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

该初中物理课件围绕电磁波展开，涵盖其发现、产生、描述及应用。从古代烽燧光通信引入，通过麦克斯韦电磁理论、赫兹实验的历史脉络，结合导线摩擦电池干扰收音机的自主实验，搭建从电磁感应到电磁波应用的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过“自主活动”让学生动手产生电磁波，用绳波类比建构电磁波模型，体现科学思维与科学探究。结合国家授时中心、北斗导航等实例，渗透科学态度与责任，帮助学生形成物理观念，也为教师提供丰富的生活化教学素材。

第1节　电磁波 义务教育教科书（五·四学制） 物理 九年级 下册 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。 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。 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（图15-1-1）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？ 图15-1-1　国家授时中心 电磁波是如何发现的？ 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。后来，德国物理学家赫兹（H. R. Hertz，1857—1894）通过实验发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言（图15-1-2）。 图15-1-2 赫兹验证电磁波存在的实验 （a）电磁波发射装置 （b）电磁波发射和接收过程示意图 今天的广播电视、移动通信、卫星导航、遥感影像等诸多应用都离不开电磁波理论这块基石，同时电磁波的发现也为物理学发展开启了一扇新的大门。 电磁波是如何产生的？ 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？ 收音机能接收不同电台的广播，说明这些电台发送的电磁波经过长距离传播到达了我们的收音机。如图15-1-3所示，我们把一节干电池放在收音机旁，然后用导线的一端连接干电池负极，另一端与干电池 自主活动 图15-1-3　收音机收到干扰信号 正极快速摩擦，注意听收音机发出的声音，并记录有何变化。 实验中能听到收音机发出异响，这是因为导线摩擦电池时会产生电磁波，干扰了收音机接收广播电台的信号。如果把收音机靠近工作中的充电器、无线路由器或微波炉，收音机也会受到干扰而发出异响。这些电器工作时和用导线摩擦电池一样，都是电路中的电流在不断变化。人们发现，不均匀变化的电流可以产生电磁波。 如图15-1-4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，以及图15-1-1所示的国家授时中心的天线都是发射电磁波的波源。 图15-1-4 各种波的产生 如何描述电磁波？ 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15-1-5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。 自主活动 图15-1-5　绳子的波形 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。 如图15-1-6所示，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，在国际单位制中，波长的单位是米（m）。通常把一个波长范围内的波形称为一个完整波。 图15-1-6 波长 与声波类似，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（wave velocity），我们也可以用波速来描述电磁波传播的快慢。 但与声波不同，电磁波可以在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度约为3×108 m/s。研究表明，光也是一种电磁波。 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（frequency），图15-1-7所示为某一时刻不同频率的波形。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=103 Hz 1 MHz=106 Hz 1 GHz=109 Hz 图15-1-7 不同频率的波形 想一想 通过你所了解的电磁波的应用或现象来证明电磁波可以在真空中传播，也可以设计一个简单的实验来验证。 不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，频率越高波长越短。 只有学会了如何描述电磁波，我们才能更好地了解电磁波的广泛应用。 1.关于电磁波的产生，下列说法正确的是（ ） A. 任何通电导体都能产生电磁波 B. 直流电在通断过程中会产生电磁波 C. 电磁波只能在真空中传播 D. 电磁波的传播需要介质 课堂练习 答案：B 解析：电磁波由迅速变化的电流（如振荡电流）产生，直流电通断时电流方向或大小突变，符合条件。 B 2.电磁波的波长、频率和波速的关系是（ ） A. 波速与频率成正比 B. 波长与频率成反比 C. 真空中波速与波长无关 D. 频率越高，波速越大 课堂练习 答案：B 解析：波长λ与频率f成反比（频率越高，波长越短）。 波速在真空中恒定，与波长、频率无关，故A、D错误，C表述不完整 。 B 3. 将手机放入真空罩中，抽去空气后仍能接收到来电信号，说明（ ） A. 电磁波传播需要空气 B. 声音可在真空中传播 C. 电磁波可在真空中传播 D. 手机不需要电磁波 课堂练习 答案：C 解析：实验证明：真空罩中的手机能接收电磁波信号，表明电磁波可在真空中传播（如太空通信）。声音传播需介质，真空中无法传播，故B错误。 C 4. 下列设备利用电磁波传递信息的是（ ） A. 微波炉加热食物 B. 北斗卫星导航 C. 验钞机识别紫外线 D. 声呐探测鱼群 课堂练习 答案：B 解析：北斗卫星通过电磁波（微波）实现定位信息传输 。 微波炉利用电磁波能量特性加热，非传递信息（A错误）。 验钞机利用紫外线荧光效应（C错误），声呐依靠声波（D错误）。 B 5. 关于电磁波谱，下列说法错误的是（ ） A. 红外线可用于遥控器 B. X射线具有强穿透性 C. 紫外线能使荧光物质发光 D. 无线电波的波长比可见光短 课堂练习 答案：D 解析：无线电波波长范围从千米到毫米级，可见光波长在400-700nm，故无线电波波长更长 。A、B、C均正确：红外线遥控、X射线透视、紫外线验钞。 D 6. 下列设备中，主要利用电磁波传递信息的是（ ） A. 有线电话 B. 微波炉 C. 北斗卫星导航系统 D. 电吹风机 课堂练习 答案：C 解析：C 正确。北斗卫星通过电磁波（微波波段）实现定位与通信。 A 错误：有线电话依赖电流在导线中传输。 B 错误：微波炉利用电磁波的能量特性加热食物。 D 错误：电吹风机主要将电能转化为热能。 C 课后练习 1. 不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，频率越 ，波长越　　　　。 2. 下列物体中， 　　　　　　　可以看作是发射电磁波的波源。 A. 工作中的无线路由器 B. 正在唱歌的人 C. 振动的音叉 D. 轻点水面的手指 主题学习：电磁波与天线 1 无线对讲机和手机均依靠电磁波传递信息，电磁波的发射和接收都离不开天线。如图15-1-9所示，无线对讲机的天线在其顶端，而手机天线则短到可以隐藏在其内部，且手机通信的电磁波频率远高于无线对讲机。 图15-1-8 3. 图15-1-8所示波形的波长为　　　　 m。 （1）无线对讲机和手机比较，哪一个设备所使用的电磁波波长更长？ （2）天线的长度与波长可能有怎样的关系？ 图15-1-9 （a）无线对讲机 （b）手机 谢谢观看 Thank you $