电磁波的发现及应用（原卷版）

第十三章电磁感应与电磁波初步

第4节电磁波的发现及应用

重点+难点核心素养思维导图

1.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史

电

上的意义。电新融邮------£,--------通过域雕

电股瞩*发电侬在生匕

2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规----------|生活惭用

律，知道电磁波与机械波的区别。

知识点一电磁场

1.麦克斯韦认为

(1)变化的磁场产生___O

(2)变化的电场产生o

2.变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的o

知识点二电磁波

1.麦克斯韦预言空间存在电磁波并推算电磁波的速度等于—o

2.—通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。

知识点三电磁波谱

1.波速、波长、频率三者之间的关系是波速=波长X频率。

2.电磁波的波速c•与/1、/的关系是o

3.电磁波谱：、红外线、可见光、紫外线、X射线、丫射线，都是电磁波。

知识点四电磁波的能量、电磁波通信

1.电磁波具有—，电磁波是一种物质。

2.互联网信息通过电磁波来传递。

3.电磁波携带的信息既可以有线传播，也可以无线传播。

易错易混点一麦克斯韦电磁场理论

易错易混点1.1对麦克斯韦电磁场理论基本认识不清。

例1.卜・列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是()

A.变化的磁场产生的电场一定是变化的

B.不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场

C.稳定的磁场产生不稳定的电场

D.振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的

易错易混点1.1剖析

I.麦克斯韦电磁场理论

(1)变化的磁场周围会产生电场

麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场

总是存在的，如图所示.

!8（增大）

(2)变化的电场周围会产生磁场

麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生

磁场.

2.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均匀变化的电场在周围空间产生恒定

电场的磁场

不均匀变化的磁场在周围空间产生变化不均匀变化的电场在周围空间产生变

的电场化的磁场

周期性变化的磁场产生同频率的周期性周期性变化的电场产生同频率的周期

变化的电场性变化的磁场

易错易混点二电磁波

易错易混点2.1电磁波的波速

例2.电磁波在真空中传播的速度c=3X|()8m/s,有一个广播电台的频率/=90.0MHz,这个电台发

射的电磁波的波氏人为()

A.2.70mB.270m

C.3.00mD.3.33m

易错易混点2.1剖析

对于电磁波，用2表示电磁波的波长、/表示频率、。表示波速，则有。=4

易错易混点三电磁波谱

易错易混点2.2不同波长的电磁波的比较

例3.(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()

A.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变

B.y射线是波长最短的电磁波

C.紫外线的频率比紫光低

D.在电磁波谱中，穿透能力最强的是X射线

易错易混点2.2剖析

\名称无线

般、红外线可见光紫外线X射线丫射线

电波

红外探

灭菌、医学透治疗疾

主要通信、测器、引起

消毒、视、安病、金

应用广播红外体视觉

防伪检属探伤

温计

真空中

c=3X108m/s

的速度

频率小-*大

针对训练

1.（2022・福建福州•高二期末）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到

了重要作用。下列叙述符合史实的是（）

A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁存在联系

B.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流

C.爰克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，证实了电磁波的存在

D.法拉第用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波与光的传播速度相同

2.（2022•北京海淀•模拟预测）麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产

生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存

在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系

统使用频率为10.23MHz（1MHZ=106HZ）的电磁波，手机工作时使用频率为800〜190。MHz的电磁

波，无线WiFi使用频率为2.4GHz（lGHz=109Hz）的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的

电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是（）

波长（米）

A.手机工作时使用的电磁波是纵波

B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播

C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领

D.无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象

3.（2022•山西运城•高二期末）5G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。5G信号一般采用3300MHz〜5000MHz频段的无线电波，而第四代移动通信技

术4G的频段范围是1880MH〜2635MHz,则（）

A.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播的更快

B.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站

C.空间中的5G信号和4G信号会产生稳定的干涉现象

D.5G信号是横波，4G信号是纵波

4.（2022,江苏徐州•高二期中）如图所示，共享单车打通了公共交通的“最后一公里”，方便了居民

出行。共享单车上的定位技术，可以给单车精准定位。单车在被骑行过程中车内电池自行充电，满

足定位和自动开锁等过程中的用电。用户仅需用手机上的客户端软件（APP）扫描二维码，即可自

动开锁，骑行时手机APP上能实时显示单车的位置，骑行到指定的停车区域时才可以顺利还车；还

车关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。根据以上信息，下列说法正确的是（）

A.单车是利用电磁感应原理实现充电的

B.单车和手机之间是利用声波传递信息的

C.单车某个时刻的位置是主要借助用户手机确定的

D.由手机APP上的显示信息，可求出骑行的平均速度

5.（2022•福建宁德•高二期末）第五代移动通信技术，简称5G,5G将开启万物互联时代：车联

网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将逐一实现。5G应用3300MHz〜5000MHz频段的无线电

波传送信号，相比I-现有的4G（1880MHz〜2635MHz频段）而言，5G所应用的无线电波

()

A.在真空中的波长更长B.在真空中的波长更短

C.在真空中的传播速度更小D.在真空中的传播速度更大

6.（2022•福建•厦门外国语学校高二期中）下列关于电磁波的说法塔考的是（）

A.红外线和紫外线都属于电磁波，红外线的频率比紫外线的频率大

B.变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场

C.紫外线可以用来灭菌消毒，无线电波广泛应用于通信和广播

D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在

7.（2022•山东淄博•高二期中）2021年7月4日，我们在电视中看到湖南湘潭籍航天员汤洪波走出

离地面高约为400km的中国空间站，标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。航

天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法不正确的是（）

A.生活中用微波炉来加热食物，可见电磁波具有能量

B.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014s

C.1886年，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，为无线电技术的发展开

拓了道路

D.英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，在此基础上，

他最终建立了经典电磁场理论

8.（2021•上海•上外附中高二期末）电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时

间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏

感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害