13.4 电磁波的发现及应用 教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

本文围绕电磁波的发现及应用展开，涵盖麦克斯韦电磁场理论、电磁波谱等核心知识。承接电磁感应相关内容，为后续深入学习电磁学奠基，呼应物理学科主题。通过知识梳理、题型练习，培养学生物理观念、科学思维等核心素养，在分析题目中强化科学推理能力。 该设计亮点在于以练促学，通过多样化题目巩固知识。从学生层面看，能提升其对知识的理解与应用能力；从教师层面看，提供了清晰的授课素材；从课堂效果看，有效突破教学难点，加深学生对电磁波知识的掌握。

第十三章 电磁感应与电磁波初步 课时13.4 电磁波的发现及应用 1. 了解麦克斯韦电磁场理论的基础内容。 2. 通过实验，了解电磁波的基本特点,知道电磁波的物质性和赫兹实验及其重要意义。 3. 知道电磁波谱，知道各种可见光、不可见光与无线电波一样,也是电磁波。 4. 了解不同波长(或频率)范围内的电磁波的特性以及应用。 （一）电磁场 电磁波 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：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。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. 麦克斯韦对电磁波的预言 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了电磁波。 注：赫兹证实了电磁波的存在。 （二）电磁波谱 1. 描述电磁波的三个物理量：波速c、波长λ、频率f。它们之间的关系是波速=波长×频率。电磁波在真空中的传播速度都等于光速，在介质中的传播速度均小于光速。 2. 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，就是电磁波谱。按波长从大到小的顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 基础过关练 题组一　电磁场与电磁波 1.(2025广东深圳期中)下列关于电磁场理论的叙述不正确的是 (　　) A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D.电场周围存在磁场，磁场周围存在电场 2.(2025湖北十堰期末)有四种磁场，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是 (　　) 　　　 A.这四种磁场都能产生电场 B.除了图甲，其他三种磁场都可以产生电场 C.只有图丙中的磁场可以产生电磁波 D.除了图甲中的磁场，其他三种磁场都可以产生电磁波 题组二　电磁波谱及能量 3.(2025江苏南通期中)为了消杀病毒，防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭，人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法错误的是 (　　) A.红外线的波长比紫外线的长 B.紫外线能消杀病毒是因为具有较高的能量 C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D.红外线感应开关通过接收人体辐射的红外线来控制电路通断 4.(2025广东惠州期中)使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基站及耳机的信号传输如图所示，以下说法正确的是 (　　) A.蓝牙通信的电磁波是可见光 B.蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短 C.两种电磁波都不能在真空中传播 D.在真空中蓝牙通信的电磁波波速小于光速 题组三　电磁波的应用 5.(2025广东茂名期中)关于电磁波的特性，下列说法正确的是 (　　) A.X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视 B.红外线波长短，分辨率高，侦察上可用红外线拍摄指纹照片 C.雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天、能见度低的黑夜不能使用 D.空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 6.(2025安徽合肥期中)“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速c=3.0×108 m/s，下列说法正确的是 (　　) A.天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B.天眼只能在白天晴朗的天气工作 C.天眼接收的射电波的频率区间为108~109 Hz D.天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 答案与分层梯度式解析 第十三章　电磁感应与电磁波初步 4　电磁波的发现及应用 基础过关练 1.D 2.B 3.C 4.B 5.D 6.C 1.D　变化的磁场产生电场，当变化的磁场中有闭合回路时，回路中有感应电流，若无闭合回路，电场仍然存在，与电路是否闭合无关，A正确；周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的，且频率相同，B正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场和磁场相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场，C正确；变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，而恒定的电场不能产生磁场，恒定的磁场不能产生电场，D错误。选D。 2.B　根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故题图乙、丙、丁中的磁场都可以产生电场，A错误，B正确；均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故题图丙、丁中的磁场可以产生电磁波，C、D错误。 3.C　真空中所有电磁波的传播速度都相同，均等于光速，故C错误，符合题意；由电磁波谱可知，红外线的波长比紫外线的长，结合c=λf可知，紫外线的频率高，所以紫外线的能量高，灭菌、消杀病毒的能力强，故A、B正确，不符合题意；人体可以向外辐射红外线，红外线感应开关通过接收人体辐射的红外线来控制电路通断，D正确，不符合题意。 4.B　蓝牙通信的电磁波是无线电波，不属于可见光，A错误；由图可知，蓝牙通信的电磁波频率高于手机通信的电磁波频率，而两种电磁波的传播速度相等，均等于光速，则由c=λf可知，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短，故B正确，D错误；电磁波的传播不需要介质，都能在真空中传播，故C错误。 5.D　X射线有较强的穿透能力，可用来进行人体透视，但X射线不能用来杀菌消毒，A错误；侦察上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高，B错误；电磁波的传播不需要介质，故电磁波的使用不受天气影响，雷达在浓雾天、能见度低的黑夜一样使用，故C错误；红外线的波长较长，容易发生衍射现象，穿透云雾烟尘的能力强，所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力，D正确。 6.C　麦克斯韦预言了电磁波的存在，而第一个用实验的方法证实电磁波存在的科学家是赫兹，A错误；中国天眼接收来自宇宙的射电波信号，射电波是一种波长更长、频率更低的电磁波，可以穿透云层、星云等天体物质，所以中国天眼在任何天气下都可以正常运行，不受白天黑夜的影响，B错误；天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，由f=得射电波的频率区间为108 Hz~109 Hz，C正确；电磁波是横波，电磁波的本质是电场和磁场的交替变化，在空间中以波的形式传播，不需要通过介质来传播，故D错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$