21.2 電磁波的海洋（導(dǎo)學(xué)案）-九年級(jí)物理全一冊(cè)同步備課系列（人教版）【學(xué)生版】

21.2電磁波的海洋（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道電磁波的產(chǎn)生和傳播。2.知道波長、頻率和波速。3.知道電磁波在真空中的傳播速度。4.了解電磁波的應(yīng)用及其對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】電磁波的傳播?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】電磁波的波長、波速和頻率。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.電磁波的產(chǎn)生：當(dāng)電路中有迅速變化的時(shí)，其周圍會(huì)產(chǎn)生電磁波。2.電磁波的傳播（1）聲音的傳播介質(zhì)；電磁波的傳播介質(zhì)（選填“需要”或“不需要”），在真空中傳播（選填“可以”或“不可以”）。（2）在一列水波的傳播中，凸起的最高處，叫做；凹下的最低處，叫做。鄰近的兩個(gè)波峰（或波谷）的距離叫做。（3）波在1秒內(nèi)傳播的個(gè)數(shù)叫做波的頻率。電磁波頻率的單位是，還有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。（4）用來描述波傳播的物理量叫做波速。真空中電磁波傳播的速度是m/s，等于光在真空中的傳播速度。3.電磁波家族及電磁波的應(yīng)用（1）電磁波家族包括：一般根據(jù)波長來劃分，波長從大到小依次是、、可見光、、、γ射線等。（2）無線電波電磁波中用于廣播、和的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分，叫做無線電波。通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段，包括長波、中波、、等。（3）電磁波的應(yīng)用①無線電波：用于廣播、電視和移動(dòng)電話；②紅外線：家電的遙控器；③微波：可用來；④紫外線：；⑤X射線：醫(yī)學(xué)上用來做檢查；⑥γ射線：金屬探傷；⑦探測(cè)宇宙：射電望遠(yuǎn)鏡?！竞献魈骄俊刻骄恳弧㈦姶挪ㄊ窃鯓赢a(chǎn)生的1.水波、聲波的產(chǎn)生【想一想】盡管你對(duì)電磁波這個(gè)名詞已經(jīng)十分熟悉，但是，你知道電磁波是怎樣產(chǎn)生的嗎？為了理解電磁波的產(chǎn)生，我們先回憶水波、聲波的產(chǎn)生。木棍在水面上振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生水波；說話時(shí)聲帶的振動(dòng)在空氣中形成聲波?！窘Y(jié)論】聲波與水波都是都是由于物體發(fā)生產(chǎn)生的。水波聲波水波聲波2.實(shí)驗(yàn)探究：電磁波是怎樣產(chǎn)生的【實(shí)驗(yàn)】（1）如圖所示，打開收音機(jī)的開關(guān)，旋至沒有電臺(tái)的位置，將音量調(diào)大，取一節(jié)干電池和一根導(dǎo)線，拿到收音機(jī)附近；（2）先將導(dǎo)線的一端與電池的負(fù)極相連，再將導(dǎo)線的另一端與正極相連，從收音機(jī)中能聽到一次“喀喀”聲后，之后就“喀喀”的聲音了（選填“有”或“沒有”）；（3）將導(dǎo)線的一端與電池的其中一極反復(fù)摩擦，使它們時(shí)斷時(shí)續(xù)地接觸，從收音機(jī)中_______“喀喀”聲（選填“不斷聽到”或“聽不到”）?！緦?shí)驗(yàn)分析】（1）用導(dǎo)線連接電池正、負(fù)極。剛接通時(shí)電流從無到有，聽到“喀喀”聲，說明變化的電流電磁波。接通后電流穩(wěn)定不再變化，沒有聲音，說明穩(wěn)定的電流電磁波（均選填“產(chǎn)生”或“不產(chǎn)生”）。（2）導(dǎo)線的一端摩擦電池的一極，導(dǎo)線中電流不斷變化，聽到連續(xù)不斷的“喀喀”聲，說明變化的電流電磁波（選填“產(chǎn)生”或“不產(chǎn)生”）?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】當(dāng)電路中有迅速的電流時(shí)，其周圍會(huì)產(chǎn)生電磁波。3.電磁波的產(chǎn)生（1）電磁波：導(dǎo)線中電流的迅速變化會(huì)在空間激起（產(chǎn)生）電磁波。（2）電磁波傳遞信息：廣播電臺(tái)、電視臺(tái)以及移動(dòng)電話靠復(fù)雜的電子線路來產(chǎn)生迅速變化的電流，發(fā)出。雖然電磁波看不見、摸不到，但它確實(shí)可以給我們傳遞各種?！纠}1】2022年10月12日，新晉“太空教師”陳冬、劉洋、蔡旭哲為廣大青少年帶來了一場(chǎng)精彩的太空科普課，授課過程中“太空教師”與地面師生之間的互動(dòng)交流主要依靠（）A．空氣B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波探究二、電磁波是怎樣傳播的【想一想】電磁波是怎樣傳播的？傳播的速度有多大？1.波長、頻率、波速以水波為例，了解描述波的特征的物理量：波長、頻率、波速。當(dāng)把一個(gè)小球仍入水中時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)小球上下振動(dòng)，形成水波，并且向四周傳播。（1）波長在一列水波的傳播中，凸起的最高處叫做；凹下的最低處叫做。鄰近兩個(gè)波峰（或波谷）之間的距離叫做，用λ表示。單位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。（2）頻率波在1秒內(nèi)傳播的個(gè)數(shù)叫做波的頻率。用字母f表示。單位：（Hz），其他單位：千赫（kHz）、兆赫（MHz）。這是某一列波在2秒內(nèi)傳播的波長個(gè)數(shù)為個(gè)，則該波的頻率f=。（3）波速水波不停地向遠(yuǎn)處傳播，用來描述波傳播的物理量叫做波速。波速=即v=λf；單位：（m/s）如上圖所示，如果該波的波長為0.1m，頻率f=3Hz，則波速v=λf=m/s2.探究電磁波的傳播【想一想】聲波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播是否需要介質(zhì)呢？【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】如圖所示，將一部手機(jī)置于一密封玻璃罩內(nèi)，用另一部手機(jī)呼叫它，可以聽到玻璃罩內(nèi)的手機(jī)發(fā)出的鈴聲，同時(shí)看見手機(jī)屏幕閃爍。然后，用抽氣機(jī)逐漸向外抽氣會(huì)發(fā)現(xiàn)鈴聲越來越小，但玻璃罩內(nèi)的手機(jī)屏幕仍然閃爍，同時(shí)呼叫它的手機(jī)也仍然是連通狀態(tài)?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】電磁波的傳播不需要，電磁波能夠在中傳播。大量事實(shí)可以證明真空可以傳播電磁波。例如，在太空中的宇航員可以用與地面站進(jìn)行聯(lián)系；美國“新視野號(hào)”探測(cè)器通過可以傳回照片。3.描述電磁波的物理量跟水波類似，電磁波也有自己的波速、頻率和波長。（1）電磁波的波速真空中電磁波的波速為c，其數(shù)值大約為30萬千米每秒。目前公認(rèn)的數(shù)值是c=2.99792458×108m/s=m/s，電磁波的傳播速度與在真空中的傳播速速相同。（2）電磁波的頻率電磁波頻率的單位也是（Hz）。因?yàn)橥ǔｋ姶挪ǖ念l率都很高，所以常用的單位還有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。4.電磁波家族及電磁波的應(yīng)用（1）電磁波家族電磁波有無線電波、、可見光、、、γ射線等。各種光和射線都是波長不同的。（2）無線電波①定義：電磁波中用于廣播、和的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分，叫做無線電波（無線電技術(shù)中使用的電磁波）。②特點(diǎn)：無線電波的波長從幾毫米到幾千米，通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段，包括長波、中波、、等。（3）電磁波的應(yīng)用①無線電波：用于、和移動(dòng)電話；②紅外線：家電使用的；③微波：可用來；④紫外線：；⑤X射線：醫(yī)學(xué)上用來做檢查；⑥γ射線：金屬探傷；⑦探測(cè)宇宙：射電望遠(yuǎn)鏡。5.微波爐（1）微波爐的原理電磁波除了用于通信外，還有很多別的應(yīng)用。比如，我們生活中常常見到的微波爐，就是用來加熱食品的。微波爐內(nèi)有很強(qiáng)的電磁波，它的波長很，所以叫做微波。食物的分子在微波的作用下劇烈振動(dòng)，使得內(nèi)能增加，溫度升高。（2）使用微波爐的注意事項(xiàng)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爐中溫度上升更快。微波爐中使用金屬容器（選填“能”或“不能”），因?yàn)闀?huì)損壞微波爐。微波同其他頻率的電磁波一樣，過量的照射對(duì)人體（選填“有害”或“有益”）。微波爐的外殼是金屬殼，爐門的玻璃上有金屬屏蔽網(wǎng)，可以減少電磁波的泄漏，使?fàn)t外的電磁波不超過允許值?！究匆豢础空?qǐng)你看一看家里微波爐的說明書，向同學(xué)介紹它的容積、耗電量大小等數(shù)據(jù)。它的加熱溫度和加熱時(shí)間是由人工控制的還是程序控制的?【例題2】天問一號(hào)于2021年5月在火星著地，火星車次表層探測(cè)雷達(dá)使用電磁波可以探測(cè)火星土壤的地下分層和厚度。包含兩個(gè)通道，低頻通道（15×106Hz~95×106Hz）可以穿透10-100米的深度；高頻通道（0.45×109Hz~2.15×109Hz）可以穿透3-10米的深度，圖是電磁波家族，下列選項(xiàng)正確的是（）A．低頻通道的電磁波在真空中傳播速度是340m/sB．低頻通道的電磁波波長比高頻通道電磁波波長長C．低頻通道的電磁波在真空中的波速比高頻通道電磁波慢D．高頻通道電磁波是x射線【精講點(diǎn)撥】1.電磁波的產(chǎn)生（1）對(duì)于電磁波的產(chǎn)生可采用類比法進(jìn)行理解。手持木棍，讓木棍下端接觸水面振動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)水面上有一圈一圈凹凸相間的水波從木棍接觸水面處向外傳播。（2）兩個(gè)音叉并排放置，并離得很近，敲擊其中一個(gè)音叉，和另一個(gè)音叉接觸的小球被彈起。音叉振動(dòng)時(shí)，在空氣中會(huì)有疏密相間的聲波向外傳播，形成聲波。（3）當(dāng)電路中有迅速變化的電流時(shí)，其周圍會(huì)產(chǎn)生電磁波，并向周圍傳播。2．電磁波的傳播電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，其數(shù)值是c=3.0×108m/s。3.電磁波的分類按照頻率從低到高分為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線?！練w納整理】第2節(jié)電磁波的海洋【課堂練習(xí)】1．如圖所示，將導(dǎo)線一端與電池負(fù)極連接，用另一端與電池正極快速斷續(xù)接觸，可以聽到收音機(jī)發(fā)出“咯、咯”聲，表明收音機(jī)接收到了（）A．熱量 B．聲波 C．光能 D．電磁波2．下列家用電器中應(yīng)用電磁波工作的是（）A．微波爐 B．電熨斗 C．空調(diào) D．洗衣機(jī)3．如圖所示，是一臺(tái)收音機(jī)的屏板，當(dāng)指針（圖中黑塊）向右調(diào)時(shí)，所接收到的電磁波的波長及波速將會(huì)（）A．波長變大及波速變小 B．波長變大及波速不變C．波長變小及波速變大 D．波長變小及波速不變 4．中國自主建設(shè)的射電望遠(yuǎn)鏡FAST自建成以后，在測(cè)量星際磁場(chǎng)、快速射電暴、脈沖星搜索等方面取得了豐碩的成果。它接收的信號(hào)是來自太空的（）A．電磁波 B．超聲波 C．次聲波 D．紅外線5．如圖是電磁波及其應(yīng)用事例，下列說法正確的是（）A．電視機(jī)遙控器用γ射線遙控B．體檢胸透用的X射線頻率比無線電波低C．驗(yàn)鈔機(jī)用的紫外線波長比紅外線短D．可見光比無線電波在真空中的傳播速度快6.電磁波在真空中的傳播速度為_______。如圖所示是部分電磁波譜，在如圖的五種電磁波中，頻率最高的電磁波是______。7.電磁波家族如圖所示：（1）家庭網(wǎng)絡(luò)中，小紅覺得5GWiFi比2.4GWiFi網(wǎng)速更快，則相關(guān)正確的表述是_______；（單選，填字母）A．5G比2.4G的傳播速度更快B．5G比2.4G的頻率更高C．5G比2.4G的