13.4　电磁波的发现及应用（导学案-原卷版）

PAGE1§13-4电磁波的发现及应用一、学习目标1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念.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.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，了解电磁波的能量．二、学习过程【问题探究】打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量。接着，按照如图所示的方式在收音机附近将电池盒的两引线反复碰触，你会听到收音机中发出“咔咔咔”的响声。为什么会产生这种现象？【知识点1】电磁场与电磁波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的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场．②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场．(2)变化的电场产生磁场：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场．2．电磁场：变化的电场和磁场所形成的不可分割的统一体．3．电磁波：(1)电磁波的产生：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．(2)电磁波的特点：①电磁波可以在真空中传播．②电磁波的传播速度等于光速．③光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动．(3)电磁波的波速：①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf.②电磁波在真空中的传播速度c＝3×108m/s.例题1、（多选）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（）A．变化的电场一定产生变化的磁场B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场D．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，形成电磁波例题2、根据麦克斯韦电磁场理论，在如图所示的四种变化电场中，能产生电磁波的是（）A． B．C． D．例题3、如图所示是沿z轴方向传播的电磁波的模型图，箭头线段长度表示了场强大小，已知光速为c。下列关于电磁波说法正确的有（）A．电磁波传播空间，一定存在均匀变化的电场B．电磁波传播空间，一定存在均匀变化的磁场C．图示电磁波在真空中传播的速度为cD．图示电磁波若在真空中传播则说明光频率为E.从图示电磁波模型来看电磁波属于横波跟踪训练：是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。信号一般采用频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是，则（）A．信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快B．信号相比于信号更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站C．空间中的信号和信号会产生干涉现象D．信号是横波，信号是纵波【问题探究】电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线？【知识点2】电磁波谱与电磁波的能量1．电磁波谱(1)概念：按电磁波的波长或频率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：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．(3)各种电磁波的特性①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等的信号传输．②红外线：用来加热理疗等．③可见光：照亮自然界，也可用于通信．④紫外线：用于消毒．⑤X射线：用于诊断病情⑥γ射线：可以摧毁病变的细胞．2．电磁波的能量(1)光是一种电磁波，光具有能量．(2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质．例题4、一般雷达发出的电磁波频率多在200MHz-1000MHz的范围内，下列说法正确的是（）A．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的B．上述频率范围的电磁波的波长约在0.3m~1.5m之间C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播D．若测出雷达从发射电磁波到接收反射回来的电磁波的时间，就可以确定障碍物的体积例题5、电磁波的频率范围很广，无线电波、可见光、γ射线、红外线、紫外线、X射线都是电磁波。下列电磁波按频率由大到小的排列顺序正确的是（）A．无线电波、可见光、γ射线、红外线、紫外线、X射线B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D．γ射线、紫外线、红外线、X射线、可见光、无线电波§13-4电磁波的发现及应用作业班级：学号：姓名：一、选择题1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场2．关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（）A．紫外线是一种波长比紫光波长更长的电磁波，能够灭菌B．变化的磁场一定产生变化的电场，变化的电场一定产生变化的磁场C．电磁波是横波，可以在真空中传播D．麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在3．下列图中所示的四种磁场变化情况，能产生如图所示的电场的是（）A．B．C． D．4．电磁波在真空中的速度。滕州广播电台的频率，则该电台所发射电磁波的波长约为（）A．3m B． C． D．5．如图所示是我国口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波是纵波B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波C．频率越高的电磁波，波长越长D．电磁波可以传递信息和能量6．红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是（）A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线B．红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线C．γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D．紫外线、红外线、γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光7．在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是（）A．红外线的频率最大，可见光的频率最小B．可见光的频率最大，红外线的频率最小C．X射线频率最大，红外线的频率最小D．X射线频率最大，可见光的频率最小8．电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（）A．电磁炉是利用电磁波来工作的B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的9．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（）A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播B．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电源C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能二、非选择题10．电磁场与电磁波（1）麦克斯韦电磁场理论a.变化的磁场产生电场①在变化的磁场中放入一个闭合的电路，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，也同样要在空间产生___。b变化的电场产生磁场变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生___，即_____的电场在空间产生磁场。（2）电磁场：变化的___和____所形成的不可分割的统一体。（3）电磁波a.电磁波的产生：____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。b.电磁波的特点①电磁波____在真空中传播。②电磁波的传播速度等于____。③光在本质上是一种电磁波。即光是以____形式传播的一种电磁振动。c.电磁波的波速①波速、波长、频率三者之间的关系：波速=___×_____。电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=____。②电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s。11．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？12．若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题：(1)该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为）(2)该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm）(3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？13．某高速