第21章 电磁波及其应用-【重难点手册】2024-2025学年九年级下册物理（人教版）

21 第二十一章电磁波及其应用 重点和难点 课标要求 1.知道电磁波.知道电磁波在真空中的传播速度.知 道波长、频率和波速 重点：电磁波的产生和传播，无 2.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的 线电广播及电视信号的发射和接收影响. 过程 3.了解物理学在信息技术中的应用 4.了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任 感和使命感. 01一必备知识梳理一◆ 重难点1电磁波的海洋 看到屏幕上显示接收到了信息，此实验表明电 1.电磁波的产生 磁波能在真空中传播。 (1)实验探究电磁波的产生：打开收音机， (2)电磁波的传播：电磁波可以在真空中 将开关旋至没有电台的位置，将音量开大；取 传播，也可以在固体、液体和气体中传播，也就 一节干电池和一根导线，拿到收音机附近；先 是说电磁波的传播不需要介质。 将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的 3.电磁波的波长、频率和波速 另一端与电池的正极摩擦，使它们时断时续地 电磁波的波长是振动一次向远处传播的 接触 距离.电磁波的频率是1s振动的次数，单位是 (2)电磁波的产生：导线中迅速变化的电流 赫兹.另外，还常用千赫(kHz)和兆赫(MHz). 电磁波频率越高，波长越短。 会在它的周围空间激起电磁波. (3)电磁波的特点：电磁波看不见、摸不 扬展延伸 着，但它能给我们传递很多信息。 对电磁波的理解 (4)类比于水波和声波的产生：木棍在水 1.电磁波的波长（入）、频率(f)与波速(c) 面上振动会产生水波；说话时声带的振动在空 的关系：c=λf: 2.电磁波传播的特点 气中形成声波.同理，当电路中有迅速变化的 (1)不需要介质， 电流（振荡电流）时，便会在周围空间激起电磁 (2)在空中向各个方向传播. 波.（类比思想） (3)不同频率、不同波长的电磁波在真 2.电磁波的传播 空中传播的速度相同，大小均为c=3× (1)探究电磁波的传播：将移动电话放在 108m/s,即等于光速，可以粗略地认为，电磁 真空罩中，并给这个移动电话打电话，我们会 145 重避点手细九年级物理R) 强度微波辐射会产生白内障 波在空气中传播的速度与其在真空中传播 ③低功率微波辐射对循环系统的影响：主 的速度相等， 要表现为心悸、心前区疼痛、胸闷等症状及心 3.所有的光线都是电磁波（包括可见光 电图异常率增加、窦性心动过缓加不齐、心脏 和看不见的光) 束支传导阻滞等，另外血压、血象、脑血流、微 4.电磁波及其应用 循环也会有不同程度的改变 (1)电磁波的大家族：短波、中波、长波、红 ④电磁辐射对免疫系统也有影响， 外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线等都是电 例①(2025·咸宁外国语学校月考)如图 磁波 所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位 如图所示 置，将音量开大，取一节干电池和一根导线，先 10-10-0 10410210 10 10波长/cm 微波 将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的 另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时 可 红 毫米波 厘分 长 超短波 㬊 波 续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声.关 魔 于这个实验，下列说法错误的是( 无线电波 3×10°3×103×10“3×109 3×10频率/Hz (2)电磁波的应用 ①无线电波：广播、电视和移动电话等， ②红外线：遥控、遥感等， ③紫外线：杀菌、验钞等. A.这个实验对电池有损害，最好用引旧电池 ④X射线：用于医疗上诊断是否骨折等 来做 ⑤Y射线：金属探伤. B.迅速变化的电流能够产生电磁波 (3)微波炉：微波炉内有一个微波发生器， C.收音机可以接收到电磁波信号 能产生频率非常高的电磁波一微波.在微波 D.电磁波只能在空气中传播 的作用下，食物分子剧烈振动，食物内能增大 解析将导线的一端与电池的负极相连， 电磁波可以深入食物内部，所以食物内部和外 另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时 部几乎同时变熟。 续地接触，这样会损伤电池，故A正确；先将导 (4)电磁波对人体的影响：我们生活在电 线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一 磁波的海洋中，电磁波给我们带来了便利，但 端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，电路 它也会给人体带来一定的危害。 中有时断时续的电流出现，迅速变化的电流产 ①对中枢神经系统的影响：射频微波电磁 生了电磁波，产生的电磁波被收音机接收到， 辐射的健康危害主要表现为神经衰弱症候群， 听到“喀喀”的声音，故B正确；收音机接收到 其症状主要有头痛、头晕、记忆力减退、注意力 的声音是通过电磁波传播的，故C正确；电磁 不集中、抑郁、烦躁等。 波能在真空中传播，故D错误。 ②对人眼的影响：国内外许多报道认为高 答案D 146 第二十-章电磁波及其应用 重难点2广播、电视和移动通信 电流上 1.无线电广播信号的发射和接收 天线—将高频信号发射到空中 (1)发射过程：无线电广播信号的发射由 (2)电视接收机工作过程(如图乙所示). 广播电台完成，如图甲所示. 天线接收包含声音、图像信息的高频 声音 话筒 信号 调制器 加载到高频 电信号 信号 电磁波上 接收机——取出并放大图像和音频电信号 天线 显示器—还原图像信号 发射出去 音频放大—将微弱音频电信号放大并 载波 输出 发生器 ((((\mu，z)))) 3.移动通信信号的发射和接收 调制器 和放大器 移动电话实际上是一个小型的无线电发射 台和无线电接收台的组合.应理解以下几点： 甲 (2)接收过程：无线电广播信号的接收由 收音机完成，如图乙所示. 天线 调谐器 各种电磁波 特定频率电磁波 电子电路 扬声器 取出音频信号并放大 声音 (1)移动电话和固定电话的工作原理基本 选台 相同，只是固定电话的信号是由导线中的电流 和解调 来传递的，而移动电话是由空间的电磁波来传 递信号的.在你讲话时，它用电磁波把信号发 射到空中；同时，它又能在空中捕获电磁波，得 乙 2.电视信号的发射和接收 到对方讲话的信息. 电视用电磁波传递图像和声音信号. (2)手持移动电话体积小，发射功率不大，天 线也很简单，灵敏度不高.为了保障通话质量，必 摄像机 发射机 须建立较大的固定天线电台进行信号的转接，这 种固定的电台叫作基地台，基地台与电话交换机 音频放大 相连.上图演示了移动电话的工作方式. 甲 (3)早期也用到无绳电话，无绳电话很像 接收机 显示器 普通电话机，只是座机与手机之间没有电话线 相连.无绳电话的座机与手机上各有一个天 音频放大一口办扬声器 线，它们之间靠无线电波来沟通 乙 例如图是电视的发射和接收原理图， (1)图像信号工作过程(如图甲所示). 图乙中显示器的作用是将接收的图像电信号 摄像机—将图像转换成电信号 还原成，扬声器的作用是将音频电信 发射机—将电信号加载到频率很高的 号转化成. 147 重避点手细九年级物理R) 星，就几乎覆盖了全部地球表面，可以实现全 摄像机 发射机 球通信. 3.光纤通信 话筒必d一音频放大 (1)光纤通信的特点 甲 用光波段的频率通信，由于它的频率比中 接收机一显示器 波、短波、微波要高得多，所以频率资源丰富， 传递信息更广、更多、更快捷， 音频放大一山口》扬声器 (2)激光 乙 激光的特点：频率单一，方向高度集中，在 解析电视用电磁波传递图像信号和声音 传播很远的距离后仍能保持一定的强度， 信号，电视机接收并把这样的高频信号提取出 (3)光导纤维 来并放大，然后由电视显像管将电信号转化成 光导纤维是很细的玻璃丝，通常将数条光 图像，扬声器是把电信号转化为声音. 纤一起敷上保护层制成光缆，用来传递电视、 答案图像；声音 电话等多种信息. 重难点3卫星通信和光纤通信 (4)光纤通信的过程 1.微波通信 光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次 信息理论表明，作为载体的无线电波，频 反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息 率越高，相同时间内传输的信息就越多， 传到了远方 (1)微波的特点 4.网络通信 微波比中波、短波的频率更高，可以传递 网络通信的主要形式是电子邮件 更多的信息，但微波的性质更接近光波，大致 电子邮件的优点：电子邮件像电话一样 沿直线传播，不能沿地球表面绕射. 快，像信一样方便，可以在任何地方打开信箱 (2)微波通信的过程 来查看，除传递文字外，也可以把照片、语言等 微波通信需要建立中继站，每隔50km左 任何信息变成数字文件传递出去。 右就有一个，把上一站传来的信号处理后，再 电子邮件都是发到服务器上的，待对方开 发射到下一站去，而且信号传送的距离越远， 机时，服务器再把它发给对方.甲、乙两地的服 需要的中继站越多 务器可以通过导线、光缆、微波进行传输， 2.卫星通信 例3光纤的纤芯是一种由塑料制成的纤 (1)卫星通信的概念 维，如图所示，纤芯外的包层可以保证光进入 通信卫星就像一个无人值班的“空中微波中 纤芯后全部发生反射，从而避免了光的损失 继站”，它把从地面站发射来的电信号经过放大变 下列能正确表示光在纤芯中传播路径的是 频后再发送回地面接收站，这就是卫星通信 (2)卫星通信的特点 包房 微波中继站的数量少，可以实现跨洋发 送.在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫 包层纤芯 148 第二十一章 电磁波及其应用么型 解析光传播在纤芯与包层的界面上发生 射角 全反射，不存在折射，光反射时反射角等于入 答案A 02关健能力提升。 关键点1 声波与电磁波的区别 其中空气.然后打电话呼叫手机，看到背景灯 声波 光亮却听不到铃声.该现象说明(). 电磁波 A.声音和电磁波都能在真空中传播 产生原因 由发声体振动产生 由大小和方向快速 变化的电流产生 B.声音和电磁波都不能在真空中传播 C.声音能在真空中传播，电磁波不能在真 传播可以没有介 传播介质 传播一定要有介质， 空中传播 真空中不能传声 质，真空中也能传 播电磁波 D.声音不能在真空中传播，电磁波能在真 空气中传 空中传播 播的速度 约为340m/s 约为3×103m/s 解析电磁波的传播不需要介质，能在真 屏蔽方法 用真空罩屏蔽 用金属罩屏蔽 空中传播；声音的传播需要介质，不能在真空 例④将手机“背景灯光提示”和“声音提 中传播，故D正确，ABC错误. 示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去 答案D 03核心泰养聚焦。 考向1电磁波及其应用 3×108m/s 例5(2024·湖北中考)我国于2018年和 D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊 2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星， 桥号用时更短 架起了地球与月球背面通信的“天桥”.相比于 解析声音的传播需要介质，真空不能传 鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了 声，鹊桥号利用电磁波进行信号传输，故A错 反射率更高的镀金钼丝天线.下列说法不正确 误，B正确：镀金钼丝天线反射的信号靠电磁波 的是( 传播，电磁波的传播速度为3×108m/s,故 鹊桥号 C正确；由题意可知，相比于鹊桥号，鹄桥二号 距月球更近，所以信息从月球背面传到鹊桥二 月球 地球 号比到鹊桥号用时更短，故D正确. 酒静标二号 答案A 核心康养 A.鹊桥号利用声波进行信号传输 本题考查了声音和电磁波的传播及电 B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输 磁波的应用，体现了物理观念、科学思维和 C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为 科学态度与责任的核心素养要求 149