电磁波的应用 核心素养教学设计（表格式）-沪科版九年级物理

《20・2电磁波的应用》教学设计

课题1.电磁波的应用单元20学科物理年级九

本课时选自沪科版九年级物理“第二十章电磁波与信息时代”的第二节《电磁波的应用》，

是继学生初步认识电磁波概念、产生与传播之后，进一步深入理解电磁波在现实生活和科技

发展中广泛应用的关犍内容。教材从无线电波、微波、红外线到高频电磁波（如Y射线）等

教材多个波段出发，系统介绍了不同频率电磁波的特性及其在通信、广播、医疗、探测等领域的

分析典型应用。通过图文结合的方式，如图20-4无线电波传播示意图、图20-6卫星通信系统、

图20-8红外热成像图等，帮助学生建立直观认知。本节内容理论联系实际，强调科学与技

术、社会发展的融合，体现了新课标中“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度

与责任”的核心素养导向，是培养学生科技意识和社会责任感的重要载体。

2022新课标要求学生从“技术原理-社会价值”双维度理解电磁波应用，重点掌握无线电波、

新课微波通信以及医疗等不同区间的电磁波的应用。并能结合我国科技成就分析其社会意义。学

标要习中需注重联系生活实际，弱化复杂公式推导，突出物理观念与科学思维的融合。

求

1.物理观念

了解无线电广播电视的大致工作过程.了解卫星通信，了解红外线在检测中、高频电磁波在

医疗中的应用.

学习

2.科学思维

目标

在了解不同电磁波在生活中的应用过程中，发展科学推理能力.

与核

3.科学探究

心素

观察寻找社会生活中利用电磁波的实例，形成观察的习惯，强化证据意识.

养

4.科学态度与责任

了解电磁波在现代技术中的应用以及我国的科技成就，体会科学、技术、社会和环境的联系，

增加民族自豪感.

九年级学生已具备一定的物理基础知识，如波的基本特征、能量传递方式以及电与破的关系，

并在前一节中初步了解了电磁波的概念、产生机制和传播特点。他们对生活中的无线通信、

遥控器、微波炉等设备有宜接使用经验，具备较强的生活感知能力，但往往停留在“会用不

学情

知理”的层面，缺乏对背后物理原理的系统理解。此外，该年龄段学生正处于抽象思维快速

分析

发展的阶段，能够接受较为复杂的知识结构，但对高频电磁波如Y射线、X射线等仍存在陌

生感甚至恐惧心理v因此，教学中需借助真实情境、案例分析和可视化素材降低认知门槛，

引导学生从现象出发，逐步构建“波段一特性一应用一影响”的逻辑链条，提升其综合分析

能力和批判性思维。同时，应注重激发学生的探究兴趣，鼓励他们主动提出问题并尝试解释

生活中的电磁现象。

重点1.通过分析无线电波的分类表，掌握不同波段无线电波的特点及其主要用途。

2.结合实例，理解调幅(AM)和调频(FM)在无线电广播中的应用原理。

难点1.区分不同波段无线电波的传播特性及其实际应用场景。

2.理解高频电磁波(如微波、y射线)在通信和医疗中的能量特性及其作用机制。

材料微波炉、实物视频原理介绍、中国天链卫星系统介绍短片

准备

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课情境导入

观看图片思考电磁波让学生认识到电

磁波与我们日常

a

的应用生活息息相关，

激发探究兴趣

卫星在3.6万公里高空向地面发送信号

呻

©

5G基站让无人驾驶汽车实时“眼观六路”

——这些硬核操作，全靠电磁波当“信使”！

它不止能传信号，还能拍CT、探矿产、控

火箭！今天，我们就来学习电磁波在生产生

活中的重要应用，

讲授新课一、无线电波与广播电视

1.无线电波的特点与分类

观察思考：在下面的电磁波谱中，谁的的波

长最长，频率最诋？

观察思考回答了解无线电波波

■BK!0^0l长最长，频率最

无线电波波长最长，频率最低，被广泛用于低

长距离传送声音、图文等信号。无线电波的

波长范围非常广，可分为多个波段。

无线电波的分类及用途（部分）

频波

：Hk

巾频率段

波长范围通过表格、示意

名范围名用途

X/m

称v/Hz称于读课文和表格图辅助，系统梳

理无线电波的波

越洋长

低3xl04长段、传播特点与

104〜距离通

103信和导应用

频3xlO5波

航

中3x105中

103〜无线电

I02广播

频3x106波

无线电

高3xl()6短

广播、

1()2〜10

电报通

频3X1()7波

信

甚

3xl07米调频无

高

10〜1线电广

频

3x10s波播

航空无

特

3xl08分线定

高

米1〜10"位、无

频

3xl()9波线电导

航

超厘

3x|()910-1〜电视广

高米

3x10w10-2播

频波

2.低频无线电波

低频无线电波适用于长距离无线电通信，

要实现更远距离的传播，则需要利用地面

转播站;

无线电波在地球表面的传播示意图

高频无线电波贝J被电离层反射，从而传播

到更远的地方。结合生浙实例区

3.中、高频无线电波分调制方式，突

了解调幅和调频破“波段与应用

关联”的难点

调幅波

（1）调幅：无线电波的振幅根据所传送

的声音信号而变化，这种信号调制方式称

为振幅调制，简称调幅。适用于中、高频

无线电波，覆盖范围广但音质一般。

调频波

（2）调频：高频电磁波的频率依据所需

传送的声音信号而变化，这种信号调制方

式称为频率调制，简称调频。

适用于甚高频的无线电波，用于传输高品

质广播，音质好、抗干扰能力强，常用于

立体声节目。

4.超高频

用干电视广播的超高频波段的电磁波无

法绕过建筑物，用于接收电视信号的天线

必须直接对准电视塔。

很多城市都建有非常高的电视塔，它们也

成为所在城市的文化地标之一。

东方明珠电视塔

二、微波与卫星通信

I.微波的特点与应用

(1)波长特性：波长在厘米量级，穿透

能力强，能穿透大气层；

(2)适用于电视信号与雷达信号传送，聆听老师讲解，并通

锻炼学生的自主

以及卫星通信，具有极高的民用、科研及过阅读课文总结微波

学习能力和归纳

军事价值。的特点与应用

总结能力

2.卫星通讯

微波信号经地面站天线发射，经由卫星接

收、放大并转发给其他地面站或中继卫

星，从而实现覆盖较广区域甚至全球的通

信。

地面站

思考讨•论：至少用儿颗地球同步卫星就可思考归I答并聆听不同

轨道卫星的覆盖需求

以实现全球通佶？

锻炼学生的逻辑

思维能力，拓展

学生的知识面

3颗地球同步卫星：它们均匀分布在地球

赤道上空35786千米的同步轨道上，能覆

盖除两极少量区域外的全球表面。

拓展延伸

不同轨道卫星的覆盖需求

系统轨道卫星代表覆盖利

类型高度数量案例点

GE35,73颗国际覆盖有

0通86通信球（除为

信km卫星地）

组织

ME20,224GPS全球完

0导(X)颗位，需，

航km颗定位

LEO5501,00星链低延迟,

通信km0+高带宽

颗

通信卫星使用的微波频率一般在300MHz

至300GHz之间，与卫星进行通信，地面

站天线需要对上卫星，实现微波信号的发

射与接收。

视频：天链卫星

知识拓展：科学书屋

了解微波炉的原理

微波炉

生活中，我们比较熟悉的电磁波能量特性理论与生活实践

的应用是微波炉。微波炉中的磁控管能够相结合

产生很强的电磁波如图所示，它的波长很

短，所以叫做微波。

微波天线

食物的分子在微波作用下剧烈振动并相

互摩擦而产生热量，食物的温度升高。这

种微波可以穿透食物内部5cm,使食物

内部和外部一同受热，效率高。因为食物

中的水分子比其他分子更容易吸收微波

的能量，所以含水量高的食物在微波炉中

温度上升更快。

视频：微波炉

二、红外线成像与检测聆听记忆红外线的定

1.红外线义以及应用从生活常用的红

(1)定义：在电磁波谱中，红外线位于可外线应用，逐步

见光区红光的外侧与微波之间的电磁拓展到局端高频

波，波长比红光长，约为10-6〜10-3电磁波应用，遵

循“生活化一科

(2)特点技化”的认知梯

①不可见性：肉眼不可见，需借助红外探度，全面覆盖电

测器、热像仪等设备捕捉。磁波的应用场

②所有物体都会发射红外线，温度越高，景。

发射的红外线越强。

温度低于500C的物体只会发射红外

线；超过500℃的物体既可发射红外线

也可发射可见光。

③热效应显著:红外线被物体吸收后易转

化为热能，这是红外加热、测温的核心依

据；

④穿透能力较强：能穿透薄雾、烟尘等，

不易被可见光常见的遮挡物完全阻碍，适

合夜视、远距离检测场景。

2.红外线的应用

■一

Ir[

■

基于红外热成像技术拍摄的影像

(1)热成像：红外热成像通过热红外电

荷耦合器对物体进行成像，能反映出物体

表面的温度场。

红外热成像在军事、工业、汽车辅助驾驶、

医学领域都有广泛的应用。

（2）遥控与信号传输

家电遥控器（如电视、空调）利用红外线作

为信号载体，发送指令控制设备。用于非

接触式测量体温的体温计，也是基于红外

线实现体温检测的。

额温枪遥控器

四、高频电磁波与医疗

阅读课文了解高频电

1.高频电磁波在医疗等领域还有很多基于

破波与医疗

其能量特性的应用，如Y射线治疗、激

光医疗与焊接等。

锻炼学生的自主

学习能力和归纳

总结能力

伽q刀治疗

它利用Y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Y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。

2.激光的特性.与用途

激光

（1）特性：单色怦好、方向性强、亮度高.

⑵应用

①矫正近视手术：通过激光精确切削角

膜，

调整眼球屈光度；

②精密焊接、精密模具加工：

③核聚变研究。

3.X射线

伦琴射线具有很高的穿透小领，在医学上

用X光片判断是否骨折、做胸透、CT、

磁共振、工业上金属探伤。

4.紫外线

主要作用是化学作用，还有很强的荧光效

应，杀菌消毒作用。

医院里病房和手术室的消毒，治疗皮肤

病，硬骨病；

照明和诱杀害虫的日光灯，黑光灯。

课堂练习1.下列关于卫星遥感技术确定焚烧源的分析

中正确的是（）

A.对焚烧源进行拍照，从照片上直接看到学生练习巩固本节的知识

焚烧源

B.监测焚烧源产生的烟雾，从烟雾的多少

米确定焚烧源

C.监测焚烧源的颜色，从遥感照片的颜色

来确定焚烧源

D.监测焚烧源的温度，通过捕捉高温物体

发出的红外线来确定焚烧源

答案：D

解析：由于温度不同的物体发出的红外线

的强弱不同，卫星遥感是通过感知物体发出

的红外线来工作的。

2.电视机换台时，实际上是在改变（）

A.电视台发射电磁波的频率

B.电视台发射电磁波的速度

C.电视机接收的电磁波的频率

D.电视机接收的电磁波的速度

【答案】C

【详解】A.电视台发射电磁波的频率是固

定的，不会因电视机换台而改变，故A错误；

BD.电磁波的速度在真空中（或同一介质

中）是固定的，与换台无关，故BD错误；

C.电视机换台时，是通过改变自身接收电

磁波的频率，来接收不同电视台发射的特定

频率的电磁波，从而实现换台，故C正确。

故选C。

3.我国首家以北斗卫星导航应用为主题的

博物馆及体验馆——北斗卫星导航应用博

物馆坐落于北京市北斗产业创新基地，由卫

星导航应用博物馆和卫星导航应用体验馆

组成。我国建立的北斗卫星导航系统是利用

进行定位的。人们把通信卫星作为

中继站，在地球的周围均匀地配置______颗

地球静止卫星就可以实现全球卫星通信。

【答案】电磁波3

【详解】［1］我国建立的“北斗”卫星导航系

统是利用电磁波定位的；

[2]在地球的周围均匀地配置3颗地球静止

卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实

现全球卫星通信，

课堂小结电滋波的应用

一、无线电广播与电视学生总结教师补充让学生对本节知

1.无线电波波长最长，频率最低识有个系统理解