21.1 电磁波的海洋 同步知识点对点讲义 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

第二十一章 电磁波及其应用 第1节 电磁波的海洋 导入 打开收音机的开关,调至没有电台的位置,将音量开大。取一节旧干电池和一根导线,拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极项链,再将导线的另一端与正极摩擦,使他们时断时续的接触,可以听到收音机发出“咔咔”声(图21.1-1)。收音机为什么会发出这种声音呢? 图21.1-1 收音机发出“咔咔”声 知识点对点 一、电磁波是怎样产生的 项目 内容 电磁波 当导体中有方向、大小迅速变化的电流,电能生磁、磁能生电,变化的电流在空间激起(产生)电磁波(electromagnetic wave)。广播电台、电视台以及移动电话,靠复杂的电子路线来产生迅速变化的电流,发出电磁波。 常见发射器 广播电台、电视台、移动电话等 常见接收器 收音机、电视机、移动电话等。 用途 传递信息 例题 考点:电磁波的产生 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,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法错误的是( ) A.这个实验对电池有损害,最好用旧电池来做 B.迅速变化的电流能够产生电磁波 C.收音机可以接收电磁波信号 D.收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音 二、电磁波是怎样传播的 实验1 真空罩中的手机能街道电话吗? 实验过程 如图21.1-2所示,将一步手机置于真空罩内,用另一部手机拨打它,可以听到真空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泣,会发现铃声越来越小,但真空罩内的手机屏幕仍然闪烁。同时拨打它的手机也仍然是连通状态,手机仍按可以收到罩外传给它的电磁波。 图21.1-2真空罩中的手机 实验结论 电磁波的传播不需要介质,电磁波能够在真空中传播。 项目 内容 波长 如图21.1-3所示,一列波在传播过程中,凸起的最高处,叫做波峰;凹下的最低处,叫做波谷。邻近的两个波峰(或波谷)之间的距离,叫做波长(wavelength),用字母 表示,单位是米(m) 图21.1-3 波 频率 (1)定义:在某确定位置,1s内有多少次波峰或波谷通过,波的频率就是多少,用字母 表示 (2)单位:①赫兹(Hz) ②常用单位:还有千赫(kHz)和兆赫(MHz) ③换算关系:1kHz=103Hz,1MHz=106Hz (3)不同介质中同一电磁波的频率不变。 波速 (1)物理意义:用来描述波传播快慢的物理量 (2)定义:波传播的快慢叫做波速(wave velocity)。真空中电磁波的传播速度用“c”表示 (3)数值:c是物理学中一个十分重要的物理量,目 第二十一章 电磁波及其应用 第1节 电磁波的海洋 · 导入 打开收音机的开关，调至没有电台的位置，将音量开大。取一节旧干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极项链，再将导线的另一端与正极摩擦，使他们时断时续的接触，可以听到收音机发出“咔咔”声（图21.1-1）。收音机为什么会发出这种声音呢？ 图21.1-1 收音机发出“咔咔”声 · 知识点对点 一、电磁波是怎样产生的☆ 项目 内容 电磁波 当导体中有方向、大小迅速变化的电流，电能生磁、磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波（electromagnetic wave）。广播电台、电视台以及移动电话，靠复杂的电子路线来产生迅速变化的电流，发出电磁波。 常见发射器 广播电台、电视台、移动电话等 常见接收器 收音机、电视机、移动电话等。 用途 传递信息 · 例题 考点：电磁波的产生 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，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B．迅速变化的电流能够产生电磁波 C．收音机可以接收电磁波信号 D．收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音 【答案】D 【解答】解：A、将导线的一端与电池的负极相连，另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，这样会损伤电池，故A正确； B、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摩擦，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，故B正确； C、收音机接收到的声音是通过电磁波传播的，故C正确； D、收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速接触而产生的电流变化，即电磁波，故D错误。 故选：D。 二、电磁波是怎样传播的☆ 实验1 真空罩中的手机能街道电话吗？ 实验过程 如图21.1-2所示，将一步手机置于真空罩内，用另一部手机拨打它，可以听到真空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泣，会发现铃声越来越小，但真空罩内的手机屏幕仍然闪烁。同时拨打它的手机也仍然是连通状态，手机仍按可以收到罩外传给它的电磁波。 图21.1-2真空罩中的手机 实验结论 电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播。 项目 内容 波长 如图21.1-3所示，一列波在传播过程中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近的两个波峰（或波谷）之间的距离，叫做波长（wavelength），用字母λ表示，单位是米（m） 图21.1-3 波 频率 （1）定义：在某确定位置，1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少，用字母ƒ表示 （2）单位：①赫兹（Hz） ②常用单位：还有千赫（kHz）和兆赫（MHz） ③换算关系：1kHz=103Hz，1MHz=106Hz （3）不同介质中同一电磁波的频率不变。 波速 （1）物理意义：用来描述波传播快慢的物理量 （2）定义：波传播的快慢叫做波速（wave velocity）。真空中电磁波的传播速度用“c”表示 （3）数值：c是物理学中一个十分重要的物理量，目前公认c=2.99792458×108m/s。空气中的波速近似等于真空中的波速，都约为3.0×108m/s （4）关系：c=λƒ真空中电磁波的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。波长越长，频率越低；反之，波长越短，频率越高 · 例题 考点：电磁波的传播 2．如图所示是一款骨传导蓝牙耳机，使用时将耳机贴在颞（niè）骨两侧、不堵塞耳朵，解决了入耳式耳机长时间佩戴不舒适的问题。下列相关说法正确的是（　　） A．耳机贴在颞骨两侧就能听到声音说明声音的传播不需要介质 B．将耳机的音量调大是改变了声音的音调 C．戴上耳机听音乐对他人来说是从声源处减弱噪声的 D．蓝牙耳机和手机之间是利用超声波传递信息的 【答案】C 【解答】解：A、耳机贴在颞骨两侧能听到声音，是因为声音通过头骨、颌骨等固体介质传播到内耳，这恰恰说明声音的传播需要介质，故A错误。 B、将耳机音量调大，改变的是声音的响度，而不是音调。音调与声音的频率有关，响度与声音的振幅有关，故B错误。 C、戴上耳机听音乐，对于他人来说，是将发声体（手机等设备）发出的声音通过耳机这个“屏障”在声源处进行了减弱，从而减少了对他人的干扰，故C正确。 D、蓝牙耳机和手机之间是利用电磁波传递信息的，而不是超声波。超声波在空气中传播距离较短，且不能像电磁波那样方便地携带信息进行远距离传输，故D错误。 故选：C。 考点：电磁波的波长、波速、频率 3．无人机收到遥控器发出的845MHz的电磁波信号后，开始竖直上升，此过程的“s﹣t”关系如图甲所示。无人机所拍视频用5.8×109Hz的电磁波信号传输回地面。结合图乙，以下正确的是（　　） A．遥控器发射电磁波的频率大于传输视频电磁波的频率 B．两种电磁波都是无线电波 C．两种电磁波在真空中的传播速度不相等 D．在0﹣t1阶段，无人机所受的合力不为零 【答案】B 【解答】解：A、遥控器发射电磁波的频率为845MHz ＝ 8.45×108Hz，传输视频电磁波的频率为5.8×109Hz，所以遥控器发射电磁波的频率小于传输视频电磁波的频率，故A错误。 B、无线电波是指频率在1012Hz以下的电磁波，845MHz和5.8×109Hz都在无线电波的频率范围内，所以两种电磁波都是无线电波，故B正确。 C、所有电磁波在真空中的传播速度都相等，都等于光速c＝3×108m/s，故C错误。 D、在0﹣t1阶段，由“s﹣t”图像可知，无人机做匀速直线运动，物体做匀速运动时，合力为零，所以无人机所受的合力为零，故D错误。 故选：B。 三、电磁波大家族☆ 项目 内容 电磁波谱（拓展） 人们常把各类电磁波按频率从低到高（波长从长到短）一次排列，成为电磁波谱。 图示 图21.1-4 不同频率范围的电磁波及其应用 成员 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X涉嫌、γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。 无线电波 （1）定义：电磁波中用于广播、电视和移动通信的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分电磁波，叫做无线电波 （2）分类：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括长波、中波、短波、微波等。 微波 无线电波中波长较短的部分叫做微波。 应用 无线电波：用于广播、电视和移动电话、观测天体（中国天眼） 传递信息（选填“信息或能量”） 红外线：家电的遥控器、加热食品 微波：可用来加热食品 传递能量（选填“信息或能量”） 紫外线：灭菌、验钞 X射线：医学上用来做透视检查 传递信息（选填“信息或能量”） γ射线：金属探伤 传递信息（选填“信息或能量”） · 例题 考点：电磁波家族及其应用 4．如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影（简称“CT”）检查身体的情景。这种能穿透身体的射线是（　　） A．红外线 B．可见光 C．紫外线 D．X射线 【答案】D 【解答】解：CT影像技术利用X射线具有超强的穿透能力。 故选：D。 · 易错 × √ 1误认为电磁波和声波特征都相同 辨析 电磁波 声波 产生 变化的电流 物体振动 传播 真空中电磁波的传播速度都是3×108m/s 声波在固体、液体、气体中的传播速度不同，一般来说v固>v液>v气，真空中不能传播 应用 雷达、手机 B超，声呐 · 例题 考点：电磁波的波长、波速、频率和声音的传播条件 1．（2026•同步）关于波，下列说法正确的是（　　） A．光波、电磁波、声波都可以在真空中传播 B．光和电磁波都能够传递信息，声音不能传递信息 C．不同电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同 D．导线中有迅速变化的电流，就会在周围空间激起电磁波 【解答】解：A.光波是电磁波的一种，所有电磁波的传播都不需要介质，可以在真空中传播。但是，声波是机械波，它的传播需要依靠介质（如空气、水、固体等），因此声波不能在真空中传播，故A错误。 B.光、电磁波和声音都能够传递信息。例如，我们日常的交谈就是通过声音来传递信息；光纤通信是利用光来传递信息；而无线电、电视和手机通信则是利用电磁波来传递信息，故B错误。 C.不同电视台发射的电磁波，其频率和波长不同，但它们在空气（或真空）中的传播速度是相同的，这个速度约等于光速（ c≈3×108m/s），故C错误。 D.根据麦克斯韦的电磁场理论，迅速变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场又会产生变化的电场，这样交替变化的电磁场就会由近及远地向周围空间传播，形成电磁波，故D正确。 故选：D。 · 中考真题 考点：电磁波的产生 1．（2025•济宁）结合图中的信息，按要求回答问题。 （1）如图甲所示，用导线的一端与电池的正极迅速断续接触，发出的　电磁波　 被收音机接收，收音机的发声体　振动　 发出“咯、咯”的声音。 （2）图乙是某种物质在熔化时温度随时间变化的图像。由图可知：该物质是晶体，判断理由是　熔化过程中温度不变　 。该物质在AB段　吸收　 热量。 （3）如图丙所示，将蜡烛放在a、b、c、d四点中的　a　 点，可在凸透镜右边的光屏上（图中光屏未画出）得到缩小的清晰像。利用凸透镜制作的眼镜可以矫正　远视　 眼。 （4）如图丁所示，用燃气灶烧水，壶盖被顶起，此过程中的能量转化：燃气的　化学能　 →水的内能→壶盖的　机械能　 。（均填能量名称） 【解答】解：（1）当用导线的一端与电池的正极迅速断续接触时，会产生迅速变化的电流，迅速变化的电流会产生电磁波，电磁波被收音机接收，收音机的发声体发出“咯、咯”的声音； （2）晶体在熔化过程中温度保持不变。观察乙图可知，该物质在熔化过程中温度不变，所以该物质是晶体。因为物体熔化需要吸热，所以该物质在AB段吸收热量； （3）当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像。观察丙图可知，a点在二倍焦距以外，所以将蜡烛放在a点，可在凸透镜右边的光屏上得到缩小的清晰像。利用凸透镜制作的眼镜可以矫正远视眼； （4）用燃气灶烧水，燃气燃烧时，燃气的化学能转化为内能，内能传递给了水，水的内能增加，壶盖被顶起，水的内能又转化为壶盖的机械能。 故答案为：（1）电磁波；振动；（2）熔化过程中温度不变；吸收；（3）a；远视；（4）化学能；机械能。 考点：电磁波的传播 2．（2025•兰州）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟二十号载人飞船进入预定轨道后，与空间站“天和核心舱”成功对接。下列分析正确的是（　　） A．火箭加速升空的过程中，机械能保持不变 B．航天员从地面到达空间站后惯性减小 C．空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的 D．飞船与空间站对接后，以飞船为参照物，空间站是运动的 【解答】解：A.火箭加速升空的过程中，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，故机械能增大，故A错误； B.惯性大小取决于物体的质量，而质量是物体的属性，不随位置的改变而变化，故航天员的质量不变，从地面到达空间站后惯性大小不变，故B错误； C.声音不能在真空中传播，空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的，故C正确； D.飞船与空间站对接后，以飞船为参照物，空间站的位置没有变化，是静止的，故D错误。 故选：C。 考点：电磁波的波长、波速、频率 3．（2024•常州）英国科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部15min，可明显刺激人体线粒体，增加葡萄糖消耗，降低血糖水平。该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖。该红光的波形图如图所示，已知OA＝AB＝BC＝CD＝335nm，则该红光的波长为（　　） A．335nm，合3.35×10﹣4m B．335nm，合3.35×10﹣7m C．670nm，合6.70×10﹣4m D．670nm，合6.70×10﹣7m 【解答】解：波长指的是振动一个完整周期时，在传播方向上移动的距离。在图像上，波长为OB的长度，即335nm×2＝670nm。而1nm＝10﹣9m，代入得到670nm＝6.70×10﹣7m。 故选：D。 考点：电磁波家族及其应用 4．（2025•德州）如图所示，不同频率范围的无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都属于 　电磁波　 （选填“超声波”或“电磁波”），在我们的生活中发挥着重要作用。 【解答】解：不同频率范围的无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都属于电磁波。 故答案为：电磁波。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $