產生穩定的電場，故A、B、C錯誤；
周期性變化的電場周圍一定產生周期性變化的磁場，故D正確。
總結提升
對麥克斯韋電磁場理論的理解
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恒定的磁場不產生電場 恒定的電場不產生磁場
均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場 均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場
不均勻變化的磁場在周圍空間產生變化的電場 不均勻變化的電場在周圍空間產生變化的磁場
周期性變化的磁場在周圍空間產生同頻率的周期性變化的電場 周期性變化的電場在周圍空間產生同頻率的周期性變化的磁場
電磁波和電磁波譜
二
用紅外體溫計測量體溫，測量時并不需要和身體接觸。你知道這是為什么嗎？
答案　人體也發射紅外線。體溫越高，發射的紅外線越強。根據這個原理，紅外體溫計不與身體接觸也可以測體溫。
1.電磁波
(1)產生：變化的　　　　在空間的傳播稱為電磁波。
(2)麥克斯韋在1865年從理論上預見了電磁波的存在，1888年，德國物理學家赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在。
梳理與總結
電磁場
2.電磁波的特點
(1)在傳播方向上，任意一點的E和B都隨時間周期性變化，E和B相互垂直，且與電磁波的傳播方向垂直。如圖。
(2)電磁波可以在真空中傳播。電磁波在真空中傳播速度等于__________
____________。它也可以在其他介質如光纖中傳播，且速度都比在真空中的小。
(3)光在本質上是一種　　　　，即光是以　 　形式傳播的一種電磁振動。
光速c＝
3×108 m/s
電磁波
波動
(4)只有周期性變化的電場和磁場相互激發才能形成電磁波。
(5)對于電磁波，用λ表示電磁波的波長、f表示頻率、c表示波速，則有c＝ 。
3.電磁波譜
(1)概念：按　　　 (或　　　)的順序把所有電磁波排列起來，就是電磁波譜。
(2)各種電磁波按波長由大到小的排列順序為：　　　　　、紅外線、________、 、X射線、γ射線。
波長
頻率
無線電波
可見光
紫外線
λf
(3)不同電磁波的特性和用途
種類 波長范圍 特性 應用
無線電波 大于1 mm 波動能力強 通信、廣播、射電望遠鏡
紅外線 700～106 nm 熱作用強 烘干、紅外遙感、測溫、夜視儀
可見光 400～700 nm 感光性強 照明、照相
紫外線 10～400 nm 化學作用、熒光作用 消毒、熒光效應、促使人體合成維生素D
X射線 0.001～10 nm 較強的穿透能力 透視人體、檢查金屬零件的質量
γ射線 小于10－3 nm 穿透能力最強 醫學上的γ刀技術、探測金屬內部的缺陷
(1)變化的電場一定在周圍空間產生變化的磁場。(　　)
(2)麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在。(　　)
(3)電磁波依賴于介質才能傳播。(　　)
(4)無線電波、紅外線、可見光、紫外線都屬于電磁波。(　　)
√
×
×
√
　　一臺收音機在中波波段接收電磁波的波長范圍大約在200 m 到600 m 間。 已知電磁波的傳播速度c＝3×108 m/s，求收音機接收此波段電磁波的頻率的范圍。
例2
答案　5×105 Hz　 在電磁波譜中，紅外線、可見光和X射線三個波段的頻率大小關系是
A.紅外線的頻率最大，可見光的頻率最小
B.可見光的頻率最大，紅外線的頻率最小
C.X射線頻率最大，紅外線的頻率最小
D.X射線頻率最大，可見光的頻率最小
例3
√
紅外線、可見光和X射線三個波段的波長是從長到短的，所以其頻率是從低到高的，則頻率最大的是X射線，頻率最小的紅外線。故選C。
　 (多選)(2023·濰坊市高二月考)關于電磁波，下列說法正確的是
A.電磁波需要通過介質傳播，它們由一種介質進入另一種介質時頻率不變
B.根據麥克斯韋電磁場理論，電磁波中的電場和磁場互相垂直
C.發射的無線電波在傳播過程中頻率不變
D.雷達發射的是直線性能好、反射性能強的超聲波
例4
√
√
電磁波的傳播不需要通過介質，由一種介質進入另一種介質時頻率不變，故A錯誤；
根據麥克斯韋電磁場理論，電磁波中的電場和磁場互相垂直，故B正確；
發射的無線電波無論在什么介質中傳播，頻率均不變，而傳播速度可能變化，故C正確；
雷達發射的是直線性能好、反射性能強的微波，是電磁波，故D錯誤。
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電磁波的應用
三
1.電磁波的應用主要包括兩個方面：一是利用電磁波傳遞　　　，二是利用電磁波的　　　。
2.電磁波通信
(1)傳播途徑
電磁波攜帶的信息，既可以進行有線傳輸，也可以實現無線傳輸。
有線傳輸利用金屬導線、光纖等有形媒介傳送信息，如臺式電腦、電話等，具體的媒介有：光纖、電纜、電話線、網線等。
無線傳輸僅利用電磁波而不通過線纜傳遞信息，如收音機、手機、GPS、無線鼠標等。
信息
能量
(2)傳輸特點
電磁波的頻率越高，相同時間內傳遞的信息量越大，由于光的頻率比無線電波的頻率高得多，因此光纜可以傳遞更多的信息。
3.電磁波的能量
(1)電磁波是物質存在的一種特殊形式，電磁波和我們學過的電場、磁場一樣，是一種特殊的物質，不是由分子、原子所組成的，與通常的實物不同，但它是客觀存在的。
(2)從場的觀點來看，電場具有電場能，磁場具有磁場能，電磁場具有電磁能，電磁波發射的過程就是輻射能量的過程，電磁波在空間傳播，電磁能就隨之一起傳播。
　 (2023·江西省銅鼓中學高二階段練習)5G，即第五代移動通信技術，采用3 300～5 000 MHz頻段，相比于4G(第四代移動通信技術，1 880～
2 635 MHz頻段)技術而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時延。5G信號與4G信號相比，下列說法正確的是
A.5G信號比4G信號在真空中的傳播速度更快
B.5G信號比4G信號更容易被障礙物阻擋
C.5G信號比4G信號需要更少的通信基站
D.5G信號比4G信號更適合長距離傳輸
例5
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5G信號和4G信號都是電磁波，在真空中傳播速度等于光速，A錯誤；
根據λ＝ ，可知5G信號頻率更高，波長更短，即5G信號比4G信號更容易被障礙物阻擋，需要建設更密集的基站，不適合長距離傳輸，B正確，C、D錯誤。
電磁波的特點和應用
我們不僅要牢記電磁波譜中的不同的電磁波(如紅外線、紫外線、X射線、γ射線)的特點和應用，還要記住電磁波譜中波長、頻率的變化規律，如頻率越高，波長越短，穿透性越強；頻率越低，波長越長，穿透性越弱。
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課時對點練
四
考點一　電磁場
1.(2023·遼寧省遼南協作體高二期末)下列關于磁場、電場及電磁波的說法中正確的是
A.均勻變化的磁場在周圍空間產生均勻變化的電場
B.只有空間某個區域有振蕩變化的電場或磁場，才能產生電磁波
C.麥克斯韋通過實驗證實了電磁波的存在
D.只要空間某處的電場或磁場發生變化，就會在其周圍產生電磁波
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基礎對點練
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均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場，故A錯誤；
只有空間某個區域有振蕩變化的電場或磁場，才能產生電磁波，故B正確；
電磁波最早由麥克斯韋預測，由赫茲通過實驗證實，故C錯誤；
均勻變化的電場或磁場只能產生恒定的磁場或電場，不會產生電磁波，故D錯誤。
2.(多選)關于電磁波，下列說法正確的是
A.電磁波是一種縱波
B.變化的電場和磁場由近及遠向周圍傳播形成了電磁波
C.電場或磁場隨時間變化時一定會產生電磁波
D.赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在
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電磁波是一種橫波，A錯誤；
根據麥克斯韋電磁理論，變化的電場激發出磁場，變化的磁場激發出電場，電場和磁場由近及遠向周圍傳播形成了電磁波，B正確；
均勻變化的電場激發出恒定的磁場，該磁場不會激發出電場，而均勻變化的磁場激發出恒定的電場，該電場不會激發出磁場，即均勻變化的電場或均勻變化的磁場不會產生電磁波，C錯誤；
赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，D正確。
3.(多選)某電場中電場強度隨時間變化的圖像如選項圖所示，能產生磁場的電場是
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根據麥克斯韋電磁場理論可知變化的電場產生磁場，選項A、B、C正確。
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考點二　電磁波和電磁波譜
4.(多選)關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是
A.電磁波由真空進入介質中，頻率不變
B.周期性變化的電場和周期性變化的磁場交替產生，由近及遠地傳播，
　形成電磁波
C.電磁波是一種物質，只能在真空中傳播
D.電磁波在任何介質中的傳播速度都是3×108 m/s
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頻率由波源決定，與介質無關，故電磁波由真空進入介質中，頻率不變，A正確；
周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，由近及遠地傳播，形成電磁波，B正確；
電磁波是一種物質，可以在真空中傳播，也可以在介質中傳播，電磁波在真空中的傳播速度是3×108 m/s，在不同介質中傳播速度不一樣，C、D錯誤。
5.下列各組電磁波中，按波長由小到大排列的是
A.γ射線、紫外線、紅外線、可見光
B.γ射線、紫外線、可見光、紅外線
C.紅外線、可見光、紫外線、γ射線
D.紫外線、可見光、紅外線、γ射線
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依照波長由長到短，電磁波譜可大致分為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，故選B。
6.(2023·常州市高二月考)關于電磁波，下列說法正確的是
A.電磁波跟聲波一樣，只能在介質中傳播
B.電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量
C.遙控器發出的紅外線的頻率比醫院CT中的X射線的頻率大
D.各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度不同
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電磁波可以在真空中傳播，故A錯誤；
電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量，故B正確；
根據電磁波譜可知，遙控器發出的紅外線的頻率比醫院CT中的X射線的頻率小，故C錯誤；
各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度都等于真空中的光速c，故D錯誤。
7.(2023·重慶部分學校高二月考)間諜衛星上裝有某種遙感照相機，可用來探測軍用和民用目標。這種照相機能拍到晚上行駛的汽車，即使汽車不開燈行駛，也瞞不過它。這種遙感照相機敏感的電磁波屬于
A.可見光波段 B.紅外波段
C.紫外波段 D.X射線波段
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所有的物體都能發出紅外線，熱的物體的紅外輻射比冷的物體的強，間諜衛星上裝的遙感照相機，實際上是紅外探測器，它能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射，這是紅外攝影的基礎。再者，紅外線波長比其他波(可見光、紫外線、X射線)的長，有較好地穿透云霧的能力。可見光波段，紫外波段、X射線波段不具備以上特點，故選B。
考點三　電磁波的應用
8.電磁波在日常生活中有著廣泛的應用。下列說法正確的是
A.微波爐加熱食物是利用了紅外線的熱效應
B.紅外線應用在探測技術中，是利用了它穿透本領強的特性
C.醫院用X射線進行透視，是因為它是各種電磁波中穿透能力最強的
D.利用紫外線滅菌消毒，是因為紫外線具有較高的能量
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微波爐加熱食物是利用微波進行加熱的，A錯誤；
紅外探測技術是基于一切物體都在輻射紅外線，用紅外探測器接收物體發出的紅外線，然后進行分析，從而得知被測物體的信息，B錯誤；
γ射線的穿透能力比X射線的穿透能力強，C錯誤；
利用紫外線具有較高的能量，可以進行滅菌消毒，D正確。
9.(多選)下列能說明電磁波具有能量的是
A.可見光射入人的眼睛，人看到物體
B.放在紅外線區域的溫度計升溫很慢
C.電臺發射的電磁波在收音機的天線里感應出了電流
D.γ射線的穿透能力強，可用于探測金屬部件內部的缺陷
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人眼看到物體，說明人眼感受到了可見光的能量，A項正確；
紅外線具有熱效應，會使放在該區域的溫度計升溫很快，說明紅外線具有能量，B錯誤；
電臺發射的電磁波在收音機的天線里感應出了電流，電流的能量來源于電磁波，C項正確；
γ射線的穿透能力強，說明γ射線具有很高的能量，D項正確。
10.關于現代通信和電磁波，下列敘述正確的是
A.光纖通信傳輸的信息量很大，主要用于無線電廣播
B.衛星通信利用人造衛星作為中繼站進行通信
C.電磁波的應用對人類有利無害
D.電磁波不能在真空中傳播
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光纖通信以光為載體，需要用到光導纖維，不是無線傳播，故A錯誤；由于微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞行，同時在傳輸過程中信號存在衰減等，因此人類用通信衛星作中繼站，故B正確；
電磁波的種類很多，長期被一些射線或微波照射會對人體產生危害，故C錯誤；
電磁波的傳播不需要介質，能在真空中傳播，故D錯誤。
11.(多選)目前雷達發射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內。下列關于雷達和電磁波的說法正確的是
A.真空中上述雷達發射的電磁波的傳播速度為3×108 m/s
B.電磁波是由恒定不變的電場或磁場產生的
C.測出從發射電磁波到接收到反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的
　距離
D.雷達使用的是無線電波的微波波段
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真空中電磁波的傳播速度為3×108 m/s，A正確；
電磁波是由周期性變化的電場和磁場產生的，B錯誤；
由雷達的工作原理可知，C正確；
雷達使用的是無線電波的微波波段，D正確。
12.電磁輻射是一種復合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環境的電磁波非常敏感，因此，電磁輻射可以對人體造成影響和損害。某辦公區域內采用如圖所示的無線路由器，它的電磁輻射功率是5.0 W，若要讓電磁輻射強度(單位時間內垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不超過0.1 W/m2，則人體與該裝置的安全距離至少為
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C.2.5 m D.3.0 m
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設人體與該裝置的安全距離至少為x，則P＝　　，式中4πx2為以該裝置為球心、半徑為x的球面面積，代入數據，解得x≈2.0 m，故選B。
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