13.4.2电磁波的发现及应用 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

题目 第4节　能源与可持续发展 课型 新授课 主备人 学习目标 1.了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。 2．理解感应电流的产生条件。 3．能够运用感应电流的产生条件判断是否产生感应电流。 4．了解电磁感应现象的应用。 基础知识 一、电磁场 1．麦克斯韦电磁场理论 英国物理学家麦克斯韦在总结前人对电磁现象研究成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。可定性表述为： 的磁场产生电场 ， 的电场产生磁场。变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一电磁场。 2．电磁场的产生 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磁场；这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……可见，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成了不可分割的统一的电磁场。 二、电磁波 1．电磁波的产生：周期性变化的 周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的 周围会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的 ，这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了 。 2．电磁波的速度 麦克斯韦推算出电磁波的速度等于光速。他还由此提出了光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动。 3．电磁波的验证 赫兹用实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。 4．电磁波的特点 (1)电磁波的传播不需要介质。在真空中传播速度等于光速(c＝3×108 m/s)。 (2)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。 (3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。 (4)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。 三、电磁波谱 1．波峰与波谷：在一列水波中，凸起的 叫作波峰；凹下的 叫作波谷。 2．波长、频率与波速：如图所示，邻近的两个 (或波谷)的距离叫作波长，波长用符号 来表示；波的频率是在1 s内有多少次 (或波谷)通过，频率用符号 来表示；波速是用来描述波传播 的物理量，波速用符号 来表示。 3．波速、波长、频率三者之间的关系：c＝λf，其中c＝3×108 m/s。 4．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来。 5．不同电磁波的特性及应用 作业A 一、单项选择题 1．电磁波在真空中传播的速度c是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为( ) A．2.70 m B．270 m C．3.00 m D．3.33 m 2.如图所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定( ) A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的 B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的 C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的 D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的 3．甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340 m/s)( B ) A．甲先听到声音 B．乙先听到声音 C．甲、乙同时听到声音 D．不能确定 4．下列家用电器中应用电磁波工作的是( ) A．电饭锅 B．洗衣机 C．微波炉 D．冰箱 5．用绝缘工具将如图所示的带电的平行板电容器的两个极板间的距离缓慢均匀增大的过程中，在电容器周围空间( ) A．会产生变化的磁场 B．会产生稳定的磁场 C．不产生磁场D．会产生周期性变化的磁场 二、多项选择题 6．把电磁波按波长大小的顺序排列成谱，如图所示，由电磁波谱可知( ) A．微波是不可见光 B．红外线可以灭菌消毒 C．紫外线的波长比红外线长 D．X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构 7.第5代移动通信技术(简称5G)，是新一代蜂窝移动通信技术，数据传输速率比4G LTE蜂窝网络快100倍。下表为5G使用的无线电波的频率范围。已知光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s,1 MHz＝1×106 Hz，下列说法正确的有( ) 频率范围名称 对应的频率范围 FR1 450 MHz～6 000 MHz FR2 24 250 MHz ～52 600 MHz A．在真空中传播时，FR1比FR2中的无线电波的波长更长 B．在真空中传播时，FR2比FR1中