資源簡介 第十三章 第4節課后知能作業基礎鞏固練1.關于電磁波,下列說法正確的是( )A.變化的電場和變化的磁場由近及遠向外傳播,形成電磁波B.電磁波是一種物質不能在真空中傳播C.紅外線的波長比X射線的波長短D.電磁波能傳播信息,但不能傳播能量答案:A解析:變化的電場和變化的磁場由近及遠向外傳播,形成電磁波,A正確;電磁波是一種物質,能在真空中傳播,B錯誤;紅外線的波長比X射線的波長長,C錯誤;電磁波能傳播信息,也能傳播能量,D錯誤。故選A。2.下列關于電磁污染的說法,不正確的是( )A.電磁污染主要是指電磁輻射B.電磁輻射會干擾其他儀器的正常工作C.電磁輻射對人體和動物都有危害D.頻率越高的電磁波,電磁輻射的危害就越小答案:D解析:電磁污染主要是指各種電磁輻射;如手機、雷達等,故A正確;電磁輻射會干擾其他儀器并能對人和動物造成傷害,故B、C正確;頻率越高的電磁波,電磁輻射的危害就越大,故D錯誤。故選D。3.下列關于電磁場的說法正確的是( )A.電磁場的本質是電場B.電磁場的本質是磁場C.電磁場是電場和磁場的統稱D.電磁場是周期性變化的電場和磁場交替產生而形成的不可分離的統一體答案:D解析:電磁場的本質不是電場,A錯誤;電磁場的本質不是磁場,B錯誤;電磁場不是電場和磁場的統稱,C錯誤;電磁場是周期性變化的電場和磁場交替產生而形成的不可分離的統一體,與結論相符,D正確。故選D。4.下列關于電磁波的說法正確的是( )A.均勻變化的磁場能夠在空間產生電場B.電磁波在真空和介質中傳播的速度相同C.只要有電場和磁場,就能產生電磁波D.米波的頻率比厘米波頻率高答案:A解析:根據麥克斯韋電磁理論,均勻變化的磁場能夠在空間產生穩定的電場,選項A正確;電磁波在真空中的傳播速度大于在介質中傳播的速度,選項B錯誤;只有周期性變化的電場和磁場,才能產生電磁波,選項C錯誤;米波的波長比厘米波的波長長,兩波在真空中傳播速度都等于光速c,由c=λf分析可知,米波的頻率比厘米波頻率低,故D錯誤。故選A。5.太陽表面溫度約為6 000 K,主要發出可見光;人體溫度約為310 K,主要發出紅外線;宇宙間的溫度約為3 K,所發出的輻射稱為“3 K背景輻射”,它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱,若要進行“3 K背景輻射”的觀測,應該選擇下列哪一個波段( )A.無線電波 B.紫外線C.X射線 D.γ射線答案:A解析:電磁波譜按波長由長到短的順序排列為:無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線,由題意知,物體溫度越高,其發出的電磁波的波長越短,宇宙間的溫度約為3 K,則其發出的電磁波的波長應在無線電波波段,故A正確,B、C、D錯誤。故選A。6.關于電磁波的傳播速度表達式c=λf,下列理解正確的是( )A.電磁波在真空中的傳播速度隨波長增大而增大B.電磁波在真空中的傳播速度隨頻率增大而增大C.當電磁波的頻率減小時,它在真空中的波長不變D.當電磁波的頻率減小時,它在真空中的波長增大答案:D解析:電磁波在真空中的傳播速度都相同,不隨波長和頻率的變化而變化,A、B錯誤;根據λ=,當電磁波的頻率減小時,它在真空中的波長增大,C錯誤,D正確。故選D。能力提升練7.如圖所示是中國天眼FAST-500 m口徑球面射電望遠鏡,其主要工作波長在分米到米的范圍,則天眼接收的電磁波的頻率區間為( )A.106 Hz~107 Hz B.108 Hz~109 HzC.1010 Hz~1011 Hz D.1012 Hz~1013 Hz答案:B解析:根據f=,因工作波長在分米到米的范圍,即0.1 m~1 m范圍,而c=3×108 m/s,則接收電磁波的頻率區間為108 Hz~109 Hz。故選B。8.(多選)下列說法正確的是( )A.安培發現了電流的磁效應,提出了“分子電流假說”B.法拉第發現了電磁感應現象,并用磁感線形象化地描述磁場C.奧斯特發現了直線電流下面的小磁針發生了偏轉,說明電流可以產生磁場D.赫茲總結得出了電磁場理論,并證實了電磁波的存在答案:BC解析:奧斯特發現了電流的磁效應,安培提出了“分子電流假說”,A錯誤;法拉第發現了電磁感應現象,并用磁感線形象化地描述磁場,B正確;奧斯特發現了直線電流下面的小磁針發生了偏轉,說明電流可以產生磁場,C正確;麥克斯韋提出了電磁場理論,并預言了電磁波的存在,赫茲用實驗證實了電磁波的存在,D錯誤。故選BC。9.(多選)如圖所示,平行板電容器和電池組相連,用絕緣工具將電容器兩板間的距離逐漸增大的過程中,關于電容器兩極板間的電場和磁場,下列說法中正確的是( )A.兩極板間的電壓和場強都將逐漸減小B.兩極板間的電壓不變,場強逐漸減小C.兩極板間將產生順時針方向(俯視)的磁場D.兩極板間將產生逆時針方向(俯視)的磁場答案:BD解析:電容器兩極間電壓一定,等于電源的電動勢,根據U=Ed,兩板間的距離逐漸增大的過程中,電場強度逐漸減小,故A錯誤,B正確;電容器間距增加,C=,故電容減小,根據Q=CU,電容器要放電,等效電流向上,根據安培定則,兩極板間將產生逆時針方向的磁場(俯視),故C錯誤,D正確。故選BD。10.(多選)當代人類的生活和電磁波緊密相關,關于電磁波,下列說法正確的是( )A.只要把帶電體和永磁體放在一起,就會在周圍空間產生電磁波B.電磁波在傳播過程中,隨介質的變化其波速是變化的C.電視機、收音機和手機所接收的信號都屬于電磁波D.微波爐內所產生的微波不是電磁波,而是波長很短的機械波答案:BC解析:周期性變化的磁場、電場才能產生電磁波,故A錯誤;電磁波的傳播速度與介質有關,介質變化波速變化,故B正確;電磁波能夠攜帶信號,用于通訊、廣播等,所以電視機、收音機和手機所接收的信號都屬于電磁波,故C正確;微波爐內的微波是波長較短的電磁波,故D錯誤。故選BC。11.(多選)關于電磁波,下列說法正確的是( )A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發,形成電磁波C.5G信號比4G信號在真空中的傳播速度更快D.利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸答案:AB解析:電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關,故A正確;周期性變化的電場產生周期性變化的磁場,周期性變化的磁場產生周期性變化的電場,相互激發,形成電磁波,故B正確;5G信號與4G信號在真空中的傳播速度一樣快,故C錯誤;利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信,電磁波也能通過電纜、光纜傳輸,故D錯誤。故選AB。12.(多選)為了消殺病毒,防控重點場所使用一種人體感應紫外線燈。這種燈裝有紅外線感應開關,人來燈滅,人走燈亮,為人民的健康保駕護航。下列說法正確的是( )A.只有熱的物體才能輻射紅外線B.紫外線能消殺病毒是因為紫外線具有較高的能量C.紅外線的波長比無線電波長D.紅外線和紫外線都是電磁波答案:BD解析:一切物體都能輻射紅外線,故A錯誤;紫外線能消殺病毒是因為紫外線具有較高的能量,故B正確;根據電磁波譜可知,紅外線的波長比無線電波短,故C錯誤;根據電磁波譜可知,紅外線和紫外線都是電磁波,故D正確。故選BD。21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共46張PPT)第十三章 電磁感應與電磁波初步第4節 電磁波的發現及應用 核心素養 學習重點物理觀念 (1)知道麥克斯韋電磁場理論的主要內容。(2)了解電磁波本身是一種特殊物質,電磁波能傳遞能量和信息。 電磁波的發現歷史概況,物理理論和實驗的相互配合對科學發展的巨大作用;電磁波是一種特殊物質,能傳播能量和信息;電磁波譜中各波段的主要特性以及在科技、經濟和社會信息化等方面的主要應用。科學思維 體驗赫茲證明麥克斯韋預言的電磁波存在的實驗過程及實驗方法,會分析電場與磁場相互轉化的規律。 核心素養 學習重點科學探究 探究電磁波在科技、經濟、社會發展中的作用。 電磁波的發現歷史概況,物理理論和實驗的相互配合對科學發展的巨大作用;電磁波是一種特殊物質,能傳播能量和信息;電磁波譜中各波段的主要特性以及在科技、經濟和社會信息化等方面的主要應用。科學態度與責任 (1)領會物理理論和實驗的相互配合對科學發展的巨大作用。(2)體會電磁技術應用對人類生活和社會發展帶來的影響。探究點 電磁場 電磁波●新知導學情境:(1)如今,電磁波為信息的傳遞插上了翅膀。廣播、電視、移動通信等通信方式,使古代人“順風耳、千里眼”的夢想變成了現實。那么,電磁波是如何產生的呢?(2)如圖所示,戰爭中,天上有衛星,空中有戰機,地上有戰車,海里有戰艦。你知道是什么把這些戰場要素連成一個有機的整體的嗎??[提示][提示](1)變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,它們形成一個不可分離的統一場,這就是電磁場。它既不是電場也不是磁場,更不是電場和磁場的疊加,而是電場和磁場相互依賴,形成不可分割的整體。(2)是電磁波。戰場各個要素通過電磁波互通有無,傳遞信息,構成一個有機的戰場系統。●基礎梳理一、電磁場與電磁波1.麥克斯韋電磁場理論(1)變化的磁場產生電場①在變化的磁場中放一個閉合的電路,由于穿過電路的__________________,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________。②即使在變化的磁場中沒有閉合電路,也同樣要在空間產生________。磁通量發生變化電場電場(2)變化的電場產生磁場變化的電場也相當于一種電流,也在空間產生________,即________的電場在空間產生磁場。磁場變化2.電磁場:變化的________和變化的________所形成的不可分割的統一體。3.電磁波(1)電磁波的產生:__________變化的電場和__________變化的磁場交替產生,由近及遠向周圍傳播,形成電磁波。(2)電磁波的特點①電磁波________在真空中傳播。②電磁波的傳播速度等于________。③光在本質上是一種__________。即光是以________形式傳播的一種電磁振動。電場磁場周期性周期性可以光速電磁波波動(3)電磁波的波速①波速、波長、頻率三者之間的關系:波速=______________。電磁波的波速c與波長λ、頻率f的關系是c=________。②電磁波在真空中的傳播速度c=3×108 m/s。波長×頻率λf二、電磁波譜與電磁波的能量1.電磁波譜(1)概念:按電磁波的________或________大小的順序把它們排列成譜,叫作電磁波譜。(2)各種電磁波按波長由大到小排列順序為:__________________ __________________、X射線、γ射線。波長頻率無線電波、紅外線、可見光、紫外線(3)各種電磁波的特性①無線電波:用于________、衛星通信、________等信號的傳輸。②紅外線:用于____________等。③可見光:照亮自然界,也可用于________。④紫外線:用于____________。⑤X射線和γ射線:用于診斷病情、摧毀______________。2.電磁波的能量(1)光是一種電磁波,光具有能量。(2)電磁波具有________,電磁波是一種物質。廣播電視加熱理療通信滅菌消毒病變的細胞能量●重難解讀一、電磁場1.對變化的磁場產生電場的理解(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。①變化的磁場周圍產生電場,是一種普遍存在的現象,跟閉合電路是否存在無關。②在變化的磁場中所產生的電場的電場線是閉合的,源于變化的磁場;而靜電場中的電場線是不閉合的,源于電荷,由正電荷起到負電荷止。2.變化的電場產生磁場(1)現象及分析:電荷運動時,周圍的小磁針擺動,說明小磁針所在處產生了另一個磁場,使小磁針發生擺動,這個磁場是由電荷運動在周圍空間產生的變化的電場引起的,如圖所示。(2)假設:麥克斯韋根據自然規律的統一性與和諧性,相信電場與磁場是對稱的,他大膽地假設:變化的電場就像導線中的電流一樣,會在空間產生磁場。二、電磁波1.電磁波的產生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,那么它就在空間引起周期性變化的磁場;這個變化的磁場又引起新的變化的電場。于是,變化的電場和變化的磁場交替產生,由近及遠地向周圍傳播。2.電磁波的特點(1)電磁波是橫波,在真空中傳播時,它的電場強度與磁感應強度互相垂直且均與電磁波的傳播方向垂直、如圖所示。(2)電磁波的傳播不需要介質,電磁波在真空中的傳播速度等于光速,即c=3×108 m/s。電磁波在介質中的傳播速度小于在真空中的傳播速度。(3)電磁波具有波的共性,能產生干涉、衍射等現象。3.赫茲實驗1886年,赫茲用實驗證明了麥克斯韋預言的正確性,第一次發現了電磁波。(1)赫茲的實驗裝置:如圖所示。(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:當感應圈使得與它相連的兩個金屬球間產生電火花時,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,使得導線環的空隙中也產生了火花。(4)赫茲的其他成果:赫茲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具有與光相同的速度c,證實了麥克斯韋的電磁場理論。三、電磁波譜1.波的相關知識(1)波峰、波谷:在一列水波中,凸起的最高處叫作波峰;凹下的最低處叫作波谷。(2)波長、頻率、波速:鄰近的兩個波峰(或波谷)的距離叫作波長λ;頻率f是指在1 s內波峰(或波谷)通過的次數;水波不停地向遠方傳播,用來描述波傳播快慢的物理量叫作波速v。三者之間的關系是v=λf。2.電磁波譜及排列按電磁波的波長或頻率大小的順序把電磁波排列起來,就是電磁波譜。按波長由長到短依次為:無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。3.電磁波的能量及電磁波通信(1)電磁波的能量各種各樣的儀器能夠探測到許許多多電磁波,說明電磁波具有能量,電磁波是一種物質。(2)電磁波通信隨著計算機網絡的發展和智能手機的出現,負責通話的電信網、廣播電視網和互聯網相互滲透、相互兼容,逐步整合成為統一的信息通信網絡。而這些信息都是通過電磁波來傳遞的。類型一 對電磁場的理解典題1:(多選)根據麥克斯韋電磁場理論,在如圖所示的四種變化電場中,能產生電磁波的是( )?[思維點撥][思維點撥]均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場。答案:CD解析:根據麥克斯韋電磁理論可知,周期性變化的電場能產生周期性變化的磁場,從而產生電磁波,根據圖像可知,C、D所示的變化電場能產生電磁波。故選CD。?[規律方法][規律方法]對變化的電場產生磁場的理解(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)非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。跟蹤訓練1:根據麥克斯韋的電磁場理論,下列說法正確的是( )A.磁場周圍一定存在電場B.電場周圍一定存在磁場C.點電荷的電場周圍一定沒有磁場D.變化的磁場周圍不一定存在變化的電場答案:D解析:變化的磁場可以激發電場,恒定的磁場不會產生電場,故A錯誤;變化的電場可以激發磁場,恒定的電場不會產生磁場,故B錯誤;運動的電荷可以產生磁場,故C錯誤;變化的磁場周圍不一定存在變化的電場,只有非均勻變化的磁場才能產生變化的電場,故D正確。故選D。類型二 電磁波典題2:關于電磁場理論,下列說法中正確的是( )A.在電場的周圍空間一定產生磁場B.任何變化的電場周圍空間一定產生變化的磁場C.均勻變化的電場周圍空間產生變化的磁場D.周期性變化的電場在周圍空間產生周期性變化的磁場?[思維點撥][思維點撥]注意變化二字,只有不斷變化才有不斷激發。答案:D解析:只有變化的電場才能產生磁場,同樣,只有變化的磁場才能產生電場,故A錯誤;根據麥克斯韋的電磁場理論,均勻變化的電場周圍只能產生穩定的磁場,故B錯誤;變化的電場周圍不一定產生變化的磁場,例如均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場,故C錯誤;根據麥克斯韋的電磁場理論,周期性變化的電場周圍一定產生同頻率的周期性變化的磁場,故D正確。故選D。?[規律方法][規律方法](1)電場與磁場在空間相交不能稱為電磁場,判斷是否是電磁場的關鍵是變化的電場和變化的磁場交替產生,是不可分割的統一體。(2)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。(3)光是一種電磁波,傳播不一定有介質。(4)E和B隨時間和空間做周期性(正弦規律)的變化。跟蹤訓練2:關于電磁場和電磁波,下列說法中正確的是( )A.變化的磁場產生電場B.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播C.電磁波依賴于介質才能傳播D.光不是電磁波答案:A解析:變化的磁場產生電場,故A正確;各種頻率的電磁波在真空中的速度相同,大小為c,故B錯誤;電磁波可以在真空中傳播,電磁波的傳播不需要介質,故C錯誤;光是一種電磁波,故D錯誤。故選A。類型三 電磁波譜典題3:下列關于電磁波的說法正確的是( )A.X射線穿透力較強,可用來進行人體透視B.紫外線能在磁場中偏轉,有很強的熒光效應,可用于防偽C.麥克斯韋建立了電磁場理論并證實了電磁波的存在D.紅外體溫計是依據體溫計發射紅外線來測量體溫的?[思維點撥][思維點撥]按照波長依次變短的順序去理解記憶。答案:A解析:X射線穿透力較強,可用來進行人體透視,故A正確;紫外線有很強的熒光效應,可用于防偽,但不帶電,不能在磁場中偏轉,故B錯誤;麥克斯韋建立了電磁場理論并預言了電磁波的存在,赫茲通過實驗證實了電磁波的存在,故C錯誤;紅外體溫計是依據探測人體發射的紅外線來測量體溫的,不是體溫計發射紅外線,故D錯誤。故選A。?[規律方法][規律方法] 產生的機理 特點 用途無線電波 振蕩電路中電子周期性運動產生 波動性強 通信、廣播、導航等紅外線 原子的外層電子受激發后產生 熱作用強 加熱、遙測、遙感、紅外線制導等可見光 感光性強 照明、照相等紫外線 化學作用熒光效應 殺菌消毒、治療皮膚病等 產生的機理 特點 用途X射線 原子的內層電子受激發后產生 穿透力強 檢查、探測、透視、治療等γ射線 原子核受激發后產生 穿透力最強 探測、治療等跟蹤訓練3:有“中國天眼”美譽的FAST是目前世界最大口徑的射電望遠鏡,它是一種用于接收和研究天體發射的電磁波的特殊裝置。下列說法正確的是( )A.X射線的波長比紅外線的波長更長B.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關C.醫院里經常利用紅外線能摧毀病變細胞的作用對患者進行治療D.變化的磁場會產生電場,均勻變化的磁場會產生均勻變化的電場答案:B解析:由電磁波譜可知,紅外線的波長比X射線的波長長,A錯誤;電磁波在真空中傳播時的速度為光速c,與電磁波的頻率無關,B正確;醫院里經常利用γ射線能摧毀病變細胞的作用對患者進行治療,C錯誤;麥克斯韋認為周期性變化的電場在周圍能夠引起周期性變化的磁場,而均勻變化的電場只能激發恒定的磁場,D錯誤。故選B。素養能力提升拓展整合 啟智培優課堂效果反饋內化知識 對點驗收1.下列四個選項中的四種磁場變化情況,能產生如圖所示電場的是( )答案:B解析:由圖可知,產生的電場為穩定的電場,由麥克斯韋電磁場理論可知,均勻變化的磁場才能產生穩定的電場。故選B。2.關于電磁波的應用,下列說法不正確的是( )A.雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備B.鐵路,民航等安檢口使用紅外線對行李內物品進行檢測C.醫院里常用紫外線照射對病房和手術室進行消毒D.γ射線具有很強的穿透本領,可以用來治療某些癌癥答案:B解析:雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備,故A正確;鐵路,民航等安檢口使用X光對行李內物品進行檢測,故B錯誤;醫院里常用紫外線照射對病房和手術室進行消毒,故C正確;γ射線具有很強的穿透本領,可以用來進行工業探傷,對細胞具有較強的殺傷能力,可以用來治療某些癌癥,故D正確。3.“中國天眼”位于貴州的大山深處,它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.電磁波不能在水中傳播B.紅外線的波長比紫外線的長C.用手機通話時沒有利用電磁波D.不同電磁波在真空中傳播速度不同答案:B解析:電磁波可以在介質與真空中傳播,A錯誤;紅外線為非可見光,頻率比紅光低;紫外線也是非可見光,但頻率比紫光高,因此紅外線的頻率低于紫外線的頻率,所以紅外線的波長比紫外線長,B正確;手機通話就是信息的傳輸,信息需要通過電磁波來傳輸,因此手機通話是利用電磁波來把信息傳送的,C錯誤;任何電磁波在真空中傳播速度均為3×108 m/s,D錯誤。故選B。4.為防范和打擊利用無線電技術手段進行考試作弊行為,確保2024年普通高考公平順利進行,各市無線電管理處周密部署,多措并舉,全力以赴確保高考期間無線電安全。關于電磁波的特性,下列說法正確的是( )A.X射線有顯著的化學作用,醫院可用來殺菌消毒,也可用于進行人體透視B.紅外線波長短,分辨率高,偵察上可用紅外線拍攝指紋照片C.雷達發出或接收的電磁波受天氣影響,在濃霧天能見度低的黑夜不能使用D.空間站上對地球進行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力答案:D解析:X射線沒有顯著的化學作用,不能用來殺菌消毒,但X射線有較強的穿透能力,用來進行人體透視,故A錯誤;偵察上用紫外線拍攝指紋照片,因為紫外線波長短,分辨率高,故B錯誤;電磁波的使用不受天氣影響,故雷達在能見度低的黑夜一樣使用,故C錯誤;紅外線的熱作用很強,有較好的穿透云霧煙塵的能力,可以制成熱譜儀、紅外線夜視儀等等,所以在空間站上對地球進行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力,故D正確。故選D。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 人教版高中物理必修第三冊第13章第4節電磁波的發現及應用練習含答案(教師用).doc 人教版高中物理必修第三冊第13章第4節電磁波的發現及應用課件.ppt 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫