内容正文:
第二十一章 电磁波及其应用
第1节 电磁波的海洋
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 知道电磁波是怎样产生的 物理观念
2 知道波长、频率和波速 物理观念
3 知道电磁波在真空中的传播速度 物理观念
4 了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响 科学态度与责任
知识点一 电磁波是怎样产生的
1.电能生磁、磁能生电, 在空间激起(产生)电磁波。
2.广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流,发出电磁波。
变化的电流
例1 下列现象或操作中,不可以产生电磁波的有( )。
A.天空电闪雷鸣时
B.开、关灯时
C.使用电吹风时
D.测小灯泡电阻实验中,灯泡正常发光时
规律总结 只有变化的电流才能产生电磁波,稳定电流不能产生电磁波。电磁波的迅速变化是指电流的大小迅速变化、电流的方向迅速变化,或者是电流的大小和方向同时迅速变化。
D
知识点二 电磁波是怎样传播的
1.如图所示,跟水波类似,在电磁波的传播中,凸起的最高处,叫作波峰;凹下的最低处,叫作波谷。邻近的两个波峰(或波谷)的距离,叫作 。在某确定位置,1 s内有多少次波峰或波谷通过,波的频率就是多少,频率的单位是 。
波长
赫兹
2.描述波传播快慢的物理量叫作波速,真空中电磁波的波速约是 m/s。
3.电磁波可以在固体、液体、气体和 中传播。
3×108
真空
A.鹊桥号利用声波进行信号传输
B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108 m/s
D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
例2 我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星,架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比鹊桥号,鹊桥二号距月球更近(如图所示),它采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是( )。
A
规律总结 (1)不同电磁波在真空中的波速相同。
(2)电磁波的频率由产生电磁波的电流的频率决定,在传播过程中,电磁波的频率不变。
(3)电磁波的频率越高,相同时间可以传输的信息越多。
知识点三 电磁波大家族
1.电磁波是个大家族。不同频率范围的电磁波在我们的生活中发挥着重要作用(如图所示)。
2.微波炉的工作原理:微波炉内有很强的电磁波,即微波,食物的分子在微波的作用下剧烈振动,使得内能 ,温度 。
3.宇宙中存在的电磁波覆盖了整个电磁波段。
增加
升高
例3 结合我们日常生活中的实际应用,下列说法不正确的是( )。
A.电烤箱应用的电磁波在紫外线的范围内
B.电视机、空调等配备的遥控器应用的电磁波在红外线的范围内
C.微波炉应用的电磁波在无线电波的范围内
D.电磁波可以在真空中传播
知识拓展 (1)无线电波:用于广播、电视和移动电话。(2)红外线:家电的遥控器。(3)微波:加热食品。(4)紫外线:灭菌。(5)X射线:医学上用来做透视检查。(6)γ射线:金属探伤。
A
知识点一 电磁波是怎样产生的
1.下列说法正确的是( )。
A.任何通电导体周围空间都会产生电磁波
B.家庭电路周围不会产生电磁波
C.直流电在通、断过程中会产生电磁波
D.日光灯启动时不会产生电磁波
C
2.世界上最大的500 m口径球面射电望远镜——中国天眼,已在我国建成使用,它正在协助我们“触摸”来自外太空的微弱信号。它接收的是( )。
A.可听声
B.超声波
C.电磁波
D.次声波
C
知识点二 电磁波是怎样传播的
3.5G技术是依靠电磁波传递信息的,下列有关电磁波的说法正确的是( )。
A.太空中是真空,电磁波不能传播
B.电磁波在空气中的传播速度是340 m/s
C.电磁波既可以传递信息,也可以传递能量
D.中央电视台和省级电视台发射的电磁波传播速度不同
C
4.电磁波在空气中的传播速度约为 m/s。电磁波测距仪就是利用电磁波来工作的,它对准某一目标发出一束电磁波,这束电磁波经目标反射后回到仪器时又被探测到。仪器测得电磁波往返时间为2.8×10-7 s,则此目标与仪器之间的距离是 m。
3×108
42
知识点三 电磁波大家族
5.电磁波是个大家族。关于电磁波,下列分析正确的是( )。
A.红外线比紫外线频率高
B.可见光是一种电磁波
C.电磁波的频率越高,波长越长
D.真空中不同电磁波的传播速度不同
B
6.下列有关现代技术原理的说法错误的是( )。
A.移动通信是利用电磁波来传递信息的
B.声波和电磁波都需要介质才能传播
C.检测某地是否有生命体征的人,可以用红外线生命探测器
D.病房消毒,可使用紫外线消毒灯
B
1.关于电磁波的产生和传播,下列分析正确的是( )。
A.恒定电流周围会产生电磁波
B.电磁波在空气中可以传播,在真空中不能传播
C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信
D.电磁波的传播速度约是3×108 m/s
C
2.关于电磁波的应用,下列说法不正确的是( )。
A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B.工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝
C.生活中常用微波炉来加热食物,食物分子在微波的作用下剧烈振动,内能增加,说明微波具有能量
D.卫星用红外遥感技术拍摄云图照片,因为红外线热效应较强
A
3.(科技发展)2025年8月15日,神舟二十号航天员在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满完成第三次出舱活动。若舱外的航天员与舱内的航天员进行通话,则需通过( )。
A.直接对话 B.紫外线
C.红外线 D.无线电波
4.电闪雷鸣时,电视的信号会受到干扰,说明 的电流可以产生电磁波。
D
迅速变化
5.5G是新一代宽带移动通信技术,相比4G,5G采用了更高频段的电磁波进行信息传递,其携带的信息量大幅增加。在真空中,频率高的电磁波比频率低的电磁波的 (填“波速”或“波长”)小。
6.无人机表演将传统文化与现代科技相结合,为人们带来了一场视觉盛宴。地面控制台利用 (填“次声波”“电磁波”或“超声波”)给无人机发送指令,从而控制其飞行轨迹。
波长
电磁波
8.下列说法正确的是( )。
A.太阳光是电磁波且具有能量 B.电磁波只能应用于信息传递
C.电磁波的传递需要依靠介质 D.电磁波对人体不会产生危害
A
7.侦察型机器狗不但小巧灵活,而且配备4D超广角激光雷达和摄像头,能快速接近侦察目标并通过 (填“电磁波”或“超声波”)实时传输画面给指挥中心。
电磁波
9.红移现象指物体的电磁辐射由于某种原因发生变化的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红光端移动了一段距离。下图是电磁波家族的一部分,已知电磁波的波长越长,频率越低。由此可以推断,当电磁波发生红移时( )。
A.波长变长
B.频率变高
C.在真空中的波速变小
D.在真空中的波速为 340 m/s
A
10.(科技发展)目前世界上最大的500 m口径球面射电望远镜是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是( )。
A.电磁波只是一种传播形式,不具有能量
B.不同波长的电磁波,在真空中的传播速度大小不同
C.兆赫也是电磁波的频率单位,1 MHz=103 Hz
D.无线电波可以用于卫星通信,红外线可以遥控电视
D
11.(科技发展)蓝牙耳机就是拥有蓝牙技术的免持耳机,它让使用者免除电线的牵绊,实现轻松通话。已知蓝牙通信的电磁波波段为
(2.4~2.48)×109 Hz,可见光的波段为(3.9~7.5)×109 Hz,下列说法正确的是( )。
A.蓝牙通信需借助空气等介质传输信号
B.蓝牙通信的电磁波频率比紫外线的高
C.可见光的波长比蓝牙通信电磁波的波长短
D.蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
C
12.下图收音机的调台面板上有“FM”和“AM”两个波段,这两个波段的 (填“波长”“波速”或“频率”)相同,在你收听“AM 1 000”频道时,收音机线路中的电流方向每秒变化 次。
波速
2×106
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