1.导学案 第十三章 电磁感应与电磁波初步 4.电磁波的发现及应用（课件PPT）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）配套课件

该高中物理课件围绕电磁波的发现及应用，涵盖麦克斯韦电磁场理论、电磁波特点及波速关系、电磁波谱及应用等核心知识。通过“中国天眼”“反隐身战机雷达”等情境导入，以情境引领、辨析明理为支架，衔接理论到应用的知识脉络。 其亮点在于以情境问题驱动科学探究，结合典例精研与表格归纳（如电磁波谱特性用途表），培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。通过辨析判断、课堂检测提升质疑创新能力，助力学生深化物理观念，也为教师提供系统教学资源与分层训练支持。

4.电磁波的发现及应用 01 课堂检测·自我诊断 学习任务一 学习任务二 内容概览 学习目标 学后评价 1.了解麦克斯韦电磁场理论,知道电磁场的概念。 优秀□　　良好□ 2.知道电磁波的特点,掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系。 优秀□　　良好□ 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序,了解各种电磁波的应用及电磁波的能量。 优秀□　　良好□ 返回 学习任务一　电磁场与电磁波 【情境引领】 “中国天眼”位于贵州的大山深处,它通过接收来自宇宙 深处的电磁波,探索宇宙。 问题1.电磁波是如何产生并传播的呢? 提示:周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成电磁波。 问题2.谁通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论? 提示:赫兹通过实验捕捉到电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论。 返回 【新知导学】 1.麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放入一个闭合电路,由于穿过电路的磁通量发生变化,电 路中会产生_________。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了_____。 ②即使在变化的磁场中没有闭合电路,也同样会在空间产生_____。 感应电流 电场 电场 返回 (2)变化的电场产生磁场 变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生_____,即_____的电场产 生磁场。 2.电磁场:变化的_____和_____互相联系,所形成的不可分割的统一体。 3.电磁波 (1)产生 _______变化的电场和_______变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传 播,形成电磁波。 磁场 变化 电场 磁场 周期性 周期性 返回 (2)特点 ①在传播方向上,任意一点的E和B都随时间周期性变化,E和B彼此垂直,且与电磁波的传播方向垂直。如图:   ②电磁场中储存电磁能,电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。 ③任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度,即c=3.0×108 m/s,电磁波传播虽然不需要介质,但在其他介质中的速度都比在真空中的小。 返回 ④只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。 ⑤电磁波是电磁场在空间中的传播。 (3)波长、频率与波速之间的关系 ①波速=波长×频率,即c=λf。 ②频率由波源决定,与介质无关,而波长、波速的大小与介质有关,所以同一电磁波在不同介质中传播时,频率不变,波速、波长发生改变。 ③不同频率的电磁波在同一介质中传播时,传播速度不同。 返回 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场。(　　) (2)电磁感应现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场。(　　) (3)麦克斯韦预言了电磁波的存在。(　　) (4)电磁波依赖于介质才能传播。(　　) 提示:(1)×　(2)√　(3)√　(4)× 2.当电磁波从真空进入水中传播时,波长、波速和频率怎样变化? 提示:频率不变,波长和波速变小。 返回 【典例精研】 角度1　麦克斯韦电磁场理论的理解 [典例1](多选)下列关于电磁场理论的叙述正确的是(　　) A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关 B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C.变化的电场和稳定的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场 D.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场 √ √ 返回 【解析】选A、B。变化的磁场周围产生电场,当电场中有闭合回路时,回路中有电流,若无闭合回路,电场仍然存在,A正确;周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的,且频率相同,B正确;周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互关联,形成电磁场,C错误;只有变化的电场才能产生磁场,只有变化的磁场才能产生电场,D错误。 返回 【归纳总结】 对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的磁场不产生电场 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 周期性变化的磁场在周围空间产生同频率的周期性变化的电场 周期性变化的电场在周围空间产生同频率的周期性变化的磁场 返回 【对点训练】 根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是(　　) A.稳定的电场周围产生稳定的磁场 B.变化的磁场周围一定产生变化的电场 C.均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D.不均匀变化的电场周围产生不均匀变化的磁场 【解析】选D。根据麦克斯韦电磁场理论可知,稳定的电场周围不产生磁场,A错误;均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,B、C错误;不均匀变化的电场周围产生不均匀变化的磁场,D正确。 √ 返回 角度2　电磁波的理解 [典例2](多选)以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是(　　) A.变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 B.电磁波的传播靠的是电场和磁场相互“激发” C.法拉第用实验验证了电磁波的存在 D.电磁波由真空中进入某种介质传播时,波长会变短 √ √ 返回 【解析】选B、D。周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场,均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,选项A错误;电磁波与水波、声波不同,可以在真空中传播,这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”,选项B正确;赫兹用实验验证了电磁波的存在,选项C错误;电磁波由真空中进入某种介质传播时,频率不变,波速变小,则波长会变短,选项D正确。 返回 【对点训练】 1.关于电磁波,下列说法正确的是(　　) A.光不是电磁波 B.电磁波需要有介质才能传播 C.只要有电场和磁场,就可以产生电磁波 D.真空中,电磁波的传播速度与光速相同 【解析】选D。光是电磁波,故A错误;电磁波传播不需要有介质,故B错误;均匀变化或恒定的电磁场不会产生电磁波,故C错误;真空中,电磁波的传播速度与光速相同,故D正确。 √ 返回 2.英国物理学家麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。应用麦克斯韦的电磁场理论判断,如图表示四种电场随时间变化的图像中,能产生恒定的磁场的是 (　　)   【解析】选B。A图中电场不变,则不会产生磁场,故A错误;根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的电场一定产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场,周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,B图中是均匀变化的电场,能产生稳定的磁场,C、D图中电场随时间做非均匀变化,则会产生非恒定的磁场,故B正确,C、D错误。 √ 返回 学习任务二　电磁波谱及其应用 【情境引领】 如图,中国照相侦察卫星携带红外成像设备可获得更多地面目标的情报信息,并能识别伪装目标和在夜间对地面的军事行动进行监视。导弹预警卫星利用红外探测器可探测到导弹发射时发动机尾焰的红外辐射并发出警报,为拦截来袭导弹提供一定的预警时间。 返回 问题1.日常生活中还有哪些地方用到了电磁波? 提示:①收音机接收信息; ②电视机遥控器的工作; ③灭菌消毒; ④医院里透视机工作。 问题2.以上波中的电磁波各属于电磁波谱中的什么波段? 提示:①中的波为无线电波;②中的波为红外线; ③中的波为紫外线;④中的波为X射线。 返回 【新知导学】 1.电磁波谱 (1)概念:按电磁波的_____或_____大小的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。 (2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为:_________、红外线、_______、 _______、X射线、γ射线。 2.各种电磁波的特点 (1)在本质上都是电磁波,遵循相同的规律,各波段之间并没有严格的界限。 (2)都遵循公式c=λf,在真空中的传播速度都是c=3×108 m/s。 (3)传播都不需要介质。 (4)不同的电磁波由于具有不同的波长(频率),故具有不同的特性。 波长 频率 无线电波 可见光 紫外线 返回 3.不同电磁波的应用 电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 频率 由左向右,频率由低到高 真空中波长 由左向右,波长由长到短 特性 波动性强 热作用强 感光性强 化学作用,荧 光效应 穿透力强 穿透力 最强 用途 通信、 广播、 导航 加热、遥测、 遥感、红外 摄像、红外 制导 照明、照相等 日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等 检测、探测、 透视、治疗 探测、 治疗 返回 4.电磁波的能量 (1)光是一种电磁波,光具有能量。 (2)电磁波具有_____,电磁波是一种物质。 5.电磁波通信 电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络,这些信 息都是通过_______来传递的。电磁波携带的信息,既可以_____传播,也可 以_____传播。 能量 电磁波 有线 无线 返回 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (1)波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播。(　　) (2)红外线可以用来加热理疗。(　　) (3)电磁波频率最大的是γ射线,医学上常用它进行人体透视检查。(　　) 提示:(1)×　(2)√　(3)× 返回 2.如图所示为我国某型号的反隐身战机雷达,可以使当今世界上最先进的隐身战机无所遁形,那它是靠什么发现隐身战机的呢? 提示:靠无线电波。 返回 【典例精研】 角度1　电磁波谱 [典例3]电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是(　　) A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线 B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线 C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波 D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线 【解析】选A。在电磁波家族中,按波长由长到短分别为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,所以A项正确。 √ 返回 角度2　电磁波的应用 [典例4](2025·银川高二检测)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列不属于电磁波应用的医疗器械有(　　) A.杀菌用的紫外灯 B.治疗咽喉炎的超声波雾化器 C.拍胸片的X光机 D.治疗肿瘤的“伽玛刀” √ 返回 【解析】选B。紫外灯的频率高,能量强,所以用于杀菌,属于电磁波的应用,A不符合题意;超声波雾化器是超声波的应用,与电磁波无关,B符合题意;X光的穿透能力较强,所以用于拍胸片,属于电磁波的应用,C不符合题意;治疗肿瘤的“伽玛刀”属于电磁波的应用,D不符合题意。 返回 【对点训练】 (多选)许多光学现象在科学技术上得到了应用,以下对一些应用的解释,正确的是(　　) A.紫外验钞机利用的是紫外线的化学作用 B.X光透视利用的是光的穿透作用 C.工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力 D.红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点 √ √ √ 返回 【解析】选B、C、D。紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字,发出可见光,使这些文字能被肉眼看到,利用了紫外线的荧光效应,A错误;X射线具有较强的穿透能力,在医学上用它来透视人体,检查病变和骨折情况,B正确;γ射线具有极强的穿透能力,工业上的金属探伤就是利用这个原理,C正确;一切物体都在不停地辐射红外线,红外遥感技术就是利用这个原理,D正确。 返回 课堂小结 情境实践 答案:①变化的磁场　②变化的电场　 ③电磁场　④c=λf　⑤波长或频率　 ⑥能量 电磁波在医疗领域有广泛应用,例如利用X射线成像、CT扫描、磁共振成像(MRI)帮助医生进行医疗诊断;利用高能γ射线、X射线放射治疗多种癌症;利用激光进行矫正近视和去除疣、痣等病变组织;利用微波热疗杀死癌细胞和增强机体对癌细胞的免疫反应;还可以进行红外线和紫外线理疗,促进血液循环,加速新陈代谢,增强免疫力,有助于人体康复。这些都是利用了电磁波的什么特点? 返回 01 课堂检测·自我诊断 返回 1.某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示,不能产生磁场的电场是 (　　)   【解析】选D。根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场。选项A、B、C电场是变化的,可以产生磁场;选项D中电场是恒定不变的,不能产生磁场。故选D。 √ 返回 2.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是 (　　) A.变化的磁场产生电场 B.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C.电磁波依赖于介质才能传播 D.光不是电磁波 【解析】选A。变化的磁场产生电场,A正确;各种频率的电磁波在真空中的速度相同,大小为光速c,B错误;电磁波可以在真空中传播,电磁波的传播不需要介质,C错误;光是一种电磁波,D错误。 √ 返回 3.关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是 (　　) A.手机通话使用的无线电波,其波长比可见光的波长短 B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C.电磁波中频率最大的是X射线 D.X射线可以使感光底片感光 【解析】选D。手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光的波长,A错误;过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误;电磁波中频率最大的是γ射线,C错误;X射线具有明显的化学效应,可以使感光底片感光,D正确。 √ 返回 4.频率在0.1~10 THz的电磁波被称为太赫兹波,THz是频率单位,1 THz=1×1012 Hz。太赫兹波可广泛应用于雷达、遥感、国土安全与反恐、高保密的数据通讯与传输、大气与环境监测、实时生物信息提取以及医学诊断等领域。已知光在真空中的传播速度为3×108 m/s,则太赫兹波在真空中的波长范围是 (　　) A.0.1~10 m B.0.1~1013 m C.0.3~3×1013 m D.3×10-5~3×10-3 m 【解析】选D。真空中的波速c=3×108 m/s,波长λ、波速v、频率f之间的关系为λ=,在真空中λ=,频率f范围为1011~1013 Hz,解得真空中的波长范围3×10-5~3×10-3 m。故选D。 √ 返回 $