(教用word)第13章　4　电磁波的发现及应用-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

4　电磁波的发现及应用 核心素养目标 物理观念 科学态度与责任 1．理解麦克斯韦电磁场理论 2．知道电磁波的概念，并通过电磁波体会电磁场的物质性 3．知道电磁波谱按波长或频率的排序 知道电磁波在生活和生产中的应用 一、电磁场 1．变化的磁场产生电场 (1)实验基础：在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 (2)麦克斯韦对该问题的见解：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在通电导线的作用下发生了定向移动。 (3)实质：变化的磁场产生电场。 2．变化的电场产生磁场 麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，变化的电场也会在空间产生磁场。 3．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 二、电磁波 1．电磁波的产生：如果空间某区域存在周期性变化的电场，那么它就会在空间引起周期性变化的磁场，这一周期性变化的磁场又引起周期性变化的电场——于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 2．电磁波的传播：我们熟悉的声波和水波的传播都离不开介质。电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。 3．电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速。 三、电磁波谱 1．波峰：一列水波中，凸起的最高处叫波峰。 2．波谷：一列水波中，凹下的最低处叫波谷。 3．频率(f)：1 s内波峰(或波谷)通过的次数，叫波的频率。 4．波速：波传播的快慢程度。 5．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系：c＝λf。 6．电磁波的范围：电磁波的范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线，γ射线，都是电磁波。按照电磁波的波长或频率的大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。 7．电磁波的应用：无线电波中的长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传播，微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输。红外线可以用来加热理疗，可见光让我们看到这个世界，也可以用于通信。紫外线可以消毒，X射线可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞。 四、电磁波的能量和电磁波通信 1．电磁场不仅仅是一种描述方式，而且是真正的物质存在；电磁波具有能量。 2．电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在。 (　√　) (2)变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场。 (　×　) (3)红外线的频率比可见光低，不能引起人的视觉，具有热效应。 (　√　) 2．下列说法错误的是(　　) A．变化的磁场周围一定存在着电场 B．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场 C．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 D．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C　解析：变化的磁场产生电场，故A正确；恒定电流周围存在稳定的磁场，故B正确；电场按其是否随时间变化分为稳定电场和变化电场，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场才产生磁场，故C错误，D正确。 3．所有电磁波在真空中传播时，具有的相同物理量是(　　) A．频率 B．波长 C．能量 D．波速 D　解析：不同电磁波在真空中传播时，速度相同，都为光速；频率、波长、能量可能不同，故选D。 4．下列关于电磁波的说法不正确的是(　　) A．变化的磁场能够在空间中产生电场 B．变化的电场能够在空间中产生磁场 C．周期性变化的电场在空间中产生周期性变化的磁场 D．电磁波和水波一样需要介质才能传播 D　解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场能够在空间产生电场，同样变化的电场能够在空间产生磁场，周期性变化的电场在空间中产生周期性变化的磁场，故A、B、C正确；电磁波靠电场和磁场的相互“激发”可以在真空中传播，故D错误。 5．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，下列按波长由长到短排列正确的是(　　) A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线 B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线 C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波 D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线 A　解析：电磁波按波长由长到短的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故选A。 6．下列关于紫外线的几种说法正确的是(　　) A．紫外线是一种紫色的可见光 B．紫外线的频率比红外线的频率低 C．紫外线可使钞票上的荧光物质发光 D．利用紫外线可以进行电视机等电器的遥控 C　解析：紫外线的波长比可见光中紫光的波长短，是不可见光，其频率比可见光及红外线都要高；紫外线有荧光效应，钞票上的荧光物质受到紫外线照射时，会发出荧光，故A、B错误，C正确；电视机等电器都是利用红外线遥控的，故D错误。 　　 　　对麦克斯韦电磁场理论的理解 空间中存在