2020春新教材高中物理 第13章 電磁感應(yīng)與電磁波初步 第4節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用課件 新人教版必修第三冊

1、1 第第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用 2 核心素核心素 養(yǎng)養(yǎng) 物理觀念物理觀念科學(xué)思維科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)探究 1.知道麥克斯韋電磁場理論，知道麥克斯韋電磁場理論， 理解麥克斯韋電磁理論的兩個(gè)理解麥克斯韋電磁理論的兩個(gè) 要點(diǎn)。要點(diǎn)。 2.了解電磁波的形成。掌握波了解電磁波的形成。掌握波 長、頻率和波速的關(guān)系。長、頻率和波速的關(guān)系。 3.了解電磁波的特點(diǎn)，知道電了解電磁波的特點(diǎn)，知道電 磁場的物質(zhì)性。磁場的物質(zhì)性。 4.知道電磁波與機(jī)械波的區(qū)別。知道電磁波與機(jī)械波的區(qū)別。 1.了解電磁波的發(fā)現(xiàn)對人類文了解電磁波的發(fā)現(xiàn)對人類文 明的影響，體會(huì)科學(xué)家研究物明的影響，體會(huì)科學(xué)家研究物 理

2、問題的思維方法。理問題的思維方法。 2.了解麥克斯韋電磁場理論在了解麥克斯韋電磁場理論在 物理學(xué)發(fā)展史上的意義。物理學(xué)發(fā)展史上的意義。 3.了解麥克斯韋和赫茲在物理了解麥克斯韋和赫茲在物理 學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)。學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)。 4.通過實(shí)例認(rèn)識(shí)電磁波譜，了通過實(shí)例認(rèn)識(shí)電磁波譜，了 解電磁波的組成，知道它們各解電磁波的組成，知道它們各 自的特點(diǎn)及重要應(yīng)用。自的特點(diǎn)及重要應(yīng)用。 1.探究電磁波探究電磁波 產(chǎn)生的條件。產(chǎn)生的條件。 2.電磁波的特電磁波的特 性及應(yīng)用。性及應(yīng)用。 3 知識(shí)點(diǎn)一電磁場及電磁波知識(shí)點(diǎn)一電磁場及電磁波 觀圖助學(xué)觀圖助學(xué) 電磁波在日常生活中的應(yīng)用越來越多，思考電磁波是怎樣形成的？

3、電磁波在日常生活中的應(yīng)用越來越多，思考電磁波是怎樣形成的？ 4 1.麥克斯韋的電磁場理論麥克斯韋的電磁場理論 (1)變化的磁場產(chǎn)生電場變化的磁場產(chǎn)生電場 麥克斯韋認(rèn)為，磁場隨時(shí)間變化快，產(chǎn)生的電場麥克斯韋認(rèn)為，磁場隨時(shí)間變化快，產(chǎn)生的電場_；磁場隨時(shí)間的變化不均；磁場隨時(shí)間的變化不均 勻時(shí)，產(chǎn)生勻時(shí)，產(chǎn)生_；穩(wěn)定的磁場周圍；穩(wěn)定的磁場周圍_。 (2)變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場 麥克斯韋認(rèn)為，若電場隨時(shí)間變化快，則產(chǎn)生的磁場麥克斯韋認(rèn)為，若電場隨時(shí)間變化快，則產(chǎn)生的磁場_；若電場隨時(shí)間的變；若電場隨時(shí)間的變 化不均勻，則會(huì)產(chǎn)生化不均勻，則會(huì)產(chǎn)生_。_周圍不產(chǎn)生磁場。周圍不產(chǎn)生磁場。 強(qiáng)

4、強(qiáng) 變化的電場變化的電場不產(chǎn)生電場不產(chǎn)生電場 強(qiáng)強(qiáng) 變化的磁場變化的磁場穩(wěn)定的電場穩(wěn)定的電場 5 2.電磁場電磁場 如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場，那么這個(gè)變化的電場在它周圍空間產(chǎn)如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場，那么這個(gè)變化的電場在它周圍空間產(chǎn) 生周期性變化的生周期性變化的_；這個(gè)變化的；這個(gè)變化的_又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性 變化的電場變化的電場變化的電場和磁場相互聯(lián)系，形成了不可分割的統(tǒng)一體，這就是變化的電場和磁場相互聯(lián)系，形成了不可分割的統(tǒng)一體，這就是 電磁場。電磁場。 3.電磁波的產(chǎn)生電磁波的產(chǎn)生：變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的電磁場是由近及遠(yuǎn)地

5、：變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的電磁場是由近及遠(yuǎn)地 _，這種變化的電磁場在空間的傳播稱為，這種變化的電磁場在空間的傳播稱為_。麥克斯韋預(yù)言電磁波。麥克斯韋預(yù)言電磁波 的速度等于的速度等于_。 磁場磁場磁場磁場 傳播的傳播的電磁波電磁波 光速光速 6 思考判斷思考判斷 (1)在電場周圍，一定存在著和它聯(lián)系著的磁場。在電場周圍，一定存在著和它聯(lián)系著的磁場。() (2)在變化的磁場周圍一定會(huì)產(chǎn)生變化的電場。在變化的磁場周圍一定會(huì)產(chǎn)生變化的電場。() (3)恒定電流周圍產(chǎn)生磁場，磁場又產(chǎn)生電場。恒定電流周圍產(chǎn)生磁場，磁場又產(chǎn)生電場。() (4)麥克斯韋預(yù)言并驗(yàn)證了電磁波的存在。麥克斯韋預(yù)言并驗(yàn)證了電

6、磁波的存在。() 7 觀圖助學(xué)觀圖助學(xué) 思考生活中除了電視、雷達(dá)、移動(dòng)電話外，還有哪些現(xiàn)象應(yīng)用了電磁波？思考生活中除了電視、雷達(dá)、移動(dòng)電話外，還有哪些現(xiàn)象應(yīng)用了電磁波？ 知識(shí)點(diǎn)二電磁波譜、電磁波的能量及電磁波通信知識(shí)點(diǎn)二電磁波譜、電磁波的能量及電磁波通信 8 1.電磁波譜電磁波譜 電磁波的頻率范圍很廣，包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、電磁波的頻率范圍很廣，包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線、 射線等，把這些電磁波按射線等，把這些電磁波按_或或_順序排列起來，就構(gòu)成了順序排列起來，就構(gòu)成了 _。電磁波譜中的各種波在真空中的傳播速度均等于。電磁波譜中的各種波在真空中的傳播速度

7、均等于_。不。不 同電磁波具有不同的特性，例如，同電磁波具有不同的特性，例如，_電波中的長波、中波、短波可以用電波中的長波、中波、短波可以用 于廣播及其他信號(hào)的傳輸，于廣播及其他信號(hào)的傳輸，_可以用于衛(wèi)星通信、電視等的信號(hào)傳輸?？梢杂糜谛l(wèi)星通信、電視等的信號(hào)傳輸。 _可以用來加熱理療，可見光讓我們看見這個(gè)世界，也可以用于通信。可以用來加熱理療，可見光讓我們看見這個(gè)世界，也可以用于通信。 _可以消毒，可以消毒，_片可以用于診斷病情，片可以用于診斷病情，_可以摧毀病變的可以摧毀病變的 細(xì)胞。細(xì)胞。 波長波長頻率頻率 電磁波譜電磁波譜光速光速 無線無線 微波微波 紅外線紅外線 紫外線紫外線X射線射線

8、射線射線 9 2.電磁波的能量電磁波的能量紅外線和紫外線的應(yīng)用紅外線和紫外線的應(yīng)用 _通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，這意味著，電磁場是真正的通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，這意味著，電磁場是真正的_。 電磁波具有能量，電磁波是一種電磁波具有能量，電磁波是一種_。 3.電磁波通信電磁波通信 電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)，這些信息都是通電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)，這些信息都是通 過過_來傳遞的。電磁波攜帶的信息，既可以來傳遞的。電磁波攜帶的信息，既可以_傳播，也可以傳播，也可以_ 傳播。傳播。 赫茲赫茲物質(zhì)存在物質(zhì)存在 物質(zhì)物質(zhì) 電磁波電磁波有線

9、有線無線無線 10 思考判斷思考判斷 (1)可見光是整個(gè)電磁波譜中極狹窄的一段，其中紅光波長最長?？梢姽馐钦麄€(gè)電磁波譜中極狹窄的一段，其中紅光波長最長。() (2)紅外線屬于可見光。紅外線屬于可見光。() (3)紫外線有明顯的熱效應(yīng)。紫外線有明顯的熱效應(yīng)。() 11 觀察探究觀察探究 如圖所示，在變化的磁場中放置一個(gè)閉合線圈。如圖所示，在變化的磁場中放置一個(gè)閉合線圈。 (1)你能觀察到什么現(xiàn)象？你能觀察到什么現(xiàn)象？ (2)這種現(xiàn)象說明了什么？這種現(xiàn)象說明了什么？ 答案答案(1)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有電流產(chǎn)生。靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有電流產(chǎn)生。 (2)變化的磁場產(chǎn)生了電場，使閉合線圈的

10、自由電荷發(fā)生了定向運(yùn)動(dòng)而形成了電變化的磁場產(chǎn)生了電場，使閉合線圈的自由電荷發(fā)生了定向運(yùn)動(dòng)而形成了電 流。流。 核心要點(diǎn)核心要點(diǎn)對麥克斯韋電磁場理論的理解對麥克斯韋電磁場理論的理解 12 探究歸納探究歸納 1.對麥克斯韋電磁場理論的理解對麥克斯韋電磁場理論的理解 恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場恒定的磁場不產(chǎn)生電場 均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的 磁場磁場 均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的 電場電場 不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化 的磁場的磁場 不均勻變化的

11、磁場在周圍空間產(chǎn)生變化不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化 的電場的電場 振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場 13 2.電場、磁場的變化關(guān)系可用下面的框圖表示電場、磁場的變化關(guān)系可用下面的框圖表示 14 試題案例試題案例 例例1 關(guān)于電磁場理論，下列說法正確的是關(guān)于電磁場理論，下列說法正確的是() A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場 B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周

12、圍一定產(chǎn)生變化的電 場場 C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場 D.周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥要注意電場或磁場是如何變化的，變化規(guī)律不同，產(chǎn)生的場的特點(diǎn)要注意電場或磁場是如何變化的，變化規(guī)律不同，產(chǎn)生的場的特點(diǎn) 也不相同。也不相同。 15 解析解析根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電 場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場才產(chǎn)生變化的磁場，場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場才產(chǎn)生變化的

13、磁場，A、B、C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正正 確。確。 答案答案D 16 方法總結(jié)方法總結(jié) 麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場；變化的電場產(chǎn)生磁場，麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場；變化的電場產(chǎn)生磁場， 而產(chǎn)生的電場或磁場如何變化，與原磁場或電場的變化規(guī)律有關(guān)。而產(chǎn)生的電場或磁場如何變化，與原磁場或電場的變化規(guī)律有關(guān)。 17 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 (多選多選)根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，以下敘述中正確的是根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，以下敘述中正確的是() A.教室中亮著的日光燈周圍空間必有磁場和電場教室中亮著的日光燈周圍空間必有磁場和電場 B.工作時(shí)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周圍必有磁場和

14、電場工作時(shí)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周圍必有磁場和電場 C.穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場 D.只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波 解析解析教室中亮著的日光燈、工作時(shí)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中流的電流是交變電流，教室中亮著的日光燈、工作時(shí)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中流的電流是交變電流， 在其周圍產(chǎn)生交變磁場和電場，故選項(xiàng)在其周圍產(chǎn)生交變磁場和電場，故選項(xiàng)A、B正確；穩(wěn)定的電場不會(huì)產(chǎn)生磁場，故正確；穩(wěn)定的電場不會(huì)產(chǎn)生磁場，故 選項(xiàng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；只有周期性變化的電場和磁場才能交替產(chǎn)

15、生，由發(fā)生區(qū)域向外傳播錯(cuò)誤；只有周期性變化的電場和磁場才能交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向外傳播 形成電磁波，選項(xiàng)形成電磁波，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 答案答案AB 18 觀察探究觀察探究 1.如圖所示，中國女航天員王亞平在如圖所示，中國女航天員王亞平在“天宮一號(hào)天宮一號(hào)”為中小學(xué)生授課。思考一下，王為中小學(xué)生授課。思考一下，王 亞平授課的視頻是怎樣傳到地面上的？亞平授課的視頻是怎樣傳到地面上的？ 答案答案通過電磁波來傳遞。通過電磁波來傳遞。 核心要點(diǎn)核心要點(diǎn)電磁波、電磁波譜及電磁波的應(yīng)用電磁波、電磁波譜及電磁波的應(yīng)用 19 2.紅外體溫計(jì)不用與人體接觸便可以迅速測量體溫，如圖所示，你知道它的工作原紅外體溫計(jì)

16、不用與人體接觸便可以迅速測量體溫，如圖所示，你知道它的工作原 理嗎？理嗎？ 答案答案根據(jù)體溫越高，輻射紅外線越強(qiáng)的原理。根據(jù)體溫越高，輻射紅外線越強(qiáng)的原理。 20 探究歸納探究歸納 1.不同電磁波的比較不同電磁波的比較 21 22 同一種電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變同一種電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變(頻率由波源決定頻率由波源決定)，波速、波長發(fā)，波速、波長發(fā) 生改變。在介質(zhì)中的速度都比真空中的速度小。不同電磁波在同一種介質(zhì)中傳生改變。在介質(zhì)中的速度都比真空中的速度小。不同電磁波在同一種介質(zhì)中傳 播時(shí)，傳播速度不同，頻率越高波速越小，頻率越低波速越大。播時(shí)，傳播速度不同，頻率越高波速

17、越小，頻率越低波速越大。 23 試題案例試題案例 例例2 (多選多選)電磁波與聲波比較，下列敘述中正確的是電磁波與聲波比較，下列敘述中正確的是() A.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì) B.由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大 C.由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長變小，聲波波長變大由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長變小，聲波波長變大 D.電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān) 24 答案答案ABC 25 方法總結(jié)對電磁波

18、的理解方法總結(jié)對電磁波的理解 (1)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中，不同頻率的電磁波電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中，不同頻率的電磁波 傳播速度是相同的傳播速度是相同的(都等于光速都等于光速)。 (2)不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波 速越小。速越小。 26 例例3 下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械應(yīng)用的物理現(xiàn)象，請將相應(yīng)的字母下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械應(yīng)用的物理現(xiàn)象，請將相應(yīng)的字母 填寫在應(yīng)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。填寫在應(yīng)用這種現(xiàn)象的醫(yī)

19、療器械后面的空格上。 (1)X光機(jī)，光機(jī)，_。 (2)紫外線燈，紫外線燈，_。 (3)用理療用理療“神燈神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好，這里的照射傷口，可使傷口愈合得較好，這里的“神燈神燈”是利用是利用 _。 A.紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用 B.紫外線具有殺菌消毒作用紫外線具有殺菌消毒作用 C.X射線的很強(qiáng)的貫穿力射線的很強(qiáng)的貫穿力 D.紅外線具有顯著的熱效應(yīng)紅外線具有顯著的熱效應(yīng) 27 解析解析(1)X光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁 波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此應(yīng)用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此應(yīng)用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人 體造成太大傷害的體造成太大傷害的X射線，選擇射線，選擇C。 (2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作 用，因此選擇用，因此選擇B。 (3)“神燈神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線 的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液