第二十一章 电磁波及其应用 教材图文解读 2025-2026学年人教版九年级物理全一册

第二十一章 电磁波及其应用 第1节 电磁波的海洋 1. 打开收音机的开关，调至没有电台的位置，将音量开大。取一节旧干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，可以听到收音机发出“咔咔”声（图21.1-1）。实验中导线与电池时断时续地接触，产生迅速变化的电流，电能生磁、磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波，可以用来传递信息，收音机接收到电磁波，发出了“咔咔”声。 2. 电磁波也可用波长、频率和波速来描述。各种可见光和不可见光都是电磁波。 3. 把一部手机放在真空罩中，抽掉空气后，给这部手机打电话（图21.1-3）。实验看到，放在抽掉空气的真空罩中的手机可以收到罩外传给它的电磁波，这说明电磁波可以在真空中传播。实验中可以听到手机响铃声，这可以说明声音传播需要介质。 4. 太空中没有空气，声音无法传播，所以航天员在太空可以用电磁波来通信。真空中电磁波的波速为c，目前公认约为c=3×108m/s。 5. 电磁波频率的单位也是赫兹。因为通常电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。这些单位间的换算关系是1 MHz=1000kHz ，1 kHz=1000Hz。 6. 日常生活中可以看到各种各样的天线，它们有的是发射电磁波的，有的是接收电磁波的。我们学过的可见光、红外线和紫外线也属于电磁波。X射线、y射线是频率很高的电磁波。 7. 生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波。这种电磁波的波长在无线电波中较短，叫作微波。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。由于微波可以深入食物内部，所以用微波炉做饭时食物的内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。 8. 上图中不同用途的电磁波，波长和频率是不同的，波速是相同的。 9. 观察下图所示的收音机刻度板。当广播电台发射图中最高频率的电磁波时，线路中的电流方向每秒变化多少1.08×108次，收音机的接收波段中有中波和短波，其中短波的波长较短，频率较高。 10. 在我们的生活中，很多地方都应用了电磁波，如①用于医疗诊断的X射线、②烘烤食物的红外线、③消毒的紫外线，④收音机接收的短波⑤舞台效果中的红光⑥蓝光等。请你按照波长由长到短的顺序排序为④⑤⑥②③①。 第2节 广播、电视和移动通信 1. 我们看电视，用手机浏览网页，打电话灯都是利用电磁波来传递各种信息的。 2. 无线电广播信号的发射由广播电台通过天线产生电磁波并发射到空中完成，信号的接收由收音机的天线完成，它能接收到各种各样的电磁波。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定频率的信号。扬声器把音频电信号转换成声音，我们就听到广播电台的节目了。电视机的接收天线接收电磁波，由显示器把含有图像信号的电磁波还原成图像。 3. 手机既是无线电发射台又是无线电接收台：它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。手机跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫作基站。如图城市中高大建筑物上或者高山上常常可以看到移动通信基站的天线。 4. 无线电广播信号是由广播电台发送的，请在方框中将电磁波信号产生和发射流程中使用的装置补充完整。 天线 话筒 第3节 卫星通信和光纤通信 1. 在无线电波中，微波的波长短，频率高。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话（图21.3-1）。微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。需要中继站才能把微波信号传递到远方。 2. 现在，人类可以用同步卫星作为微波通信的中继站来进行通信。它们大多是相对地球是静止的，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置3颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，就可以利用它们进行通话、定位、视频传输、转播电视节目等，实现真正的全球通信。 3. 利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。例如，北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施（图21.3-5）。 4. 1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。物理学家提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的梦想得以实现。通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（简称光纤）里传播。 5. 光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常将数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输的信息量很大，它的传播速度和其他电磁波其实是一样的。 6. 某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，5G采用的电磁波传播速度等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）4G采用的电磁波传播速度，这里的“快”指的是相同的时间内传输的信息量更大。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二十一章 电磁波及其应用 第1节 电磁波的海洋 1. 打开收音机的开关，调至没有电台的位置，将音量开大。取一节旧干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，可以听到收音机发出“咔咔”声（图21.1-1）。实验中导线与电池时断时续地接触，产生迅速变化的______，电能生_____、磁能生______，变化的电流在空间激起（产生）_________，可以用来传递信息，收音机接收到_________，发出了“咔咔”声。 2. 电磁波也可用________、________和波速来描述。各种可见光和不可见光都是________。 3. 把一部手机放在真空罩中，抽掉空气后，给这部手机打电话（图21.1-3）。实验看到，放在抽掉空气的真空罩中的手机可以收到罩外传给它的电磁波，这说明电磁波_______________。实验中可以听到手机响铃声，这可以说明________________________。 4. 太空中没有空气，________无法传播，所以航天员在太空可以用________来通信。真空中电磁波的波速为c，目前公认约为c=________m/s。 5. 电磁波频率的单位也是赫兹。因为通常电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。这些单位间的换算关系是1 MHz=________kHz ，1 kHz=________Hz。 6. 日常生活中可以看到各种各样的______它们有的是发射电磁波的，有的是接收电磁波的。我们学过的可见光、红外线和紫外线也属于电磁波。X射线、y射线是频率很_____的电磁波。 7. 生活中常见的微波炉是用________来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波。这种电磁波的波长在无线电波中较______，叫作微波。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得_____能增加，温度升高。由于微波可以深入食物内部，所以用微波炉做饭时食物的内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。 8. 上图中不同用途的电磁波，______________是不同的，______________是相同的。 9. 观察下图所示的收音机刻度板。当广播电台发射图中最高频率的电磁波时，线路中的电流方向每秒变化多少_________次，收音机的接收波段中有中波和短波，其中短波的波长________，频率________。 10. 在我们的生活中，很多地方都应用了电磁波，如①用于医疗诊断的X射线、②烘烤食物的红外线、③消毒的紫外线，④收音机接收的短波⑤舞台效果中的红光⑥蓝光等。请你按照波长由长到短的顺序排序为______________________________。 第2节 广播、电视和移动通信 1. 我们看电视，用手机浏览网页，打电话灯都是利用__________来传递各种信息的。 2. 无线电广播信号的发射由广播电台通过天线产生_________并发射到空中完成，信号的接收由_________的天线完成，它能接收到各种各样的电磁波。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定频率的信号。_________把音频电信号转换成声音，我们就听到广播电台的节目了。电视机的接收天线接收电磁波，由_________把含有图像信号的电磁波还原成图像。 3. 手机既是无线电发射台又是无线电接收台：它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。手机跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫作_________。如图城市中高大建筑物上或者高山上常常可以看到移动通信基站的_________。 4. 无线电广播信号是由广播电台发送的，请在方框中将电磁波信号产生和发射流程中使用的装置补充完整。 第3节 卫星通信和光纤通信 1. 在无线电波中，微波的波长______，频率______。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话（图21.3-1）。微波的性质接近光波，大致________传播，不能沿地球表面绕射。需要_________才能把微波信号传递到远方。 2. 现在，人类可以用__________作为微波通信的中继站来进行通信。它们大多是相对地球是_________的，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置____颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，就可以利用它们进行通话、定位、视频传输、转播电视节目等，实现真正的全球通信。 3. 利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。例如，_________导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施（图21.3-5）。 4. 1960年，_____国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。物理学家提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的梦想得以实现。通信用的激光一般在特殊的管道——_____________（简称光纤）里传播。 5. 光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次_______后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常将数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很_______，所以光在一定时间内可以传输的信息量很______，它的传播速度和其他电磁波其实是一样的。 6. 某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，5G采用的电磁波传播速度_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）4G采用的电磁波传播速度，这里的“快”指的是______________________ ________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$