微专题17：电磁波的发现及应用 专项训练 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

微专题17：电磁波的发现及应用

 

一、电磁场与电磁波

1.麦克斯韦电磁场理论

（1）变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场也在周围空间产生磁场．

（2）均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场．

（3）振荡的磁场产生同频率振荡的电场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场．

（4）周期性变化的电场和磁场相互联系，形成一个统一的场，就是电磁场，而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波．

2．电磁场：变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体．

3．电磁波

(1)电磁波的产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波．

(2)电磁波的特点

①电磁波可以在真空中传播．

②电磁波的传播速度等于光速．

③光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动．

(3)电磁波的波速

①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率．

电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf.

②电磁波在真空中的传播速度c＝3×108 m/s.

二、电磁波谱与电磁波的能量

1．电磁波谱

(1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱．

(2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．

2．不同波长的电磁波的比较

3．电磁波的能量

(1)光是一种电磁波，光具有能量．

(2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质

例题精练

1．有关电磁场理论下列说法正确的是（　　）

A．变化的磁场一定产生变化的电场 

B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 

C．稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场 

D．变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波

1．D 【解答】解：A、根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的磁场，产生稳定的电场，非均匀变化的磁场，产生变化的电场，故A错误；

B、根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的电场，产生稳定的磁场，非均匀变化的电场，产生变化的磁场，故B错误；

C、稳定的磁场周围没有电场产生，故C错误；

D、根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的电场，产生稳定的磁场，非均匀变化的电场，产生变化的磁场，变化的电场和变化 的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波，故D正确。

2．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　）

A．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用             

B．紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康

C．X射线、γ射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应 

D．手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象

2.D 【解答】解：A、人们利用红外线来测温，是利用红外线的热效应，体温越高人体发射

的红外线越强，温度较低，仍发射红外线，故A错误；

B、由电磁波长频率关系结合图示知，紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康，故B错误；

C、由光电效应方程Ek＝hγ﹣W0知，频率越大越容易发生光电效应，X射线、γ射线频率较高，易发生光电效应，故C错误；

D、无线电波波长较长，物体和障碍物尺寸很容易接近无限电波波长，容易观察到衍射现象，故D正确。

随堂练习

1．关于下列说法，正确的是（　　）

A．X射线可以用于机场检查箱内的物品 

B．雷达是利用电磁波中的长波遇到障碍物时能绕过去的特点来更好地追踪目标的 

C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 

D．根据麦克斯韦电磁场理论知，变化的电场一定产生变化的磁场

1.A 【分析】X射线是由原子中的内层电子发射的，具有较强的穿透性。电磁波中波的波长短，不容易发生衍射。紫外线具有荧光作用。根据电磁理论：变化的电场一定产生的磁场，变化的磁场一定产生电场。

【解答】解：A、X射线的频率较高，穿透力较强，医学上常用X射线作透视检查，也可用于机场检查箱内的物品，故A正确；

B、雷达是利用电磁波中波长较短，不容易发生衍射，从而追踪目标，故B错误；

C、紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，故C错误；

D、根据麦克斯韦电磁理论：均匀变化的电场产生稳恒的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，故D错误。

【点评】此题考查了X射线的特性、电磁波谱和麦克斯韦电磁场理论等相关知识，解题的关键是掌握红外光与紫外线的区别，理解雷达的工作原理，注意电场的变化有均匀变化与非均匀变化两种形式。

2．2019年被称为5G元年，这一年全球很多国家开通了5G网络，开起了一个全新的通信时代，即万物互联的物联网时代。5G网络使用的无线电电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段（如图），比目前4G通信频率是在0.3GHz﹣3.0GHz的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（　　）