第2节 电磁波的应用（表格式教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

该初中物理教学设计聚焦电磁波谱不同波段的特性与应用，以移动通信发射塔等生活实例导入，衔接声学、光学与电磁学知识，按波长构建从无线电波到高频电磁波的知识体系，通过表格、示意图和实例搭建学习支架。 资料特色在于生活实例与科技前沿结合，如用北斗导航、神舟飞船等体现我国科技成就，增强科学态度与责任；采用类比法、实验（红外测温仪等）突破调制等难点，例题与练习（航母通信、共享电动车GPS）巩固物理观念，助力学生理解应用，提升教师教学效率。

第2节 电磁波的应用 （教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第2节 电磁波的应用 教学 目标 物理观念 · 了解无线电波、微波、红外线、高频电磁波等不同频段电磁波的特点及用途。 科学思维 · 通过分析不同电磁波的应用，培养逻辑思维，体会不同特性决定不同用途的逻辑关系。 科学探究 · 查阅资料了解我国在卫星通信等方面的发展，提高信息收集与整理能力。 科学态度 与责任 · 认识到物理知识在通信、医疗等领域的重要应用，增强对物理的学习兴趣，为我国科技成就自豪。 教材 分析 本节围绕电磁波谱中不同波段的应用展开，衔接声学、光学与电磁学知识，体现物理与科技、社会的联系，核心在于理解无线电波、微波、红外线及高频电磁波的特性与应用，突出信息传递与能量特性的关联，发展学生科学素养。内容按波长从长到短构建知识体系，通过表格、示意图和实例呈现，增强直观性，重点为调幅（AM）、调频（FM）原理及微波通信、红外检测、伽马刀等应用，难点在于抽象概念如信号调制、中继通信的理解。教学应以生活实例切入，采用类比法解释调制过程，结合模型与视频突破认知障碍。学习活动可设计情境讨论与技术对比，目标定位在识别电磁波各波段特征及其应用，达成能解释常见通信与医疗技术中的物理原理的认知水平。 学情 分析 1. 知识储备分析：学生此前已学过电磁波的基本概念，对其存在有初步认知。 2. 思维能力分析：此阶段学生逻辑思维能力增强，知识储备渐丰，对新知识充满好奇。教材重点是无线电波、微波、红外线、高频电磁波等不同频段电磁波的特性与应用，难点在于理解各频段特性与应用间的关联。要求学生能清晰区分不同电磁波频段，理解其独特应用原理， 3. 学习兴趣与态度分析：知识与实际生活建立联系，体会电磁波在各领域的重要作用。 教学 重点 知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用。 教学 难点 了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。 教学 器材 课件、收音机、红外测温仪、红外成像仪，外测温仪、体温计、酒精棉球 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】移动通信是电磁波在现代社会中的重要应用。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？ 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、电磁波“家族”有哪些成员 【实验探究】要了解电磁波的应用，首先要了解电磁波“家族”有哪些成员。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 【现象说明】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 【例题01】电磁波是一个大家族，如图是它们的家族谱.对电磁波的认识，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 【答案】B 【解析】A由图可以看出红外线比紫外线的频率低，故A错误；C电磁波传播速度一定，由c=λf 可知电磁波的频率越高，波长越短故C错误；D真空中不同电磁波的传播速度相同故D错误. 学习新课 二、电磁波在传递能量方面有哪些应用 【基本概念】电磁波具有能量，能量可以随着电磁波向外传递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 【拓展】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 【例题02】汽车上常安装一些设备来传递信息，如车内的收音机利用________来 接收信号，倒车雷达利用________来获取信息.（均选填“超声波”或“电磁波”） 【答案】电磁波 超声波 【解析】收音机是通过接收广播电台发射的电磁波来获取音频等信息的，即车内的收音机利用电磁波来接收信号；倒车雷达利用超声波来探测周围情况. 学习新课 三、电磁波在传递信息方面有哪些应用 【基本概念】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。 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。 【常见应用】①太阳光能量的利用 太阳光是电磁波，地球上的大气运动、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈内物质的循环都源于太阳光提供的能量.太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源. ②γ 射线治疗 γ射线应用于医疗的典型例子就是伽马刀治疗，它利用γ 射线能量高、穿透力强的物理特性，基于定向原则，将颅内病变组织选择性地确定为靶点，使用γ射线进行一次性大剂量聚焦照射，使病变组织坏死或功能改变而实现治疗疾病的目的. ③激光医疗与焊接 激光相较于普通光源，单色性、方向性更好，除了可用于矫正近视的手术，还可用于机械制造中的精密模具加工、精密焊接等工艺，甚至用于核聚变研究. 【知识了解】电磁污染与防治 电磁污染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 导致人体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.因此，要尽量远离电磁辐射较强的设备.通过合理使用电子设备、远离辐射源、利用屏蔽措施（和金属屏蔽）以及增强自身防护，可以有效减少电磁污染对生活的影响. 【意义】目前，我国移动通信技术已居于世界领先地位。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。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。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。电磁波的应用极大地改变了人们的生活方式，推动了社会的进步！ 【例题03】电磁波的应用已经成为人类文明的重要标志，下列关于电磁波应用的说法正确的是 A.军事雷达利用电磁波搜索、识别、监视军事目标 B.广播、电视、手机等设备通过电磁波来传递能量 C.医生用γ 射线治疗肿瘤是利用了电磁波的信息特性 D.电磁波在生活中应用广泛，电磁波对人类有利无害 【答案】：A 【解析】： B广播、电视、手机等设备通过电磁波来传递信息，故B错误；C医生用γ 射线治疗肿瘤是利用了电磁波具有能量的特性，故C错误；D电磁波对人类有利也有害，比如过量电磁辐射对人体有害，故D错误. 通过列举电磁波“家族”这说明电磁波也能传递 本题在于对定义的理解 本部分了解即可，培养学生的对电磁学的热情 体现在生活领域的广泛，对现代信息社会的应用广泛。 说明应用在医学和激光科学领域 了解即可 课 堂 练 习 1.下列有关声和电磁波的说法中正确的是（　　） A．利用卫星系统进行导航，其信息传递的媒介与“B超”相同 B．利用声呐探测海深，其原理与蝙蝠在夜间正常飞行的原理不相同 C．在空气中，声传播的速度远小于电磁波的传播速度 D．有线电话既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能 【答案】C 【解析】A．利用卫星系统进行导航，其信息传递的媒介是电磁波，而“B超”是利用超声波，则它们传递信息的媒介不同，故A错误； B．利用声呐探测海深，其原理与蝙蝠在夜间正常飞行的原理相同，故B错误； C．在空气中，声速约为340m/s，电磁波的速度约为3×108m/s，声传播的速度远小于电磁波的传播速度，故C正确； D．有线电话是利用导线中的电流来传递信息的，既不能接收电磁波，也不能发射电磁波，故D错误。 故选C。 2.如图是我国第三艘航空母舰——“中国人民解放军海军福建舰”于6月17日在上海江南造船厂下水亮相。该舰排水量8万余吨，采用先进的电磁弹射装置，大大增加了舰载机数量。下列关于该舰的说法正确的是（　　） A．航母与执行任务的舰载机通过超声波传输信息 B．舰载机起飞后，航空母舰受到的浮力不变 C．甲板上静止的舰载机，受到的重力和支持力是一对相互作用力 D．舰载机的机翼上凸下平，利用流体流速越大的位置压强越小来获得升 【答案】 D 【解析】A．航母与执行任务的舰载机通过电磁波传输信息，故A错误； B．航空母舰始终漂浮，浮力等于重力，舰载机起飞后，航空母舰自身重力减小，所以航空母舰受到的浮力变小，故B错误； C．当舰载机静止在航母上时，舰载机所受的重力与航母对舰载机的支持力是一对平衡力，不是相互作用力，故C错误； D．机翼的形状上凸下平，飞机起飞或滑行时，机翼上方的空气流速大、压强较小，机翼下方的空气流速小、压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力，故D正确。 故选D。 3.神舟十三号飞船与太空站分离后，先绕地球做近似的圆周运动，在离地面约145km处，收到返回指令，飞船轨道舱与返回舱分离（轨道舱自行穿越大气层而销毁）；然后飞船穿越大气层不断减速，在离地面约10km时，飞船制动发动机点火，返回舱与推进舱分离；返回舱开始做直线运动，降落伞以及各种减速科技让飞船不断减速；最后飞船下降到离地面1m时，反推发动机点火，向地面方向喷出高温燃气，使飞船获得一个向上的阻力，飞船再一次减速，返回舱最终成功匀速着陆；以下说法不正确的是（   ）    A．飞船在做圆周运动时若力全部消失，飞船将会做匀速直线运动 B．飞船收到控制中心发出返回指令，是利用电磁波来传递信息的 C．轨道舱自行穿越大气层而销毁，是通过热传递的方式改变内能 D．向地面方向喷出燃气使飞船获得阻力，说明力的作用是相互的 【答案】 C 【解析】A．飞船在做圆周运动时若力全部消失，根据牛顿第一定律可知：原来运动的飞船将会做匀速直线运动，故A正确； B．电磁波可以传递信息，飞船收到控制中心发出返回指令，是利用电磁波来传递信息的，故B正确； C．改变物体内的方式有两种：做功和热传递；轨道舱自行穿越大气层而销毁，是通过做功的方式改变物体的内能的，故C错误； D．向地面方向喷出燃气使飞船获得阻力，利用阻力升空，说明力的作用是相互的，故D正确。 故选C。 4.“Fast”射电望远镜被誉为“中国天眼”2019年10月1日，“天眼”之父南仁东被追授“时代楷模”荣誉称号。“中国天眼”的直径约500m，方圆5公里内不允许设置任何无线电设备，说明它接收是 （“电磁波”或“声波”）；它能接收到137亿光年外的信号，接近于宇宙的边缘，甚至可以搜索星际通讯信号，由此可推知光年是 单位。 【答案】电磁波 长度 【解析】[1]方圆5公里内不允许设置任何无线电设备，说明无线电设备发出或接收的电磁波对射电望远镜正常工作时有干扰作用，因此射电望远镜正常工作时收集从天体投射来的电磁波并汇集到望远镜上。 [2]因为光年是光在一年里通过的路程，所以光年是长度单位。 5，2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10min后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。下列说法正确的是 A．航天员相对地面是静止的 B．神舟二十一号相对运载火箭一直是静止的 C．发射站采用大流量喷水系统降温，利用了水的汽化吸热 D．飞船与空间站成功对接后，航天员可以通过超声波与地面联系 【答案】C 【解析】A中航天员相对地面是运动的 B中神舟二十一号相对运载火箭一直是运动的 D中飞船与空间站成功对接后，航天员不可以通过超声波与地面联系 故选C 课 堂 练 习 6.“共享电动车”为人们的绿色出行带来极大方便，装在电动车上的GPS定位系统会及时地把电动车的位置信息通过 传递给信息处理中心，再发送到我们的手机上，方便存取，小乔在某次骑行时，在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图像。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图可知，7~12s共享电动车牵引力做功 J；共享电动车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为 %。 【答案】 电磁波 1050 87.5 【解析】[1]GPS定位系统是利用电磁波传递信息的。 [2]由v-t图像可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速；由F-t图像可知，在7~12s牵引力大小 F=35N 由v-t图像根据可得电动自行车匀速行驶路程 则牵引力做的有用功 W有=Fs=35N×30m=1050J [3]电动车在7-12s内消耗电能为 则电能转化为机械能的效率 板 书 设 计 第2节 电磁波的应用 一、无线电波与广播电视 二、微波与卫星通信 三、红外线成像与检测 四、高频电磁波与医疗 课 堂 小 结 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $