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

该初中物理课件聚焦电磁波的应用，涵盖电磁波家族成员、传递能量与信息的应用等核心知识点。通过移动通信发射塔实例导入，衔接“光作为电磁波”的前序知识，搭建从电磁波基础特性到实际应用的学习支架。 其亮点在于结合微波炉、北斗导航等生活实例及我国“太空电站”“中国天眼”等科技成就，通过例题解析（如电磁波速度与频率波长关系推理）和视频资源（如温室效应视频），培养学生物理观念（能量、运动观念）与科学思维（模型建构、科学推理）。学生能联系实际深化理解，教师可借助结构化内容与训练题提升教学效率。

第2节 电磁波的应用 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2节 电磁波的应用 移动通信是电磁波在现代社会中的重要应用。如图所示，遍布城市和乡村的移动通信发射塔，标志着我国移动通信行业的迅速发展。 除了移动通信，电磁波在日常生活中还有哪些应用呢？ 电磁波“家族” 01 电磁波传递能量的应用 02 电磁波传递信息的应用 03 课堂总结 04 提升训练 05 第2节 电磁波的应用 一、电磁波“家族” 第2节 电磁波的应用 一、电磁波“家族” 1. 电磁波“家族”成员 如图所示，电磁波的“家族”非常庞大，频率范围很广。如医疗检测使用的X射线，各种颜色的可见光以及红外线、紫外线等不可见光都是电磁波“家族”的成员。 一、电磁波“家族” 2. 电磁波传递能量和信息 阳光让人感觉温暖，说明光可以传递能量。和光一样，所有的电磁波都可以传递能量。 我们可以通过电视新闻了解外部世界，可以利用移动通信进行沟通，这说明电磁波也能传递信息。 【例题1】我们生活在电磁波的海洋中。如图是电磁波家族，关于电磁波及其相关知识，小明同学做了以下四个笔记，其中说法错误的是（ 　） A．无线电波和可见光都属于电磁波 B．红外线在真空中传播的速度是340m/s C．X射线与无线电波在空气中传播的速度大小相同 D．可见光的波长比无线电波的要短 B 一、电磁波“家族” 【解析】A．电磁波家族包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。无线电波和可见光均属于电磁波范畴，A正确，不符题意； B．电磁波在真空中的传播速度是一个恒定值，即光速c=3×108m/s，红外线属于电磁波，在真空中的传播速度也遵循这一规律，故B错误，符合题意； C．所有电磁波在同种介质中的传播速度相同，与频率、波长无关。X射线和无线电波均为电磁波，在空气中传播速度相等，故C正确，不符题意； D．由图可知，可见光的频率高于无线电波的频率，电磁波的速度一定，波长和频率成反比，所以可见光的波长比无线电波的要短，故D正确，不符合题意。故选B。 一、电磁波“家族” 二、电磁波传递能量的应用 第2节 电磁波的应用 二、电磁波传递能量的应用 电磁波具有能量，能量可以随着电磁波向外传递。 1. 微波炉 食物中的水分在微波作用下温度会迅速升高，利用微波可以加热食物。 2. γ射线 γ射线是一种能量很高的高频电磁波，可以利用它进行立体定向无创“手术”。 微波炉 γ 射线“手术” 二、电磁波传递能量的应用 3. 遥感 遥感是一种远距离非接触式获取目标特征信息的技术。 人造地球卫星、飞机等装配的遥感设备能够捕获来自地面物体的电磁波，通过对这些电磁波信息进行分析，可以获知地面物体的形状、温度等信息。 遥感卫星 二、电磁波传递能量的应用 遥感无人机监测作物生长 遥感技术在环境监测、资源普查、农业生产预测、防灾减灾、国家安全等领域有着广泛的应用。 温室效应基本原理 二、电磁波传递能量的应用 地球表面吸收阳光的能量后，会向外辐射波长较长的电磁波，大气中的二氧化碳等温室气体则能阻碍这种电磁波继续向外层空间辐射，进而造成温室效应。 温室气体对来自太阳的波长较短的电磁波(可见光和部分不可见光)阻挡很少。 温室气体大量吸收来自地面的波长较长的电磁波，只有小部分携带能量穿过大气层。 温室气体吸收了地面辐射能量的同时，还向地面辐射波长更长的电磁波，地面吸收这些电磁波的能量而升温。 视频讲解——《什么是温室效应》 二、电磁波传递能量的应用 【例题2】中国科学家计划建造一个名为“太空三峡”的太空电站系统，即地球同步轨道上的太阳能电站，以解决地球上的能源危机。它包括太空太阳能电站和地面接收部分，用微波将能量传回地面接收器，再还原成电能。如图是一种太空太阳能电站假想图，下列说法错误的是（　　） A 二、电磁波传递能量的应用 A．微波不是电磁波 B．微波既能传递能量，还能传递信息 C．地面利用太阳能易受昼夜变化和气候影响 D．以地球为参照物，太空太阳能电站是静止的 【解析】A．微波、无线电波、红外线、紫外线，都是电磁波，只是它们的频率和波长是不同的，故A错误，符合题意； B．微波既能传递能量，还能传递信息，电磁波是具有能量的，微波炉就是用微波来加热，故B正确，不符合题意； C．由于太阳能的能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，故C正确，不符合题意； D．太空电站在地球同步轨道上，像同步卫星一样相对于地球是静止的，故D正确，不符合题意。 故选A。 二、电磁波传递能量的应用 三、电磁波传递信息的应用 第2节 电磁波的应用 三、电磁波传递信息的应用 电磁波在现代信息社会中应用广泛，不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长。 长波可用于潜艇通信； 中短波可用于无线电广播； 微波可用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 18 三、电磁波传递信息的应用 1. 长波及其应用 长波是指频率为300kHz以下，波长为1000m～10000m的无线电波。长波能够用天波或地波的形式传播。 长波波段的发射能力最强，在所有波段中，它最适于以围绕地球曲面的地波的形式而传播。长波能穿透一定深度的海水，可以用于对水下舰艇的通信和远洋航行的舰艇通信等。 潜艇通信 19 2. 中短波可用于无线电广播 广播电台发出的中波或短波信号传播距离远、覆盖范围广，即使在互联网发达的今天，接收无线电广播的收音机仍有用武之地。你可以在应急救灾包和家用轿车中发现它。 三、电磁波传递信息的应用 车载收音机 应急救灾包 中的收音机 20 三、电磁波传递信息的应用 3. 微波 微波可用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 21 三、电磁波传递信息的应用 4. 声音信号传递过程 如图所示，话筒首先将声音转化为随声波变化的电信号，叫做音频信号。再将音频信号加载到高频电磁波并通过天线发射到空中。收音机将接收到的高频电磁波还原成音频信号，最后再放大并通过扬声器播放出来，我们就听到了电台的广播。 22 三、电磁波传递信息的应用 5. 移动通信过程 与无线电广播不同，移动通信常用到的手机功率比较小，发射的电磁波传输距离不够远，容易被建筑物遮挡，所以，两部手机 A、B 要通过包含基站在内的移动通信设备和线路才能进行通信。 23 三、电磁波传递信息的应用 6. 导航卫星 导航卫星利用电磁波对地面设备定位。我国自主研制的北斗卫星导航系统抗遮挡能力强，服务精度高，还能提供通信业务。目前北斗系统已在诸多领域得到了广泛应用，例如在港口借助北斗卫星对集装箱卡车的定位，实现港口的自动化管理。 山东日照港全自动化集装箱码头 北斗卫星导航系统的运行不仅促进了国家经济建设，而且使我国摆脱了对其他导航系统的依赖，从而维护了国家安全。 24 三、电磁波传递信息的应用 7. 太空探索 人类对太空的探索也离不开电磁波。“神舟”载人飞船通过电磁波向地面接收站发回信息，“嫦娥”探测器通过电磁波把月球表面的图像传回地球，“中国天眼”射电望远镜通过接收星体辐射的微弱电磁波探测宇宙中极其遥远的天体。 “神舟”载人飞船 “中国天眼”射电望远镜 25 【例题3】2024年茂县羌历年无人机表演活动中，空中无人机群组成“天下九寨沟，大美阿坝州”字样，如图所示。表演时，给无人机传递信息利用的是（　　） A．电磁波 B．光纤 C．次声波 D．超声波 A 【解析】电磁波传播范围广，传播速度快，无人机在空中接收和传递信息是利用电磁波；光纤需要有线连接不适用；次声波、超声波难以在空气中远距离有效传递无人机表演所需的复杂信息，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 三、电磁波传递信息的应用 26 四、课堂总结 第2节 电磁波的应用 课堂总结（1） 电磁波的应用 电磁波 家族 ①电磁波的“家族”非常庞大，频率范围广。 ②电磁波都可以传递能量和信息。 微波炉；γ 射线“手术”；遥感。 ①长波；中短波；微波。 ②移动通信；导航卫星；太空探索。 电磁波传递信息 电磁波传递能量 28 课堂总结（2） 29 五、提升训练 第2节 电磁波的应用 五、提升训练 1．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，自主建设运行的全球卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位导航。卫星导航利用的媒介是（　　） A．超声波 B．电磁波 C．电流 D．次声波 【解析】北斗卫星在太空中与地面的信息交流运用的电磁波，因为电磁波可以在真空中传播，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 B 【解析】真空不能传声，射电望远镜能够接收到137亿光年以外的信号，所以它所接收的信号是电磁波，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 2．“中国天眼”是一个500米口径球面射电望远镜（FAST），是目前世界上最大，最灵敏的单口径射电望远镜，能够接收到137亿光年以外的信号，2021年3月31日0时起，已向全球天文学家征集观测申请，“中国天眼”成为“世界天眼”，它所接收的信号是（　　） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．以上都不是 C 五、提升训练 3．电磁波家庭成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面，下面几种设备中，不是利用电磁波来工作的是（　　） A．手机 B．微波炉 C．B超 D．“北斗”卫星导航系统 C 五、提升训练 【解析】手机、微波炉、“北斗”卫星导航系统都是利用电磁波来工作的，而B超是利用超声波来工作的，故ABD不符合题意；C符合题意。 故选C。 4．表是不同电磁波的频率，下图是电磁波家族。以下判断正确的是（　　） B 五、提升训练 项目 CCTV1广播台 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.061×105 1.88~1.90 ×109 3.3~3.4 ×109 4.2~7.8 ×1014 A．5G网络的波长比4G网络长 B．CCTV1广播台的电磁波属于无线电波 C．可见光中，紫光的频率比红光的频率小 D．真空中5G网络的传播速度比4G网络的快 【解析】A．由表格数据可知，5G信号的频率大，由c=λf 可知，电磁波频率越大，波长越小，故A错误； B．由表中的CCTV1广播台的电磁波的频率对照图中无线电波的频率范围可知，CCTV1广播台的电磁波属于无线电波，故B正确； C．可见光中，紫光的频率比红光的频率大，波长较小，故C错误； D．4G和5G信号都是电磁波，它们在真空中的传播速度是相同的，都为3×108m/s，故D错误。 故选B。 五、提升训练 5．如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（　　） 五、提升训练 D A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等都是电磁波 B．人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了 C．不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的 D．电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【解析】A．电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，故A正确，不符合题意； B．由图中的信息可知，人眼可见的电磁波只有可见光，可见光的光谱就是电磁波谱中很窄的一段，大部分电磁波是人眼是感觉不到的，如无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线等，故B正确，不符合题意； C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的，如利用红外线制成电取暖器，利用微波制成微波炉等，故C正确，不符合题意； D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在真空中的波速是相同的，故D错误，符合题意。故选D。 五、提升训练 6．电磁波家族如图所示： （1）家庭网络中，小红觉得5GWiFi比2.4GWiFi网速更快，则相关正确的表述是________；（单选，填字母） A．5G比2.4G的传播速度更快 B．5G比2.4G的频率更高 C．5G比2.4G的波长更长 D．5G和2.4G分别用电磁波、声波传递信息 五、提升训练 B （2）微波炉是利用电磁波加热食物的，食物（忽略质量变化）加热后内能__________（选填“增加”，“减少”），食物中水分发生了哪种物态变化而变少？________ （3）我们看到的太阳光也属于电磁波，太阳能是________（选填“可再生”，“不可再生”）能源。 可再生 五、提升训练 汽化 增加 【解析】（1）5G网络比4G网络的频率更高，波长更短，但在空气中的传播速度是相同的，故B正确，ACD错误，故选B。 （2）微波炉是利用电磁波加热食物的，通过热传递的方式使加热后的食物内能增加，食物中水因发生汽化变成水蒸气而减少。 （3）在几十亿年内，太阳能是取之不尽、用之不竭的理想能源，因此太阳能是可再生能源。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $