2020春新教材高中物理 第13章 电磁感应与电磁波初步 第4节 电磁波的发现及应用课件 新人教版必修第三册

1、1 第第4节电磁波的发现及应用节电磁波的发现及应用 2 核心素核心素 养养 物理观念物理观念科学思维科学思维科学探究科学探究 1.知道麦克斯韦电磁场理论，知道麦克斯韦电磁场理论， 理解麦克斯韦电磁理论的两个理解麦克斯韦电磁理论的两个 要点。要点。 2.了解电磁波的形成。掌握波了解电磁波的形成。掌握波 长、频率和波速的关系。长、频率和波速的关系。 3.了解电磁波的特点，知道电了解电磁波的特点，知道电 磁场的物质性。磁场的物质性。 4.知道电磁波与机械波的区别。知道电磁波与机械波的区别。 1.了解电磁波的发现对人类文了解电磁波的发现对人类文 明的影响，体会科学家研究物明的影响，体会科学家研究物 理

2、问题的思维方法。理问题的思维方法。 2.了解麦克斯韦电磁场理论在了解麦克斯韦电磁场理论在 物理学发展史上的意义。物理学发展史上的意义。 3.了解麦克斯韦和赫兹在物理了解麦克斯韦和赫兹在物理 学发展中的贡献。学发展中的贡献。 4.通过实例认识电磁波谱，了通过实例认识电磁波谱，了 解电磁波的组成，知道它们各解电磁波的组成，知道它们各 自的特点及重要应用。自的特点及重要应用。 1.探究电磁波探究电磁波 产生的条件。产生的条件。 2.电磁波的特电磁波的特 性及应用。性及应用。 3 知识点一电磁场及电磁波知识点一电磁场及电磁波 观图助学观图助学 电磁波在日常生活中的应用越来越多，思考电磁波是怎样形成的？

3、电磁波在日常生活中的应用越来越多，思考电磁波是怎样形成的？ 4 1.麦克斯韦的电磁场理论麦克斯韦的电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场 麦克斯韦认为，磁场随时间变化快，产生的电场麦克斯韦认为，磁场随时间变化快，产生的电场_；磁场随时间的变化不均；磁场随时间的变化不均 匀时，产生匀时，产生_；稳定的磁场周围；稳定的磁场周围_。 (2)变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场 麦克斯韦认为，若电场随时间变化快，则产生的磁场麦克斯韦认为，若电场随时间变化快，则产生的磁场_；若电场随时间的变；若电场随时间的变 化不均匀，则会产生化不均匀，则会产生_。_周围不产生磁场。周围不产生磁场。 强

4、强 变化的电场变化的电场不产生电场不产生电场 强强 变化的磁场变化的磁场稳定的电场稳定的电场 5 2.电磁场电磁场 如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场在它周围空间产如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场在它周围空间产 生周期性变化的生周期性变化的_；这个变化的；这个变化的_又在它周围空间产生新的周期性又在它周围空间产生新的周期性 变化的电场变化的电场变化的电场和磁场相互联系，形成了不可分割的统一体，这就是变化的电场和磁场相互联系，形成了不可分割的统一体，这就是 电磁场。电磁场。 3.电磁波的产生电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地

5、：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地 _，这种变化的电磁场在空间的传播称为，这种变化的电磁场在空间的传播称为_。麦克斯韦预言电磁波。麦克斯韦预言电磁波 的速度等于的速度等于_。 磁场磁场磁场磁场 传播的传播的电磁波电磁波 光速光速 6 思考判断思考判断 (1)在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场。在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场。() (2)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场。在变化的磁场周围一定会产生变化的电场。() (3)恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场。恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场。() (4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在。麦克斯韦预言并验证了电

6、磁波的存在。() 7 观图助学观图助学 思考生活中除了电视、雷达、移动电话外，还有哪些现象应用了电磁波？思考生活中除了电视、雷达、移动电话外，还有哪些现象应用了电磁波？ 知识点二电磁波谱、电磁波的能量及电磁波通信知识点二电磁波谱、电磁波的能量及电磁波通信 8 1.电磁波谱电磁波谱 电磁波的频率范围很广，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、电磁波的频率范围很广，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线、 射线等，把这些电磁波按射线等，把这些电磁波按_或或_顺序排列起来，就构成了顺序排列起来，就构成了 _。电磁波谱中的各种波在真空中的传播速度均等于。电磁波谱中的各种波在真空中的传播速度

7、均等于_。不。不 同电磁波具有不同的特性，例如，同电磁波具有不同的特性，例如，_电波中的长波、中波、短波可以用电波中的长波、中波、短波可以用 于广播及其他信号的传输，于广播及其他信号的传输，_可以用于卫星通信、电视等的信号传输。可以用于卫星通信、电视等的信号传输。 _可以用来加热理疗，可见光让我们看见这个世界，也可以用于通信。可以用来加热理疗，可见光让我们看见这个世界，也可以用于通信。 _可以消毒，可以消毒，_片可以用于诊断病情，片可以用于诊断病情，_可以摧毁病变的可以摧毁病变的 细胞。细胞。 波长波长频率频率 电磁波谱电磁波谱光速光速 无线无线 微波微波 红外线红外线 紫外线紫外线X射线射线

8、射线射线 9 2.电磁波的能量电磁波的能量红外线和紫外线的应用红外线和紫外线的应用 _通过实验证实了电磁波的存在，这意味着，电磁场是真正的通过实验证实了电磁波的存在，这意味着，电磁场是真正的_。 电磁波具有能量，电磁波是一种电磁波具有能量，电磁波是一种_。 3.电磁波通信电磁波通信 电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络，这些信息都是通电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络，这些信息都是通 过过_来传递的。电磁波携带的信息，既可以来传递的。电磁波携带的信息，既可以_传播，也可以传播，也可以_ 传播。传播。 赫兹赫兹物质存在物质存在 物质物质 电磁波电磁波有线

9、有线无线无线 10 思考判断思考判断 (1)可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段，其中红光波长最长。可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段，其中红光波长最长。() (2)红外线属于可见光。红外线属于可见光。() (3)紫外线有明显的热效应。紫外线有明显的热效应。() 11 观察探究观察探究 如图所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈。如图所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈。 (1)你能观察到什么现象？你能观察到什么现象？ (2)这种现象说明了什么？这种现象说明了什么？ 答案答案(1)灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生。灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生。 (2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的

10、自由电荷发生了定向运动而形成了电变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电 流。流。 核心要点核心要点对麦克斯韦电磁场理论的理解对麦克斯韦电磁场理论的理解 12 探究归纳探究归纳 1.对麦克斯韦电磁场理论的理解对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的均匀变化的电场在周围空间产生恒定的 磁场磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的 电场电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化不均匀变化的电场在周围空间产生变化 的磁场的磁场 不均匀变化的

11、磁场在周围空间产生变化不均匀变化的磁场在周围空间产生变化 的电场的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场振荡磁场产生同频率的振荡电场 13 2.电场、磁场的变化关系可用下面的框图表示电场、磁场的变化关系可用下面的框图表示 14 试题案例试题案例 例例1 关于电磁场理论，下列说法正确的是关于电磁场理论，下列说法正确的是() A.在电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场在电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场 B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周

12、围一定产生变化的电 场场 C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 思路点拨思路点拨要注意电场或磁场是如何变化的，变化规律不同，产生的场的特点要注意电场或磁场是如何变化的，变化规律不同，产生的场的特点 也不相同。也不相同。 15 解析解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电 场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的

13、磁场，A、B、C错误，错误，D正正 确。确。 答案答案D 16 方法总结方法总结 麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场，麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场， 而产生的电场或磁场如何变化，与原磁场或电场的变化规律有关。而产生的电场或磁场如何变化，与原磁场或电场的变化规律有关。 17 针对训练针对训练1 (多选多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是() A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场 B.工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和

14、电场工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场 C.稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场 D.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 解析解析教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器中流的电流是交变电流，教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器中流的电流是交变电流， 在其周围产生交变磁场和电场，故选项在其周围产生交变磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故正确；稳定的电场不会产生磁场，故 选项选项C错误；只有周期性变化的电场和磁场才能交替产

15、生，由发生区域向外传播错误；只有周期性变化的电场和磁场才能交替产生，由发生区域向外传播 形成电磁波，选项形成电磁波，选项D错误。错误。 答案答案AB 18 观察探究观察探究 1.如图所示，中国女航天员王亚平在如图所示，中国女航天员王亚平在“天宫一号天宫一号”为中小学生授课。思考一下，王为中小学生授课。思考一下，王 亚平授课的视频是怎样传到地面上的？亚平授课的视频是怎样传到地面上的？ 答案答案通过电磁波来传递。通过电磁波来传递。 核心要点核心要点电磁波、电磁波谱及电磁波的应用电磁波、电磁波谱及电磁波的应用 19 2.红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图所示，你知道它的工作原红外体温计

16、不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图所示，你知道它的工作原 理吗？理吗？ 答案答案根据体温越高，辐射红外线越强的原理。根据体温越高，辐射红外线越强的原理。 20 探究归纳探究归纳 1.不同电磁波的比较不同电磁波的比较 21 22 同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定频率由波源决定)，波速、波长发，波速、波长发 生改变。在介质中的速度都比真空中的速度小。不同电磁波在同一种介质中传生改变。在介质中的速度都比真空中的速度小。不同电磁波在同一种介质中传 播时，传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大。播时，传播速度不同，频率越高波速

17、越小，频率越低波速越大。 23 试题案例试题案例 例例2 (多选多选)电磁波与声波比较，下列叙述中正确的是电磁波与声波比较，下列叙述中正确的是() A.电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B.由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大 C.由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大 D.电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关 24 答案答案ABC 25 方法总结对电磁波

18、的理解方法总结对电磁波的理解 (1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中，不同频率的电磁波电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中，不同频率的电磁波 传播速度是相同的传播速度是相同的(都等于光速都等于光速)。 (2)不同频率的电磁波，在同一种介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波不同频率的电磁波，在同一种介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波 速越小。速越小。 26 例例3 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械应用的物理现象，请将相应的字母下面列出一些医疗器械的名称和这些器械应用的物理现象，请将相应的字母 填写在应用这种现象的医疗器械后面的空格上。填写在应用这种现象的医

19、疗器械后面的空格上。 (1)X光机，光机，_。 (2)紫外线灯，紫外线灯，_。 (3)用理疗用理疗“神灯神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯神灯”是利用是利用 _。 A.紫外线具有很强的荧光作用紫外线具有很强的荧光作用 B.紫外线具有杀菌消毒作用紫外线具有杀菌消毒作用 C.X射线的很强的贯穿力射线的很强的贯穿力 D.红外线具有显著的热效应红外线具有显著的热效应 27 解析解析(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁 波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此应用了穿透能力比较强又不会给人波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此应用了穿透能力比较强又不会给人 体造成太大伤害的体造成太大伤害的X射线，选择射线，选择C。 (2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作 用，因此选择用，因此选择B。 (3)“神灯神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线 的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择的热效应，使人体局部受热，血液