高中物理必修三第六章-第四節(jié)-電磁波及其應(yīng)用

第四節(jié)電磁波及其應(yīng)用梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)/探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)/課時(shí)對(duì)點(diǎn)練第六章1.了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，知道電磁場(chǎng)、電磁波的概念.2.知道電磁場(chǎng)的物質(zhì)性和電磁波的特點(diǎn).3.了解無(wú)線電波的應(yīng)用.學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容索引梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)Part1探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)Part2課時(shí)對(duì)點(diǎn)練Part3梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)Part

11.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論(1)

的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng).(2)

的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)2.電磁場(chǎng)：變化的

和變化的

構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng).3.電磁波變化的電磁場(chǎng)在空間中的傳播形成電磁波.變化一、電磁場(chǎng)與電磁波電場(chǎng)

磁場(chǎng)變化1.微波爐利用電磁波加熱食物，說(shuō)明電磁場(chǎng)具有

.2.彗星尾是太陽(yáng)光的光壓壓迫彗星塵埃物質(zhì)形成的，表明電磁場(chǎng)具有與其他物質(zhì)

的屬性.3.電磁場(chǎng)具有能量、具有運(yùn)動(dòng)

.光壓現(xiàn)象說(shuō)明電磁場(chǎng)具有質(zhì)量.4.電磁場(chǎng)和電荷系統(tǒng)相互作用時(shí)遵守

守恒定律和

守恒定律.5.電磁場(chǎng)具有質(zhì)量、能量，物質(zhì)間可以相互作用，遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，所以電磁場(chǎng)是一種

.二、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性能量相互作用質(zhì)量動(dòng)量能量物質(zhì)1.電視信號(hào)(1)電視圖像和聲音信號(hào)是通過(guò)電磁波傳播的.(2)電視廣播使用

傳送電視信號(hào).2.雷達(dá)(1)雷達(dá)是利用電磁波進(jìn)行

距、

的儀器.雷達(dá)主要由

機(jī)、_____機(jī)和顯示器組成.(2)雷達(dá)工作時(shí)使用的是

.三、電視廣播、雷達(dá)、移動(dòng)電話接收微波測(cè)

定位發(fā)射微波3.移動(dòng)電話無(wú)線電話、無(wú)線對(duì)講機(jī)、移動(dòng)電話均是通過(guò)

實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射與接收的.電磁波判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)，但變化的電場(chǎng)不能產(chǎn)生磁場(chǎng).(

)(2)電磁場(chǎng)是一種物質(zhì)，具有能量、質(zhì)量.(

)(3)電視廣播是利用電磁波傳遞圖像信號(hào)和聲音信號(hào)的.(

)(4)無(wú)線電通信是利用聲波實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射和接收的.(

)即學(xué)即用√××√返回探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)Part

2一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1.對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)不均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生變化的電場(chǎng)不均勻變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)2.電磁場(chǎng)的產(chǎn)生如果在空間某處有周期性的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周?chē)臻g產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周?chē)臻g產(chǎn)生變化的電場(chǎng)——變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng).

(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是A.變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖谥妶?chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)B.周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)C.變化的電場(chǎng)和穩(wěn)定的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D.電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng)例1√√變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí)，回路中有電流，若無(wú)閉合回路，電場(chǎng)仍然存在，A正確；周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)一定也是周期性變化的，且頻率相同，B正確；若形成電磁場(chǎng)必須有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，C錯(cuò)誤；只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生電場(chǎng)，D錯(cuò)誤.關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是A.在電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生電場(chǎng)B.在變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變

化的電場(chǎng)C.均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D.周期性變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)√針對(duì)訓(xùn)練根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)才產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，A、B、C錯(cuò)誤，D正確.

(多選)某電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如選項(xiàng)圖所示，能產(chǎn)生磁場(chǎng)的電場(chǎng)是例2√√√根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，選項(xiàng)A、B、C正確.二、電磁波電磁場(chǎng)的物質(zhì)性1.電磁波的形成周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，形成電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)傳播，形成電磁波.2.電磁波的特點(diǎn)(1)在傳播方向上，任意一點(diǎn)的E和B都隨時(shí)間周期性變化，E和B相互垂直，且與電磁波的傳播方向垂直.如圖.(2)電磁波可以在真空中傳播.在真空中傳播速度等于光速c＝3×108m/s.(3)電磁場(chǎng)儲(chǔ)存電磁能，電磁波的發(fā)射過(guò)程就是輻射能量的過(guò)程.(4)只有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)才能形成電磁波.(5)電磁波是電磁場(chǎng)在空間中的傳播，電磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)——場(chǎng)物質(zhì).3.電磁波的波速對(duì)于電磁波，用λ表示電磁波的波長(zhǎng)、f表示頻率、c表示波速，則有c＝λf.

(多選)下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是A.只要電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波B.電磁波的傳播需要介質(zhì)C.停止發(fā)射電磁波，發(fā)射出去的電磁波仍能獨(dú)立存在D.電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的例3√√要想產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))必須是周期性變化的，A錯(cuò)誤；電磁波是物質(zhì)波，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，B錯(cuò)誤；電磁波可以脫離“波源”而獨(dú)立存在，C正確；電磁波具有能量，電磁波傳播的過(guò)程，也就是能量的傳播過(guò)程，D正確.電磁波在真空中傳播的速度c＝3×108m/s，有一個(gè)廣播電臺(tái)的頻率f＝90.0MHz，這個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)λ為A.2.70m B.270mC.3.00m D.3.33m例4√三、電視廣播、雷達(dá)、移動(dòng)電話、電磁波譜1.電視廣播是通過(guò)電磁波傳遞圖像信號(hào)和聲音信號(hào)的，電視廣播通常是利用微波傳送信號(hào)的.2.雷達(dá)是利用電磁波中的微波進(jìn)行測(cè)距、定位的儀器.3.移動(dòng)通話是通過(guò)手機(jī)中的發(fā)射裝置將用戶的聲音或數(shù)字信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號(hào)發(fā)射到空中，通過(guò)手機(jī)中的接收裝置接收對(duì)方發(fā)射來(lái)的信息.4.電磁波譜(1)電磁波譜：電磁波按頻率由小到大順序?yàn)闊o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線.它們共同構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜.(2)不同頻率的電磁波的比較

名稱特性無(wú)線電波紅外線可見(jiàn)光紫外線X射線γ射線主要應(yīng)用通信、廣播紅外探測(cè)器、紅外體溫計(jì)引起視覺(jué)滅菌、消毒、防偽醫(yī)學(xué)透視、安檢治療疾病、金屬探傷真空中的速度c＝3×108m/s頻率小→大雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無(wú)線電波，每次發(fā)射的時(shí)間是1μs，兩次發(fā)射的時(shí)間間隔為100μs，在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖所示，已知圖中ab＝bc，則障礙物與雷達(dá)之間的距離是多大？例5答案7.5×103m題圖中a和c處的尖形波是雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，b處的尖形波是雷達(dá)收到障礙物反射回來(lái)的無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，由ab＝bc可知，無(wú)線電波由發(fā)射到返回所用時(shí)間為t＝50μs.返回課時(shí)對(duì)點(diǎn)練Part

3考點(diǎn)一麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1.(多選)在電磁學(xué)發(fā)展的過(guò)程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn).下列說(shuō)法正確的是A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D.庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷間的相互作用規(guī)律，密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元

電荷的數(shù)值基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練12345678910√√√12345678910由物理學(xué)史可知，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A、B正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，C錯(cuò)誤；庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷間的相互作用規(guī)律，密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值，D正確.考點(diǎn)二電磁波譜及電磁波的應(yīng)用2.(多選)關(guān)于光波和無(wú)線電波，下列說(shuō)法正確的是A.都是電磁波B.都可以在真空中傳播C.在真空中的傳播速度都是3×108m/sD.二者的波長(zhǎng)、頻率均相同12345678910√√√12345678910光波和無(wú)線電波本質(zhì)上都是電磁波，都可以在真空中傳播，在真空中傳播的速度都是3×108m/s，A、B、C對(duì)；光波和無(wú)線電波波長(zhǎng)、頻率不同，D錯(cuò).123456789103.(多選)在電磁波譜中，下列說(shuō)法正確的是A.各種電磁波有明顯的頻率和波長(zhǎng)區(qū)域界限B.γ射線的頻率一定大于X射線的頻率C.X射線的波長(zhǎng)有可能等于紫外線波長(zhǎng)D.可見(jiàn)光波長(zhǎng)一定比無(wú)線電波波長(zhǎng)短√√X射線和γ射線、X射線和紫外線有一部分頻率重疊，界限不明顯，故A、B錯(cuò)誤，C正確；可見(jiàn)光波長(zhǎng)一定比無(wú)線電波波長(zhǎng)短，故D正確.聲波、電磁波都能傳遞能量和信息，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；手機(jī)在通話時(shí)，既涉及電磁波又涉及聲波，C項(xiàng)正確；可見(jiàn)光屬于電磁波，“B超”中的超聲波是聲波，兩者波速不同，D項(xiàng)正確.4.(多選)關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說(shuō)法正確的是A.電磁波可以傳遞信息B.聲波不能傳遞信息C.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波D.太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度不相同12345678910√√√5.以下關(guān)于電磁波的說(shuō)法不正確的是A.無(wú)線電通信利用的是電磁波B.醫(yī)院B超發(fā)出的超聲波是電磁波C.遙控器發(fā)出的紅外線是電磁波D.透視使用的X射線是電磁波12345678910√無(wú)線電通信用的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的無(wú)線電波，它是電磁波；超聲波是聲波，不是電磁波；遙控器發(fā)出的紅外線是電磁波；X射線也是電磁波.所以A、C、D正確，B錯(cuò)誤.6.(多選)目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200MHz至1000MHz的范圍內(nèi).下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的說(shuō)法正確的是A.真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的傳播速度為3×108m/sB.電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的C.測(cè)出從發(fā)射電磁波到接收到反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的

距離D.雷達(dá)使用的是無(wú)線電波的微波波段12345678910√√√12345678910真空中電磁波的傳播速度為3×108m/s，A正確；電磁波是由周期性變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤；由雷達(dá)的工作原理可知，C正確；雷達(dá)使用的是無(wú)線電波的微波波段，D正確.7.(2022·北京師范大學(xué)珠海分校附屬外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二期末)在下列裝置中，既能發(fā)射又能接收電磁波的是A.收音機(jī) B.移動(dòng)電話C.固定電話 D.電視機(jī)√12345678910能力綜合練收音機(jī)和電視機(jī)只能接收電磁波，故A、D錯(cuò)誤；移動(dòng)電話可發(fā)射和接收電磁波，故B正確；固定電話接收和發(fā)送的是電信號(hào)，故C錯(cuò)誤.123456789108.某雷達(dá)正在跟蹤一架正對(duì)雷達(dá)勻速飛來(lái)的飛機(jī).設(shè)某一時(shí)刻從該雷達(dá)發(fā)出電磁波后到再接收到反射波歷時(shí)200μs；經(jīng)4s后又發(fā)出一個(gè)電磁波，雷達(dá)從發(fā)出電磁波到再接收到反射波歷時(shí)186μs，則該飛機(jī)的飛行速度多大？答案525m/s12345678910由電磁波發(fā)射至接收到反射波歷時(shí)200μs，可算出此時(shí)飛機(jī)距雷達(dá)的距離為：經(jīng)4s后，飛機(jī)距雷達(dá)的距離為：故飛機(jī)的速度為：9.頻率為5×1014Hz的紅光，從10m外的交通信號(hào)燈直接傳到你的眼睛，大約需要多長(zhǎng)時(shí)間？在這個(gè)距離中有