15.1 电磁波 课件-----2025-2026学年沪科版（五四学制）物理九年级下学期

该初中物理课件系统呈现电磁波的发现（麦克斯韦预言、赫兹实验证实）、产生（不均匀变化的电流）、描述（波长、波速、频率及v=λf关系）及传播特性（真空传播、金属屏蔽），通过国家标准时间传递、手机通信等生活实例导入，结合“收音机接收‘喀喀’声”“真空罩手机信号”等实验探究，从科学史到实验操作再到理论梳理，构建“现象-探究-规律”的递进式学习支架。 其特色在于深度融合科学探究与科学思维，设计“时断时续电流产生电磁波”等可操作实验（科学探究·问题与证据），用绳波类比电磁波建立直观模型（科学思维·模型建构），通过5G信号频率波长关系分析等例题强化推理（科学推理）；融入赫兹实验视频、麦克斯韦贡献等科学史内容（科学态度·科学本质观），助力学生形成物理观念。教师可直接利用实验方案、分层训练题提升教学效率，学生通过亲身体验与逻辑分析深化对电磁波的理解。

第1节 电磁波 通过本章内容的学习，你将了解电磁波以及描述电磁波的物理量，知道电磁波在真空中的传播速度；感悟电磁波的应用对人类生活和社会发展的重要价值。 九年级下册•沪科版 （五四•学制） 我国古代先民巧妙地以“光”为载体，利用烽燧传递信息。光是一种电磁波，现代通信离不开电磁波。本章我们将学习电磁波的相关知识。 第15章 电磁波及其应用 导入新课 第1节 电磁波 守时自律的生活离不开准确的时间，而通信、电力、交通、国防等诸多行业和部门更需要非常精准的时间测量。我国的国家标准时间（北京时间）由国家授时中心负责发送。授时中心的相关设备通过电磁波高速传递着国家标准的时间信息。 电磁波从何而来呢？ 电磁波的发现 01 电磁波的产生 02 电磁波的描述 03 课堂总结 04 提升训练 05 第1节 电磁波 一、电磁波的发现 第1节 电磁波 一、电磁波的发现 1. 麦克斯韦预言电磁波的存在 英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，他的研究成果深深地吸引了另一位英国物理学家—麦克斯韦，麦克斯韦经过潜心研究，用巧妙的数学语言总结了前人的发现，建立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在。 一、电磁波的发现 2. 赫兹通过实验发现电磁波的存在 德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言。 一、电磁波的发现 欣赏历史上的经典实验——《赫兹的电磁波实验》 二、电磁波的产生 第1节 电磁波 二、电磁波的产生 通过赫兹发现电磁波的实验我们可以想到，电磁波的产生可能和电流有关。 现实生活中我们怎样用简易的方法产生电磁波？ 二、电磁波的产生 1. 实验探究：电磁波是怎样产生的 （1）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近； （2）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相连，从收音机中能听到一次“喀喀”声后，之后就没有“喀喀”的声音了； 注意：这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做。 （3）将导线的一端与电池的其中一极反复摩擦，使它们时断时续地接触，能从收音机中不断听到“喀喀”声。 二、电磁波的产生 （4）实验分析 ①用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有，听到“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。 接通后电流稳定不再变化，没有声音，说明稳定的电流不产生电磁波。 ②导线的一端摩擦电池的一极，导线中电流不断变化，听到连续不断的“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。 （5）探究结论 不均匀变化的电流可以产生电磁波. 二、电磁波的产生 2. 电磁波的产生 （1）电磁波：不均匀变化的电流可以产生电磁波。 （2）电磁波传递信息和能量：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。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以给我们传递各种信息和能量。 电流的迅速变化 电磁波 二、电磁波的产生 如图所示，与声波、水波类似，电磁波也是从波源向四周传播。前面提到的充电器、无线路由器和微波炉，以及国家授时中心的天线都是发射电磁波的波源。 3. 各种波的产生 不均匀变化的电 流产生电磁波 二、电磁波的产生 演示实验——《时断时续的电流能够产生电磁波》 二、电磁波的产生 【例题1】如图所示，探究电磁波的产生和传播特性。 （1）如图甲，在验证电磁波的存在的实验中，实验成功的关键是要用导线_____________（直接/时断时续）接触电池两端，才能听到收音机发出的“咔咔”声； （2）如图乙将手机放在真空罩中，用抽气机抽去罩中的空气，打电话呼叫罩内的手机，发现手机能收到呼叫信号，说明_________________； 金属容器能屏蔽电磁波 （3）如图丙，将手机放到金属盆中，扣上金属网罩，打电话呼叫盆中的手机，不能收到呼叫信号；再将手机放在纸盒中，打电话呼叫，手机能收到呼叫信号，说明_____________。 时断时续 电磁波能在真空中能传播 二、电磁波的产生 【解析】（1）实验中，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接触，使它们时断时续地接触，电路中有时断时续的电流出现，迅速变化的电流产生了电磁波，产生的电磁波被收音机接收到，听到“咔咔”的声音，说明电磁波的存在。 （2）用抽气机抽去罩中的空气，打电话呼叫罩内的手机，手机也能收到呼叫信号，因为电磁波能在真空中能传播。 （3）因为电磁波遇到金属会被反射。将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机不能收到呼叫信号；而在纸盒内的手机能收到呼叫信号，说明金属容器能屏蔽电磁波。 三、电磁波的描述 第1节 电磁波 三、电磁波的描述 电磁波看不见摸不着，我们可以用类似“绳波”的波形来描述电磁波。 如图所示，将绳子的一端固定，上下甩动绳子的另一端，观察绳子的变化。 绳子的波形 18 三、电磁波的描述 1. 波长 在上述活动中，可以看到绳子形成如波浪一般的图形，且波形在向前移动。“绳波”波形的最高点称为波峰，相邻两个波峰之间的距离称为波长，用 λ 表示。单位：米（m）。 通常把一个波长范围内的波形称为一个完整波。 19 三、电磁波的描述 2. 电磁波的波速 与“绳波”、声波类似，电磁波也会从波源向外传播，波传播的距离与所用时间的比称为波速，我们也可以用波速来描述电磁波传播的快慢。 但与“绳波”、声波不同，电磁波可以在真空中传播。电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，这就是光速，常用字母 c表示，光也是电磁波。 20 三、电磁波的描述 3. 电磁波的频率 甩动绳子越快，波形就越密，相同时间内向前传播的波的个数就越多。 我们把一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比叫做频率，图所示为不同频率的波形。 不同频率的波形 21 三、电磁波的描述 电磁波也可以用频率来描述，其常用单位有赫兹（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）， 它们之间的换算关系如下： 1 kHz=103Hz 1 MHz=106Hz 1 GHz=109Hz 4. 电磁波的频率、波长与波速的关系 波速=波长×频率 v= λf 不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同。所以，频率越高，波长越短。 22 三、电磁波的描述 5. 探究电磁波的传播 【想一想】声波的传播需要介质，电磁波的传播是否需要介质呢？ 【实验过程】如图所示，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机 电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播. 屏幕仍然闪烁。同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。 【实验结论】 23 三、电磁波的描述 在太空中的宇航员可以用无线电波与地面站进行联系。 美国“新视野号”探测器 通过真空可以传回照片 大量的事实可以证明真空可以传播电磁波 24 三、电磁波的描述 演示实验——《真空可以传播电磁波》 25 三、电磁波的描述 【例题2】手机是人类常用的通讯工具，如图所示是手机信号从2G、3G、4G不断升级，到现在的5G，下列说法正确的是（　　） A．从2G到5G，频率越来越高 B．从2G到5G，波长越来越长 C．从2G到5G，波速越来越大 D．5G信号不是利用电磁波进行信息传输的 A 26 【解析】ABC．2G到5G都属于电磁波，因此波速是一定的，由图可知，从2G到5G，单位时间内波的个数越多，即频率越来越高，根据c=λf 可知，波长越来越短，故A正确，BC错误； D．手机信号是利用电磁波进行信息传输的，因此2G、3G、4G、5G都是利用利用电磁波进行信息传输的，故D错误。 故选A。 三、电磁波的描述 27 四、课堂总结 第1节 电磁波 课堂总结（1） 电磁波 电磁波 的发现 ①麦克斯韦预言了电磁波的存在。 ②赫兹通过实验发现了电磁波。 ①不均匀变化的电流可以产生电磁波。 ②电磁波也是从波源向四周传播。 ①波长：相邻两个波峰之间的距离。 ②波速：波传播的距离与所用时间的比。 电磁波在真空中的传播速度为c=3×108m/s。 ③频率：一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比。 单位：Hz、kHz、MHz。 ④频率、波长与波速的关系：波速=波长×频率 v= λf 电磁波 的产生 电磁波 的描述 29 课堂总结（2） 30 五、提升训练 第1节 电磁波 五、提升训练 1．如图，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。从收音机里听到了“咔嚓、咔嚓”的声音，这个现象反映了_________的电流能在周围的空间中产生电磁波。如果把收音机放入一个密闭的金属盒中，进行同样的操作， _______（选填“能”或“不能”）听到咔嚓声，这说明密闭的金属容器能_______电磁波。 屏蔽 【解析】导线中电流的迅速变化能在周围的空间中产生电磁波。 因为金属对电磁波有屏蔽作用，因此如果把收音机放入一个密闭的金属盒中，不能听到咔嚓声。 迅速变化 不能 【解析】A．由图知，甲的波长大，乙的波长小，故A正确； C．甲乙都是电磁波，电磁波速是相等的，故C错误； BD．根据v= λf得，电磁波速不变，甲的波长大，甲的频率小，故BD错误。 故选A。 2．如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波振动的波长较长 B．甲、乙两种电磁波的振动频率相同 C．甲电磁波的传播速度较快 D．甲电磁波振动的频率较大 A 五、提升训练 3．5G技术的发展，诞生了大量的新兴科技。5G智能巡㭘机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G越来越深入我们的生活，5G技术也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．太空是真空，电磁波不能传播 B．光是一种电磁波 C．电磁波的频率越高，传播的速度就越大 D．电磁波在空气中的传播速度是340m/s B 五、提升训练 【解析】A．电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，故A错误； B．电磁波的传播速度由介质决定，同一介质中不同频率的电磁波（如5G和4G）传播速度相同，故B正确； C．电磁波既能传递声音信号，也能传递图像信号，故C错误； D．电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的波长和频率成反比关系。在真空中，电磁波的频率越高，波长越短，故D错误。 故选B。 五、提升训练 4．建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家是（ ） A．麦克斯韦 B．牛顿 C．赫兹 D．伽利略 A 五、提升训练 【解析】A．麦克斯韦建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家，故A符合题意； B．牛顿有三大定律、万有引力定律等等科学成就，但没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故B不符合题意； C．赫兹用实验证实电磁波存在，故C不符合题意； D．伽利略开创了实验和逻辑相结合的科学研究方法，以及最早利用望远镜观察天体的人，没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故D不符合题意。 故选A。 【解析】电磁波能在真空中传播，超声波不能，故卫星发出的是电磁波。频率为2.5×108Hz的信号的周期为 5．1965年，美国发射通信卫星les-1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les-1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号属于 （超声波/电磁波），周期为 s。 五、提升训练 4×10-9 电磁波 （2）在不停向外抽气的过程中，有时还是能听到微弱的铃声，请你分析原因是：_______。 （3）听不见声音，但是手机_______（没有/仍然）发出响声，能看见来电号码，说明_______可以在_______中传播。 6．如图所示，在一个玻璃钟罩内用细棉线挂一只手机，先用另一个电话拨打手机，可以听到手机发出的响铃声，并能看到手机上的信号灯在闪烁。 （1）用抽气设备抽钟罩内空气，在抽气的过程中，你听到音乐声将会___________ ，如果把钟罩内空气完全抽出我们将_______（能/不能）听到声音，实验表明_____________，该结论_______（能/不能）用实验直接证明。 真空 不能 见解析 五、提升训练 逐渐减小 不能 真空不能传声 仍然 电磁波 【解析】（1）用抽气机将瓶内的空气抽出，在抽气机向外抽气的过程中，能传播声音的空气越来越少，所以音乐声会逐渐减弱，由此可知如果把钟罩内空气完全抽出，我们将不能听到声音，说明真空不能传声。由于没有办法做到完全真空的状态，所以该结论不能用实验直接证明。 （2）在不停向外抽气的过程中，有时还是能听到微弱的铃声，说明钟罩内的空气没有抽净，且绳连着外壳产生振动发出微弱声音。 （3）手机和手机之间的联系是通过电磁波来实现的，由于手机是通过电磁波来传递信息的，故将手机放入真空罩内，拨打罩内的手机，看到手机信号灯在闪烁，说明电磁波可以通过真空到达罩内的手机，即电磁波可以在真空中传播，所以手机仍然能够发出响声，只是不能传播出来让人听到。 五、提升训练 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $