20.1 初识电磁波 课件 -2025-2026学年沪科版物理九年级上学期

该初中物理课件围绕电磁波的产生、传播特点、波速波长频率关系及电磁波谱展开，以“玉兔号”视频及月球画面导入，通过“信息如何从月球传到地球”的问题引发思考，引导学生从生活现象切入，经“做中学”实验（利用断续电流产生电磁波）、视频感知、分析讨论，构建“现象—本质—应用”的认知脉络，辅以练习与拓展形成完整学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过“断续电流产生电磁波”实验（含电池组、钢尺等器材及详细步骤）引导学生动手操作，结合视频感知现象，培养科学探究能力；通过实验现象分析推理得出“变化的电流产生电磁波”，结合电磁波谱排序训练科学思维中的模型建构与科学推理；拓展延伸电磁污染及防治，渗透科学态度与责任。课件含“玉兔号”“感知电磁波”“电磁污染”等视频资源，学生能深化物理观念，提升探究能力，教师可借助结构化资料高效开展教学。

19世纪中叶，当科学家还在争论电与磁是敌是友时，这个苏格兰天才用20个方程统一了天地之力。麦克斯韦方程组像一把万能钥匙，同时打开了电力革命与信息时代的大门。他发现变化的电场会生出磁场，变化的磁场又能催生电场。这个精妙的循环让电磁波有了在真空飞驰的永动机。当计算得出电磁波速度与光速一致时，28岁的麦麦克斯维在论文里轻描淡写，光学或许就是电磁波的一种。这个从小痴迷几何的书呆子曾用数学模型预测图星光环结构惊动天文学界，又用概率论剪开色狼之名，成为首个被皇家学会授予勋章的英雄。但最疯狂的预言藏在1865年的露露，人类终将制造出以光速传递信号的1879年。48岁的麦克斯维在病榻上仍在推倒方程，临终前说，这世界终将看见，我写下的不是枯燥的公式，而是未来世界的股价。果然，20年后，赫兹证实电磁波存在，50年后，马肯尼发出跨洋电报，100年后wifi信号覆盖地球。今天，当我们刷着手机时，每个电磁波的夜总会都在致敬那个用四行风尘驯服光明的第一次。真正的宇宙的语言是数学。 打开收音机，听到的是电磁波传来的声音。打开电视机，听到看到的是电磁波传来的声音、图像。移动电话也是靠电磁波来传递信息的，随着科技的发展，电磁波几乎已经无处不在。 初识电磁波 第一节 第二十章 电磁波与信息时代 （沪科版）九年级 全 01 课标解读 02 学习目标 03 激趣导入 04 想一想 05 新知探究 06 实验探究 07 分析讨论 11 作业布置 10 课堂小结 09 练习与应用 08 拓展延伸 课标解读 1.知道电磁波的产生、传播特点及真空中波速。 2.掌握波长、频率和波速的关系能进行简单计算。 3.了解电磁波谱及在以及主要用途，知晓其对人类生活和社会发展的影响。 学习目标 1.能初步认识电磁波及电磁波谱，知道其在真空中的传播速度，能了解电磁波的波速、频率、波长及其相互关系； 2.能体会电磁波就在我们周围。 3.知道人类能感知的电磁波占电磁波谱的很少部分，能领会大自然充满奥秘及人类不断探索的意义。 激趣导入 视频：玉兔号 想一想 这些信息是怎样从月球传播到地球上的？ 是通过电磁波传播到地球上的。 本节，我们将学习电磁波的初步知识。 “玉兔号”拍摄的月球画面 一、电磁波及波谱 1.电磁波就在我们身边 新知探究 我们生活在电磁波的海洋里，电磁波将我们联结在一起。 视频 新知探究 2.利用断续的电流产生电磁波 做 中 学 （1）实验器材 电池组、灯泡、导线、钢尺、电工胶布 （2）实验步骤 ①将电池组、灯泡利用导线串联起来，将钢尺以 1.5 cm 为间隔贴上电工胶布。 感知电磁波 新知探究 ②打开收音机，在调幅（AM）模式下，调至无节目的位置，调大音量。 ③用夹子将导线一端与钢尺头部夹住，导线另一端在钢尺表面反复滑过。 ④观察灯泡亮灭的变化，仔细听收音机，感知声音的变化及其规律。 新知探究 （3）视频：感知电磁波 新知探究 （4）实验现象与分析 ①灯泡亮灭变化：导线滑动时，接触钢尺（导通）则灯泡亮，接触胶布（断开）则灯泡灭，对应电路的通断。 ②收音机声音变化：从收音机听到时断时续的声音。 分析讨论 思考讨论：你知道产生这些现象的原因吗？ 这是因为随着导线一端在钢尺上滑动，电路时通时断，电流大小不断变化，产生了电磁波，收音机收到电磁波，所以会产生与电流变化规律类似的声音。 （5）实验结论 变化的电流会产生电磁波 新知探究 3.电磁波谱 收音机、电视机和手机涉及的电磁波，都是无线电波。 新知探究 （1）电磁波多种多样 电磁波是个大家族，除了大家熟知的无线电波，电视红外遥控器使用的红外线，我们人眼感知的可见光，还有紫外线、X射线、γ射线等等，都是电磁波家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。 可见光 红外遥控器 新知探究 （2）电磁波谱及电磁波的主要用途 ①电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率排列，这样的排列称为电磁波谱。 射线 X射线 紫外线 可见光 红外线 微波 无线电波 典型波长：0.01nm 1nm 0.1μm 0.4μm 0.7μm 0.01mm 1cm 1m 1km 电磁波谱 新知探究 从电磁波谱图中可看出按频率由大到小（波长由小到大的)顺序排列：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。 射线 X射线 紫外线 可见光 红外线 微波 无线电波 典型波长：0.01nm 1nm 0.1μm 0.4μm 0.7μm 0.01mm 1cm 1m 1km 新知探究 放射性物质 X射线管 汞灯 太阳 电暖器 微波炉 发射天线（电视 台、广播电台） ②电磁波的主要用途 拓展延伸 物理学中的对称美 科学书屋 奥斯特发现电生磁，法拉第发现磁生电，电与磁不可分割。在此基础上，英国物理学家麦克斯韦（J. C. Maxwell，1831—1879）基于对对称美的追求，提出了麦克斯韦方程组。从理论上预言了电磁波的存在，并推论光也是一种电磁波。 德国物理学家赫兹（H. R. Hertz，1857—1894），在 1888 年用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波的速度的确等于光速。这一划时代的成就让人们惊叹对称美的威力和麦克斯韦方程组的伟大！ 科学书屋 拓展延伸 19 视频：用方程驯服电磁波的魔法师 拓展延伸 麦克斯韦方程组是一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。该方程组由四个方程组成。 20 二、电磁波的特征 1、电磁波的波速、波长和频率 （1）波速 波传播的快慢用波速描述。电磁波传播的速度等于光速。电磁波在真空中的传播速度 с=3×108m/s。空气中的光速接近于真空中的光速。运用电磁波，信息的传播速度可以得到极大的提高。 新知探究 与水波、声波相似，电磁波也有波速、波长和频率 新知探究 （2）波长：是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，用字母 λ表示。在国际单位制中，波长的单位是米（m）。 波长 波长 波峰 波谷 λ λ （3）频率 ①定义：为波周期性变化的次数与时间之比，用字母 ν 表示。 ②单位：赫兹（Hz） 常用单位：千赫（KHz）、兆赫（MHz） ③它们之间的换算关系是： 1 kHz=103Hz 1 MHz=106Hz 电磁波的频率，是由波源震动的快慢决定的。比起我们周围的声音，通常电磁波的频率要大得多，可达1014Hz，甚至更高。 新知探究 2.波速、波长与频率的关系 c：波速 λ：波长 ν：频率 c = λν 在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成反比关系。频率越低，波长越长；反之，频率越高，波长越短。 新知探究 拓展延伸 电磁波的特点 （1）电磁波可以在真空中传播。 电磁波与机械波不同，水波和声波等机械波的传播需要介质，电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，而电场和磁场本身就是一种形式的物质。但是电磁波也可以在固体，气体，液体等介质中传播。 （2）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 多普勒效应和偏振现象。 （3）光的电磁理论：电磁波的速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动，c=3×108m/s。 视频：电磁污染 拓展延伸 拓展延伸 电磁污染与防治 电磁污染，已被认为是继大气污染、水污染、噪声污染后的第四大公害。它是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。 在充分享受电磁波带来方便的同时，人们也日渐感受到它的负面效应。 当电磁辐射达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控， 也会引起头疼、失眠、记忆衰退等不适症状。为了减少电磁污染，我 们需要制订防治电磁污染的对策，如严格执行相关政策法规，合理应 用电磁辐射控制技术等。 拓展延伸 练习与应用 1.用实物展台演示直流电动机实验时，同学们发现电脑一体机的画面出现“雪花”。这是因为电动机工作时会发出（　　） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．可听声 C 练习与应用 2．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．电磁波在空气中的传播速度约为340m/s C．手机靠电磁波传递信息 D．电热水壶是利用电磁波来工作的 C 练习与应用 3. 某广播电台发射频率为1.027×108 Hz的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　） A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D． 射线106微波 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 频率/HZ 射线 X射线 紫外线 红外线 可见光 无 线 电 波 A 课堂小结 初识电磁波 电磁波及波谱 变化的电流产生电磁波。 电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率排列。 电磁波 的特征 波速、波长与频率的关系是: c=λv 波长：相邻两个波峰（或波谷）间的距离 波速c：с=3×108m/s 频率ν：频率为波周期性变化的次数与时间之比 作业布置 1.完成课后巩固练习。 2. 查阅资料，调查电磁波带来的影响及人类采取的相关对策，完成一篇调研报告。 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $打开收音机开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线拿到收音机附近，将导线的一端和电池负极相连，再用导线的另一端与电池正极时断时续的接触。我们从收音机里听到了咔咔的声音，这表明收音机接收到了电磁波。这是因为电池与导线时断时续接触，使导线中的电流迅速变化，迅速变化的电流会在空间激起电磁波。广播电台、电视台以及移动电话就是靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，从而发出电磁波。通过这个实验我们了解到，迅速变化的电流产生电磁波。 你知道我国首部月球探测车叫什么吗？大家好，我是玉兔号月球车。2016年7月31日深夜，在月球服役两年半的我正式退役停止工作。作为我国第一部月球车，虽然光荣退役，但是我仍然感觉很自豪。人们都说我在我国的探月史上留下了浓墨重彩的一笔，我这只小兔子完成了我的历史使命。2013年12月2日，我在西昌发射中心发射升空。与我一块来到太空的还有嫦娥三号月球探测器。发射升空后不久，我们成功进入了轨道。我感觉头有点晕晕的，虽然看不到星空，但是我能感觉到月球就在离我不远的地方。之后我们在月球的虹湾地区登陆成功，嫦娥三号的姐姐嫦娥一号也在月球上，只不过我们的距离超过了2500千米，很遗憾不能去看看它。大家会被我为什么要在虹湾地区登陆？那是因为我们要时刻跟地球保持联系，地球有可以反射无线电波的大气层，但是月球没有。如果我降落在月球的背面，那我发出去的信号地球就接收不到了。所以我必须得降落在月球的正面，而且这个地方平坦还有阳光，我也得好好生活。没过多久我就和嫦娥三号分开了，开始了我的探月。那你知道我的探月旅程是怎么样的吗？我虽然长得有点普通，但是我能探测和考察月球，能收集和分析样品。刚开始的我是非常紧张的，希望能圆满的完成这次探月任务。我在月球认识的第一个朋友就是火星探测器好奇号，他真的跟他的名字一个样，很好奇我为什么是金色的，我是金色的是因为我浑身贴着金箔，但这并不是因为我土豪，而是为了反射强光，降低温差，阻挡宇宙中的各种辐射。大家可能会疑问，月球表面不是有很多陨石坑吗？我难道不会摔倒吗？其实月球表面不是你们理解的那样硬邦邦的，而是有一层松软的月球土壤，而且我有一双特别的兔子脚。我的轮子是带有筛网的，能减轻我的重量，还能增加我和月球表面的接触面积和摩擦系数，保证我在月球行走时不会打滑，也不会掉进坑里。第一个月夜到来了，我也迎来了第一个挑战，月球上可真冷啊，怪不得神话里嫦娥住的地方叫广寒宫呢，原来是因为冷的缘故，月夜到来了，我就要进入冬眠了，希望我这次能安全挺过去。2014年1月25日，我的控制机构出现了异常，我可能真的要醒不过来了。果然吉人自有天相，在2014年2月13日，我成功苏醒过来了，这可给我吓坏了，我终于成功的熬过了寒冷的月夜。我本来的设计寿命只有三个月的，但是我凭借我顽强的毅力和信念，超常发挥，一直在月球工作了两年半，这次我真的要休息了。在众多的兔子中间，我可能是看过星星最多的一只兔子了，不知道其他兔子们会不会羡慕。我要问我的工作成果是什么？那可就有的说了，在我工作的期间，我和嫦娥三号一起证实了月球上没有水。科学家们还利用我们探测的数据，首次揭示了月球与海区域的火山演化历史。当然，仅凭我是不可能探测全部的月球，但是我玉兔号是我国在月球上留下的第一个足迹，意义深远。我的超期服役为将来还会进行的载人登月铺平了道路。直到现在我还在月球上，虽然结束了工作，但我也把这里当成了我的家。但是我也很想念地球上的你们，如果有可能的话，记得常来看看我。 那个肚子里怀了小宝宝的阿姨为什么穿了一件很奇怪的衣服？那是电磁防护服，能够屏蔽外界的电磁污染，保护孕妇肚子里的小宝宝。电磁污染是。指天然和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射。由于广播电视、微波技术的发展，射频设备功率成倍增加，地面上的电磁辐射大幅度增加，以达到直接威胁人体健康的程度。它存在于我们的周围，被称为健康的。隐形杀手电磁污染对人类到底有什么危害？高剂量的电磁辐射会影响和破坏人体原有的生物磁场，对人的身体健康产生巨大的危害。长期处于高电磁辐射环境中，会使血液细胞和淋巴细胞发生改变，使白血病和癌症发病率增高。头部长期受电磁辐射影响后会使大脑皮质细胞活动能力减弱，损害中枢神经系统，轻则引起神经衰弱症，重则会造成脑损伤，电磁辐射还会影响人的生殖系统，是造成流产、不育、畸胎等病变的诱发因素。除此之外，从射频设备泄露出来的电磁波会干扰位于这个区域范围内的各种电子设备正常工作，甚至引起电报兵器控制失灵，使其发生意外爆炸。好可怕的电磁污染，我们应该怎么去治理它呢？为了减少电磁辐射对人体健康和各种电子设备产生的不良影响，首先要从污染源出发，对各种产生电磁辐射的设备，从设计、制造到使用都对电磁污染的问题加以重视，只生产符合电磁辐射产品标准的设备，并对运行中的设备定期检查。另外还可以用特殊的材料对其实行屏蔽和吸收，以减少它对人体和环境的危害。咱们身边能发射电磁波的设备这么多，怪不得阿姨需要穿防护服来保护肚子里的小宝宝，真希望电磁污染的问题能快一些解决。