新教材2025版高中物理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新人教版必修第三册

4.电磁波的发觉及应用新课程标准核心素养目标1.通过试验，了解电磁波，知道电磁场的物质性2．通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响3．知道光是一种电磁波物理观念了解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产朝气理，知道电磁波的特点科学思维通过电磁场理论建立过程，体会自然界对称、和谐之美；培育学生的逻辑推理和类比推理实力科学看法与责任了解麦克斯韦在物理学发展中的贡献，体会其探讨物理问题的方法；了解电磁波在现代生活中的应用，激发学生对科学的热忱必备学问·自主学习——突出基础性素养夯基一、电磁场1.麦克斯韦电磁场理论(1)改变的磁场产生电场①在改变的磁场中放入一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生改变，电路中会产生________．这个现象的实质是改变的磁场在空间产生了________．②即使在改变的磁场中没有闭合电路，也同样会在空间产生________．(2)改变的电场产生磁场改变的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生________，即________的电场产生磁场．2．电磁场：改变的________和________相互联系，所形成的不行分割的统一体．二、电磁波1．产生：________改变的电场和________改变的磁场交替产生，由近及远地向四周传播，形成电磁波．2．特点(1)电磁波________在真空中传播．(2)电磁波的传播速度等于________．(3)光在本质上是一种电磁波．即光是以________形式传播的一种电磁振动．3．赫兹试验证明了________的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性．[情境思索]如图所示，斗争中，天上有卫星，空中有战机，地上有战车，海里有战舰．你知道是什么把这些战场要素连成一个有机的整体的吗？提示：电磁波．三、电磁波谱电磁波的能量电磁波通信1．电磁波谱(1)概念：按电磁波的________或________大小的依次把它们排列起来，就是电磁波谱．(2)电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝________．(3)电磁波在真空中的速度c＝________．(4)各种电磁波按波长由大到小排列依次为：________、红外线、________、________、X射线、γ射线．(5)各种电磁波的特性①无线电波：用于________、卫星通信、________等的信号传输．②红外线：用来________等．③可见光：照亮自然界，也可用于________．④紫外线：用于________．⑤X射线：用于诊断病情．⑥γ射线：可以摧毁________________．2．电磁波的能量(1)光是一种电磁波，光具有能量．(2)电磁波具有________，电磁波是一种物质．【思索辨析】推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)改变的电场肯定产生改变的磁场．()(2)恒定电流四周产生磁场，磁场又产生电场．()(3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108m/s.()(4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在．()(5)电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/s.()(6)光也是一种电磁波．()关键实力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一麦克斯韦电磁场理论探究总结1.麦克斯韦电磁场理论(1)改变的磁场四周会产生电场麦克斯韦提出，在改变的磁场四周会激发出一种电场，不管有无闭合电路，改变的磁场激发的电场总是存在的，如图所示．(2)改变的电场四周会产生磁场麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生改变，就会在其四周产生磁场．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的磁场不产生电场恒定的电场不产生磁场匀称改变的磁场在四周空间产生恒定的电场匀称改变的电场在四周空间产生恒定的磁场不匀称改变的磁场在四周空间产生改变的电场不匀称改变的电场在四周空间产生改变的磁场周期性改变的磁场产生同频率的周期性改变的电场周期性改变的电场产生同频率的周期性改变的磁场典例示范例1关于电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场四周肯定产生磁场，改变的磁场四周肯定产生电场B．在改变的电场四周肯定产生改变的磁场，在改变的磁场四周肯定产生改变的电场C．匀称改变的电场四周肯定产生匀称改变的磁场D．周期性改变的电场四周肯定产生周期性改变的磁场针对训练1下列关于电磁场的说法正确的是()A．电磁场的本质是电场B．电磁场的本质是磁场C．电磁场是电场和磁场的统称D．电磁场是周期性改变的电场和磁场交替产生而形成的不行分别的统一体探究点二电磁波的理解探究总结1.电磁波的形成示意图2．电磁波的特点(1)在传播方向上，随意一点的E和B都随时间周期性改变，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图．(2)电磁波可以在真空中传播．电磁波在真空中传播速度等于光速c＝3×108m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的放射过程就是辐射能量的过程．(4)只有周期性改变的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．(5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．3．电磁波的波速对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.典例示范例2(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC.电磁波由真空进入介质中传播时，波长将变短D．电磁波由真空进入介质中传播时，频率将变大针对训练2[2024·江苏南通检测]我们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统运用频率为10.23MHz(1MHz＝106Hz)的电磁波，手机工作时运用频率为800～1900MHz的电磁波，家用5GWi­Fi运用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时运用频率为1018Hz的电磁波．关于这四种电磁波的说法正确的是()A．家用5GWi­Fi电磁波的波长最长B．GPS定位系统运用的电磁波在真空中的速度最大C．地铁行李安检时运用的电磁波利用了其穿透本事D．手机工作时运用的电磁波是频率范围最大的，因此在真空中传播的速度范围也最大针对训练3电磁波在真空中传播的速度c＝3×108m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0MHz，这个电台放射的电磁波的波长λ为()A．2.70mB．270mC．3.00mD．3.33m探究点三电磁波谱的应用导学探究中国“北斗”导航可以时刻告知车行驶过程的详细位置、车速，手机可以使两个人随时保持联系等，这一切都是因为电磁波这一大家族的作用．电磁波是如何产生的？这一大家族还有哪些成员？在实际生活中都有哪些作用？探究总结1.电磁波谱电磁波按波长由大到小排列依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广袤的电磁波谱．2．不同波长的电磁波的应用种类特征主要应用无线电波波动性强无线电技术红外线热效应强红外线遥感、加热理疗可见光引起视觉照明、摄影紫外线化学效应强，荧光效应强，能杀菌医用消毒X射线贯穿性强检查、探测、医用透视γ射线贯穿本事更强工业探伤、摧毁病变的细胞提示：(1)波长越长的电磁波频率越低，能量越低，衍射实力越强，穿透力越差．(2)波长越短的电磁波频率越高，能量越高，衍射实力越弱，穿透力越强．3．电磁波谱中的各部分没有严格的分界线．无线电波的微波部分和红外线的一部分重叠；紫外线和X射线的一部分重叠；γ射线和X射线的一部分重叠．4．电磁波在真空中传播的速度大于在介质中传播的速度，并满意c＝λf.典例示范例3关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中X射线波长相同针对训练4(多选)关于电磁波的应用，下列说法正确的是()A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B．工业上利用γ射线检查金属部件内有无砂眼或裂缝C．刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，辨别率高D．卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线穿透实力较强针对训练5雷达在搜寻目标时，接收到回波所用时间为1.2×10－4s，则此目标距雷达()A．36kmB．72kmC．18kmD．9km课堂检测·素养达标——突出创新性素养达标1.高原上的人皮肤乌黑的缘由是()A．与高原上人的生活习惯有关B．与高原上的风力过大有关C．与高原上紫外线辐射过强有关D．由遗传基因本身确定的2．下列说法中正确的是()A．各种电磁波中穿透实力最弱的是γ射线B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用C．X射线的穿透本事比γ射线更强D．低温物体不能辐射红外线3．某电路中电场随时间改变的图像如下列选项所示，能放射电磁波的电场是()4．在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率大小关系是()A．红外线的频率最大，可见光的频率最小B．伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小C．可见光的频率最大，红外线的频率最小D．伦琴射线的频率最大，可见光的频率最小5．某卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标．这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车．对遥感照相机敏感的电磁波属于()A．可见光波段B．红外线波段C．紫外线波段D．X射线波段4．电磁波的发觉及应用必备学问·自主学习一、1．(1)感应电流电场电场(2)磁场改变2．电场磁场二、1．周期性周期性2．(1)可以(2)光速(3)波动3．电磁波三、1．(1)波长频率(2)λf(3)3×108m/s(4)无线电波可见光紫外线(5)广播电视加热理疗通信消毒病变的细胞2．(2)能量思索辨析答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√关键实力·合作探究探究点一【例1】【解析】要留意电场或磁场是如何改变的，改变规律不同，产生的场的特点也不同．依据麦克斯韦电磁场理论，只有改变的电场能产生磁场，匀称改变的电场产生稳定的磁场，非匀称改变的电场产生改变的磁场．【答案】D针对训练1解析：电磁场是周期性改变的电场和磁场交替产生而形成的不行分别的统一体．答案：D探究点二【例2】【解析】电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播，形成电磁波，选项A正确；电磁波只有在真空中时波速为3×108m/s，在其他介质中波速均小于3×108m/s，选项B错误；电磁波从真空进入介质中，频率不变，波速减小，依据λ＝cf知，波长λ【答案】AC针对训练2解析：电磁波波长越长，频率越小，GPS定位系统的电磁波波长最长，故A错误；电磁波在真空中传播速度是相同的，都是光速，与频率无关，故B、D错误；地铁行李安检时运用的电磁波利用了其穿透本事，故C正确．答案：C针对训练3解析：依据c＝λf可得，λ＝3×答案：D探究点三提示：周期性改变的电场产生周期性改变的磁场，周期性改变的磁场产生周期性改变的电场，两者交替产生由近及远地传播形成电磁波；包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．无线电波可以传播广播、电视信号等；红外线可以制成红外遥感器；可见光可以用于摄影．紫外线可以用于杀菌．X射线可以用于诊断病情；γ射线可以用于摧毁病变细胞．【例3】【解析】电磁波可以传播信息，声波也能传递信息，A错误；太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“B超”中的超声波传播速度，C错误；遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中X射线波长，D错误．【答案】B针对训练4解析：医院里用紫外线杀菌消毒，A错误；卫星用红外遥感技术拍摄云图照片是利用了一切温度不同的物体都有频率不同的红外辐射的特点，再说红外线穿透实力并不强，故D错误，B、C正确．答案：BC针对训练5解析：s＝c·12t＝3×105×12×1.2×10答案：C课堂检测·素养达标1．解析：高原上的紫外线辐射比平原高许多，而紫外线对皮肤有生理作用，可使皮肤变黑且粗糙．答案：C2．解析：在各种电磁波中，γ射线的频率最高，穿透实力最强，故A选项错误；频率越高，穿透本事越强，故C选项错误；一切物体都能辐射红外线，故D错误，正确选项为B.答案：B3．解析：A中电场不随时间改变，不会产生磁场；B和C中电场都随时间匀称改变，只能在四周产生稳定的磁场，不会产生和放射电磁波；D中电场随时间做不匀称的改变，能在四周空间产生改变的磁场，而磁场的改变也