13.3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（含答案）-2024-2025學(xué)年高二物理同步精講義人教版2019版必修第三冊(cè)

13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（含答案）-2024-2025學(xué)年高二物理同步精品講義（人教版2019版必修第三冊(cè))13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。3．了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用。重、難點(diǎn)：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。知識(shí)點(diǎn)一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)：1820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)：1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3．電磁感應(yīng)：法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。知識(shí)點(diǎn)二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．磁通量的變化磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化，如圖（a）所示。（2）面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化，如圖（b）所示。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化，如圖（c）所示。INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例1.TIF"INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例1.TIF"INET【題1】如圖所示，一環(huán)形線圈沿條形磁體的軸線，從磁體N極的左側(cè)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到磁體S極的右側(cè)B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)關(guān)于磁體的中心對(duì)稱(chēng)，則在此過(guò)程中，穿過(guò)環(huán)形線圈的磁通量將A．先增大，后減小B．先減小，后增大C．先增大，后減小、再增大，再減小D．先減小，后增大、再減小，再增大【題2】如圖所示，線框ABCD水平向右從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域穿過(guò)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與線框ABCD垂直，下列說(shuō)法中正確的是A．磁通量不變B．磁通量先減小再不變后增大C．磁通量先增大再不變后減小D．磁通量一直增大2．實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件（1）實(shí)驗(yàn)一：如圖所示，導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中無(wú)電流產(chǎn)生。（2）實(shí)驗(yàn)二：如圖所示，當(dāng)條形磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生，但條形磁體在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中無(wú)電流產(chǎn)生。（3）實(shí)驗(yàn)三：如圖所示，將小線圈A插入大線圈B中不動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；若開(kāi)關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；而開(kāi)關(guān)S一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中無(wú)電流通過(guò)。（4）歸納總結(jié)：實(shí)驗(yàn)一中：導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。實(shí)驗(yàn)二中：磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。實(shí)驗(yàn)三中：開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，小線圈A中電流變化，從而引起穿過(guò)大線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同特點(diǎn)是：產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化。3．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。4．感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件，就必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，且穿過(guò)該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化。INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例2.TIF"INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例2.TIF"INET【題3】如圖為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。下列哪種情況下電流表指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)A．閉合開(kāi)關(guān)的瞬間B．閉合開(kāi)關(guān)后，電路中電流穩(wěn)定時(shí)C．閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)D．閉合開(kāi)關(guān)后，把線圈A從線圈B中拉出時(shí)【題4】某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，將電流計(jì)、線圈A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)他接通、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流計(jì)的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，其原因是A．開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò)B．電流計(jì)的正、負(fù)接線柱接反C．線圈B的接頭3、4接反D．蓄電池的正、負(fù)極接反【題5】下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是5．判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的技巧（1）電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)條件，二者缺一不可。（2）磁通量發(fā)生變化，其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”上，磁通量很大，若沒(méi)有變化，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。若開(kāi)始時(shí)磁通量雖然是零，但是磁通量是變化的，仍然可以產(chǎn)生感應(yīng)電流?！绢}6】如圖所示裝置，在下列各種情況中，不會(huì)使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)圓形閉合線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是A．開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間B．開(kāi)關(guān)S閉合后，電路中電流穩(wěn)定時(shí)C．開(kāi)關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)的瞬間D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間【題7】在選項(xiàng)圖所示的條件下，閉合矩形線圈能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（磁場(chǎng)范圍足夠大）知識(shí)點(diǎn)三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等都是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的。13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。3．了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用。重、難點(diǎn)：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。知識(shí)點(diǎn)一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)：1820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)：1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3．電磁感應(yīng)：法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。知識(shí)點(diǎn)二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．磁通量的變化磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化，如圖（a）所示。（2）面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化，如圖（b）所示。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化，如圖（c）所示。INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例1.TIF"INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例1.TIF"INET【題1】如圖所示，一環(huán)形線圈沿條形磁體的軸線，從磁體N極的左側(cè)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到磁體S極的右側(cè)B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)關(guān)于磁體的中心對(duì)稱(chēng)，則在此過(guò)程中，穿過(guò)環(huán)形線圈的磁通量將A．先增大，后減小B．先減小，后增大C．先增大，后減小、再增大，再減小D．先減小，后增大、再減小，再增大【答案】A【題2】如圖所示，線框ABCD水平向右從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域穿過(guò)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與線框ABCD垂直，下列說(shuō)法中正確的是A．磁通量不變B．磁通量先減小再不變后增大C．磁通量先增大再不變后減小D．磁通量一直增大【答案】C【解析】進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，穿過(guò)線框ABCD的磁通量增加；在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線框ABCD的磁通量保持不變；離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，穿過(guò)線框ABCD的磁通量減小。故磁通量先增大再不變后減小，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。2．實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件（1）實(shí)驗(yàn)一：如圖所示，導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中無(wú)電流產(chǎn)生。（2）實(shí)驗(yàn)二：如圖所示，當(dāng)條形磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生，但條形磁體在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中無(wú)電流產(chǎn)生。（3）實(shí)驗(yàn)三：如圖所示，將小線圈A插入大線圈B中不動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；若開(kāi)關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；而開(kāi)關(guān)S一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中無(wú)電流通過(guò)。（4）歸納總結(jié)：實(shí)驗(yàn)一中：導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。實(shí)驗(yàn)二中：磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。實(shí)驗(yàn)三中：開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，小線圈A中電流變化，從而引起穿過(guò)大線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同特點(diǎn)是：產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化。3．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。4．感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件，就必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，且穿過(guò)該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化。INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例2.TIF"INCLUDEPICTURE"E:\\周飛燕\\2021\\同步\\物理\\物理人教必修第三冊(cè)\\例2.TIF"INET【題3】如圖為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。下列哪種情況下電流表指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)A．閉合開(kāi)關(guān)的瞬間B．閉合開(kāi)關(guān)后，電路中電流穩(wěn)定時(shí)C．閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)D．閉合開(kāi)關(guān)后，把線圈A從線圈B中拉出時(shí)【答案】B【解析】電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流表與B線圈組成的電路中無(wú)電流，根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，只需要分析B線圈中磁通量是否變化即可。閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電路中的電流從無(wú)到有，A中的磁場(chǎng)從無(wú)到有，故穿過(guò)B的磁通量發(fā)生變化，電流表中有電流流過(guò)；當(dāng)電路中電流穩(wěn)定時(shí)，穿過(guò)B的磁通量不再發(fā)生變化，電流表中無(wú)電流流過(guò)；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，會(huì)造成A中電流大小變化，能引起B(yǎng)的磁通量變化，電流表中有電流流過(guò)；把線圈A從線圈B中拉出時(shí)，穿過(guò)B的磁通量減少，電流表中有電流流過(guò)．故只有選項(xiàng)B符合要求?！绢}4】某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，將電流計(jì)、線圈A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)他接通、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流計(jì)的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，其原因是A．開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò)B．電流計(jì)的正、負(fù)接線柱接反C．線圈B的接頭3、4接反D．蓄電池的正、負(fù)極接反【答案】A【解析】題圖中的開(kāi)關(guān)不能控制含有電源的電路的通斷，而本實(shí)驗(yàn)的目的是研究在電流通斷的瞬間，線圈B中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，故開(kāi)關(guān)應(yīng)接在線圈A所在的回路中?！绢}5】下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是【答案】B【解析】A選項(xiàng)中，電路沒(méi)有閉合，無(wú)感應(yīng)電流；B選項(xiàng)中，面積增大，通過(guò)閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C選項(xiàng)中，穿過(guò)圓環(huán)的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，無(wú)感應(yīng)電流；D選項(xiàng)中，穿過(guò)閉合電路的磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流。5．判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的技巧（1）電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)條件，二者缺一不可。（2）磁通量發(fā)生變化，其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”上，磁通量很大，若沒(méi)有變化，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。若開(kāi)始時(shí)磁通量雖然是零，但是磁通量是變化的，仍然可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。【題6】如圖所示裝置，在下列各種情況中，不會(huì)使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)圓形閉合線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是A．開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間B．開(kāi)關(guān)S閉合后，電路中電流穩(wěn)定時(shí)C．開(kāi)關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)的瞬間D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間【答案】B【題7】在選項(xiàng)圖所示的條件下，閉合矩形線圈能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（磁場(chǎng)范圍足夠大）【答案】D【解析】A項(xiàng)圖中，因?yàn)榫€圈平面平行于磁感線，在以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈平面始終與磁感線平行，穿過(guò)線圈的磁通量始終為零，所以無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)圖中，線圈平面也與磁感線平行，穿過(guò)線圈的磁通量為零，豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈平面始終與磁感線平行，磁通量始終為零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)圖中，盡管線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)，B始終垂直于S，且B與S都不變，所以Φ＝BS始終不變，則線圈中無(wú)感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)圖中，圖示狀態(tài)Φ＝0，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)Φ＝BS，所以轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量在不斷地變化，因此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。知識(shí)點(diǎn)三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等都是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的。13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用【物理核心素養(yǎng)】物理觀念：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從中滲透事物之間是相互聯(lián)系的，可以轉(zhuǎn)化的物理觀念?？茖W(xué)思維：通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生體會(huì)科學(xué)家研究物理問(wèn)題的思想方法。科學(xué)探究：通過(guò)了解電磁場(chǎng)理論建立的歷史過(guò)程，使學(xué)生感認(rèn)識(shí)規(guī)律的普遍性和特殊性?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)理論建立的簡(jiǎn)史，培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)并愿為科學(xué)獻(xiàn)身的精神。【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論教學(xué)難點(diǎn)：電磁波的特性，波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論(1)變化的磁場(chǎng)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)麥克斯韋提出，在變化的磁場(chǎng)周?chē)鷷?huì)激發(fā)出一種電場(chǎng)，不管有無(wú)閉合電路，變化的磁場(chǎng)激發(fā)的電場(chǎng)總是存在的，如圖所示．(2)變化的電場(chǎng)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋從場(chǎng)的觀點(diǎn)得出，即使沒(méi)有電流存在，只要空間某處的電場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)．2．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)【經(jīng)典例題1】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)，與是否有閉合電路有關(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)【變式訓(xùn)練1】1864年，英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋在前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場(chǎng)理論。下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì)B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量C．遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院CT中的X射線波長(zhǎng)相同D．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)二、電磁波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．電磁波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.【經(jīng)典例題2】1864年，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在；1886年，赫茲在實(shí)驗(yàn)室探測(cè)到了電磁波。關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．波長(zhǎng)越大，頻率越大 B．波長(zhǎng)越大，頻率越小C．波長(zhǎng)越大，波速越大 D．波長(zhǎng)越大，波速越小【變式訓(xùn)練2】（多選）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的以下四種磁場(chǎng)中，下列判斷正確的是（）A．甲圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波B．乙圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波C．丙圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波D．丁圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，也能產(chǎn)生電磁波知識(shí)點(diǎn)三、電磁波譜1．電磁波譜(1)概念：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列起來(lái)，就是電磁波譜．(2)電磁波的波速c與波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系是c＝λf.(3)電磁波在真空中的速度c＝3×108m/s.(4)各種電磁波按波長(zhǎng)由大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線．(5)各種電磁波的特性①無(wú)線電波：用于廣播、衛(wèi)星通信、電視等的信號(hào)傳輸．②紅外線：用來(lái)加熱理療等．③可見(jiàn)光：照亮自然界，也可用于通信．④紫外線：用于消毒．⑤X射線：用于診斷病情．⑥γ射線：可以摧毀病變的細(xì)胞．2．電磁波的能量(1)光是一種電磁波，光具有能量．(2)電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)．【特別提醒】1．電磁波譜電磁波按波長(zhǎng)由大到小排列順序?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．不同波長(zhǎng)的電磁波的比較名稱(chēng)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【經(jīng)典例題3】下列各組電磁波，按頻率由高到低的正確排列順序是A．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、X射線B．X射線、紅外線、可見(jiàn)光、無(wú)線電波C．X射線、可見(jiàn)光、紅外線、無(wú)線電波D．無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線、X射線【變式訓(xùn)練3】（多選）2022冬奧會(huì)開(kāi)幕進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，北京也將成為第一個(gè)舉辦過(guò)夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)和冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)以及亞洲運(yùn)動(dòng)會(huì)三項(xiàng)國(guó)際賽事的城市，奧運(yùn)直播當(dāng)然就成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)！北京冬奧會(huì)山地轉(zhuǎn)播中心位于北京2022年冬奧會(huì)張家口賽區(qū)的核心區(qū)，包括轉(zhuǎn)播中心本體建筑和電視演播室兩大部分。山地轉(zhuǎn)播中心面積約1.2萬(wàn)平米，內(nèi)設(shè)四個(gè)轉(zhuǎn)播技術(shù)分隔區(qū)；電視演播室建筑面積約8000平方米，分上、中、下三層，設(shè)有10個(gè)電視演播間。下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度是B．電磁波不能傳播能量C．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、射線、射線均屬于電磁波D．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．關(guān)于電磁波的傳播速度表達(dá)式c=λf，下列理解正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度隨波長(zhǎng)增大而增大B．電磁波在真空中的傳播速度隨頻率增大而增大C．當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)不變D．當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)增大2．有一個(gè)廣播電臺(tái)的頻率，這個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)為（）A． B． C． D．3．目前，我國(guó)正在開(kāi)展5G網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)工作，并將于2020年進(jìn)入全面5G時(shí)代。屆時(shí)，將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代：車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等將一一變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。5G，即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，采用頻段，相比于現(xiàn)有的4G（即第四代移動(dòng)通信技術(shù)，頻段）技術(shù)而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時(shí)延。5G信號(hào)與4G信號(hào)相比下列說(shuō)法正確的是（）A．5G信號(hào)比4G信號(hào)在真空中的傳播速度更快 B．5G信號(hào)比4G信號(hào)更容易被障礙物阻擋C．5G信號(hào)比4G信號(hào)需要更少的通信基站 D．5G信號(hào)比4G信號(hào)更適合長(zhǎng)距離傳輸4．目前雷達(dá)發(fā)出的電磁波頻率多在200~1000MHz的范圍內(nèi)。下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．真空中，上述頻率范圍的電磁波的波長(zhǎng)在30~150m之間B．電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的C．紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)短D．測(cè)出從發(fā)射無(wú)線電波到接收反射回來(lái)的無(wú)線電波的時(shí)間，就可以確定障礙物的距離5．（多選）下列關(guān)于電磁波說(shuō)法正確的是（）A．紅外線與紫外線都不屬于電磁波B．赫茲從理論上預(yù)言了電磁波的存在C．電磁波傳播時(shí)不需要介質(zhì)可以在真空中傳播D．可見(jiàn)光與微波爐中的微波一樣都屬于電磁波6．（多選）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度等于光速B．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波不能在真空中傳播D．麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論并證實(shí)了電磁波的存在題組B能力提升練7．關(guān)于電磁場(chǎng)及電磁波，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng)C．不同電磁波具有不同的波長(zhǎng)，電磁波中無(wú)線電波可用于通信D．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，溫度較低的物體不能輻射紅外線8．關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下面說(shuō)法中正確的是（）A．電場(chǎng)周?chē)臻g中產(chǎn)生磁場(chǎng)B．穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C．靜止電荷能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)D．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)互相激發(fā)，形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波9．2022年3月8日，航天員王亞平從空間站送來(lái)的“國(guó)際婦女節(jié)”節(jié)日祝福通過(guò)電磁波傳播到祖國(guó)各地，下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．只要有電場(chǎng)就能產(chǎn)生電磁波C．電磁波傳播需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播不需要介質(zhì)D．電磁波中每一處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是互相垂直的，且都與波的傳播方向垂直10．關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法不正確的是（）A．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波B．發(fā)射電磁波需經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程，調(diào)制的方法分為調(diào)頻和調(diào)幅，接收電磁波需經(jīng)過(guò)解調(diào)過(guò)程，解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程C．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、射線都是電磁波D．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失11．電磁波給人類(lèi)生活帶來(lái)日新月異變化的同時(shí)，也帶來(lái)了電磁污染。長(zhǎng)期使用如圖所示的通信裝置，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響的是（）A． B．C． D．12．“神舟十三號(hào)”載人飛船于2021年10月16日凌晨成功發(fā)射，在軌運(yùn)行6個(gè)月后于2022年4月16日返回地球。創(chuàng)造了中國(guó)載人航天任務(wù)的新紀(jì)錄。在發(fā)射與回收過(guò)程中，地面測(cè)控站對(duì)飛船進(jìn)行跟蹤測(cè)量與控制時(shí)，傳輸信號(hào)所使用的是電磁波譜中的（）A．紅外線 B．無(wú)線電波 C．紫外線 D．X射線13．（多選）下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用的說(shuō)法正確的是（）A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體B．過(guò)強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康C．電磁波中頻率最大的為γ射線，可以摧毀病變的細(xì)胞D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光14．（多選）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．微波爐加熱食物說(shuō)明電磁波具有能量B．固定電話通過(guò)電磁波傳遞信息C．電磁波的傳播需要介質(zhì)D．移動(dòng)電話（手機(jī)）既能接收電磁波，也能發(fā)射電磁波題組C培優(yōu)拔尖練15．使用藍(lán)牙耳機(jī)可以接聽(tīng)手機(jī)來(lái)電，藍(lán)牙通信的電磁波波段為。已知可見(jiàn)光的波段為，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光 B．波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短C．比可見(jiàn)光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．在真空中的傳播速度比可見(jiàn)光小16．5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱(chēng)，其最顯著的特征之一為具有超高速的數(shù)據(jù)傳播速率。5G信號(hào)一般采用3300MHz~5000MHz頻段的無(wú)線電波，而第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G的頻段范圍是1880MH~2635MHz，則（）A．5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無(wú)線電波在真空中傳播的更快B．5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過(guò)障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站C．空間中的5G信號(hào)和4G信號(hào)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D．5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)是縱波17．使用藍(lán)牙耳機(jī)接聽(tīng)手機(jī)來(lái)電，其信號(hào)傳輸?shù)氖疽鈭D如圖所示，已知可見(jiàn)光的頻率范圍是：，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光 B．波長(zhǎng)比手機(jī)通信的電磁波短C．在真空中的傳播速度大小為 D．在真空中的傳播速度比可見(jiàn)光傳播的速度小18．如圖甲、乙、丙、丁所示，下列關(guān)于四幅圖的說(shuō)法正確的是（）A．甲圖，通電螺線管周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁感線都是真實(shí)存在的B．乙圖，將小磁針?lè)旁诘厍虮砻娉嗟牢恢米杂伸o止時(shí)，小磁針的N極指向地理南極C．丙圖，法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)利用了“電生磁”的現(xiàn)象為原理制作而成D．丁圖，麥克斯韋推斷的電磁波產(chǎn)生與傳播的原理圖19．（多選）下列說(shuō)法中正確的是（）A．電磁波又叫無(wú)線電波B．電磁波的傳播不需要任何介質(zhì)C．電磁波的傳播過(guò)程就是電磁場(chǎng)能量的傳播過(guò)程D．電磁波在各種介質(zhì)中的傳播速度都相等20．（多選）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．雷達(dá)是利用電磁波來(lái)進(jìn)行定位和導(dǎo)航的C．移動(dòng)電話是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的D．利用電磁波傳遞信息可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用【物理核心素養(yǎng)】物理觀念：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從中滲透事物之間是相互聯(lián)系的，可以轉(zhuǎn)化的物理觀念?？茖W(xué)思維：通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生體會(huì)科學(xué)家研究物理問(wèn)題的思想方法?？茖W(xué)探究：通過(guò)了解電磁場(chǎng)理論建立的歷史過(guò)程，使學(xué)生感認(rèn)識(shí)規(guī)律的普遍性和特殊性?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)理論建立的簡(jiǎn)史，培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)并愿為科學(xué)獻(xiàn)身的精神?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論教學(xué)難點(diǎn)：電磁波的特性，波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論(1)變化的磁場(chǎng)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)麥克斯韋提出，在變化的磁場(chǎng)周?chē)鷷?huì)激發(fā)出一種電場(chǎng)，不管有無(wú)閉合電路，變化的磁場(chǎng)激發(fā)的電場(chǎng)總是存在的，如圖所示．(2)變化的電場(chǎng)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋從場(chǎng)的觀點(diǎn)得出，即使沒(méi)有電流存在，只要空間某處的電場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)．2．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)【經(jīng)典例題1】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)，與是否有閉合電路有關(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)【答案】B【解析】A．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，與電路是否閉合無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．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，故B正確；C．若形成電磁場(chǎng)必須有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；D．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)，故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪接?xùn)練1】1864年，英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋在前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場(chǎng)理論。下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì)B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量C．遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院CT中的X射線波長(zhǎng)相同D．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)【答案】A【解析】A．電磁波是一種物質(zhì)，故A正確；B．電磁波既可以傳遞信息，也可以傳播能量，故B錯(cuò)誤；C．紅外線的波長(zhǎng)大于X射線的波長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；D．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤。故選A。知識(shí)點(diǎn)二、電磁波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．電磁波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.【經(jīng)典例題2】1864年，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在；1886年，赫茲在實(shí)驗(yàn)室探測(cè)到了電磁波。關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．波長(zhǎng)越大，頻率越大 B．波長(zhǎng)越大，頻率越小C．波長(zhǎng)越大，波速越大 D．波長(zhǎng)越大，波速越小【答案】B【解析】在真空中，所有電磁波的傳播速度一定，都等于光速，所以波速與波長(zhǎng)、頻率無(wú)關(guān)，根據(jù)公式可知波長(zhǎng)越大，頻率越小，B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B?！咀兪接?xùn)練2】（多選）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的以下四種磁場(chǎng)中，下列判斷正確的是（）A．甲圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波B．乙圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波C．丙圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波D．丁圖能產(chǎn)生電場(chǎng)，也能產(chǎn)生電磁波【答案】BD【解析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，故乙、丙、丁都可以產(chǎn)生電場(chǎng)；均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，從而產(chǎn)生電磁波，故丙、丁可以產(chǎn)生電磁波。故選BD。知識(shí)點(diǎn)三、電磁波譜1．電磁波譜(1)概念：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列起來(lái)，就是電磁波譜．(2)電磁波的波速c與波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系是c＝λf.(3)電磁波在真空中的速度c＝3×108m/s.(4)各種電磁波按波長(zhǎng)由大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線．(5)各種電磁波的特性①無(wú)線電波：用于廣播、衛(wèi)星通信、電視等的信號(hào)傳輸．②紅外線：用來(lái)加熱理療等．③可見(jiàn)光：照亮自然界，也可用于通信．④紫外線：用于消毒．⑤X射線：用于診斷病情．⑥γ射線：可以摧毀病變的細(xì)胞．2．電磁波的能量(1)光是一種電磁波，光具有能量．(2)電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)．【特別提醒】1．電磁波譜電磁波按波長(zhǎng)由大到小排列順序?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．不同波長(zhǎng)的電磁波的比較名稱(chēng)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【經(jīng)典例題3】下列各組電磁波，按頻率由高到低的正確排列順序是A．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、X射線B．X射線、紅外線、可見(jiàn)光、無(wú)線電波C．X射線、可見(jiàn)光、紅外線、無(wú)線電波D．無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線、X射線【答案】C【解析】頻率順序由高到低排列，電磁波譜可大致分為：射線伽馬射線，X射線倫琴射線，紫外線，可見(jiàn)光，紅外線，微波，無(wú)線電波，故C正確、ABD錯(cuò)誤．故選C．【變式訓(xùn)練3】（多選）2022冬奧會(huì)開(kāi)幕進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，北京也將成為第一個(gè)舉辦過(guò)夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)和冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)以及亞洲運(yùn)動(dòng)會(huì)三項(xiàng)國(guó)際賽事的城市，奧運(yùn)直播當(dāng)然就成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)！北京冬奧會(huì)山地轉(zhuǎn)播中心位于北京2022年冬奧會(huì)張家口賽區(qū)的核心區(qū)，包括轉(zhuǎn)播中心本體建筑和電視演播室兩大部分。山地轉(zhuǎn)播中心面積約1.2萬(wàn)平米，內(nèi)設(shè)四個(gè)轉(zhuǎn)播技術(shù)分隔區(qū)；電視演播室建筑面積約8000平方米，分上、中、下三層，設(shè)有10個(gè)電視演播間。下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度是B．電磁波不能傳播能量C．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、射線、射線均屬于電磁波D．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在【答案】ACD【解析】A．電磁波在真空中的傳播速度是，選項(xiàng)A正確；B．電磁波能傳播能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、射線、射線均屬于電磁波，選項(xiàng)C正確；D．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，選項(xiàng)D正確。故選ACD。題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．關(guān)于電磁波的傳播速度表達(dá)式c=λf，下列理解正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度隨波長(zhǎng)增大而增大B．電磁波在真空中的傳播速度隨頻率增大而增大C．當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)不變D．當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)增大【答案】D【解析】AB．電磁波在真空中的傳播速度都相同，不隨波長(zhǎng)和頻率的變化而變化，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．有一個(gè)廣播電臺(tái)的頻率，這個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)為（）A． B． C． D．【答案】D【解析】這個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)故選D。3．目前，我國(guó)正在開(kāi)展5G網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)工作，并將于2020年進(jìn)入全面5G時(shí)代。屆時(shí)，將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代：車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等將一一變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。5G，即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，采用頻段，相比于現(xiàn)有的4G（即第四代移動(dòng)通信技術(shù)，頻段）技術(shù)而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時(shí)延。5G信號(hào)與4G信號(hào)相比下列說(shuō)法正確的是（）A．5G信號(hào)比4G信號(hào)在真空中的傳播速度更快 B．5G信號(hào)比4G信號(hào)更容易被障礙物阻擋C．5G信號(hào)比4G信號(hào)需要更少的通信基站 D．5G信號(hào)比4G信號(hào)更適合長(zhǎng)距離傳輸【答案】B【解析】A．5G信號(hào)和4G信號(hào)都是電磁波，在真空中傳播速度等于光速，A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)可知5G信號(hào)頻率更高，波長(zhǎng)更短，4G信號(hào)頻率更低，波長(zhǎng)更長(zhǎng)，更容易發(fā)生明顯衍射，即5G信號(hào)比4G信號(hào)更容易被障礙物阻擋，需要建設(shè)更密集的基站，B正確，C錯(cuò)誤；D．近距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也是未來(lái)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中所研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。近距離數(shù)據(jù)傳輸也就是指移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號(hào)可以不經(jīng)過(guò)移動(dòng)信號(hào)基站，而是直接實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的通信傳輸，D錯(cuò)誤。故選B。4．目前雷達(dá)發(fā)出的電磁波頻率多在200~1000MHz的范圍內(nèi)。下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．真空中，上述頻率范圍的電磁波的波長(zhǎng)在30~150m之間B．電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的C．紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)短D．測(cè)出從發(fā)射無(wú)線電波到接收反射回來(lái)的無(wú)線電波的時(shí)間，就可以確定障礙物的距離【答案】D【解析】A．根據(jù)波長(zhǎng)公式可知電磁波頻率在200~1000MHz的范圍內(nèi)，則電磁波的波長(zhǎng)在0.3~1.5m之間，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，周期性變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)才能產(chǎn)生電磁波，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電磁波譜，紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；D．電磁波在空氣中的傳播速度約為3×108m/s，只要測(cè)出時(shí)間就可以求距離，即故D正確。故選D。5．（多選）下列關(guān)于電磁波說(shuō)法正確的是（）A．紅外線與紫外線都不屬于電磁波B．赫茲從理論上預(yù)言了電磁波的存在C．電磁波傳播時(shí)不需要介質(zhì)可以在真空中傳播D．可見(jiàn)光與微波爐中的微波一樣都屬于電磁波【答案】CD【解析】AD．電磁波譜包括長(zhǎng)波、中波、短波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線，A錯(cuò)誤，D正確；B．麥克斯韋建立了完整的電磁場(chǎng)理論，從理論上預(yù)言了電磁波的存在，B錯(cuò)誤；C．電磁波傳播時(shí)不需要介質(zhì)可以在真空中傳播，C正確。故選CD。6．（多選）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度等于光速B．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波不能在真空中傳播D．麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論并證實(shí)了電磁波的存在【答案】AB【解析】A．電磁波在真空中的傳播速度等于光速，選項(xiàng)A正確；B．如果在空間區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么它就在空間引起周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng)，于是變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑?，從而形成了電磁波，選項(xiàng)B正確；C．電磁波可以在真空中傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論并預(yù)言電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AB。題組B能力提升練7．關(guān)于電磁場(chǎng)及電磁波，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng)C．不同電磁波具有不同的波長(zhǎng)，電磁波中無(wú)線電波可用于通信D．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，溫度較低的物體不能輻射紅外線【答案】D【解析】A．麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)A正確，不符合題意；B．變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng)，選項(xiàng)B正確，不符合題意；C．不同電磁波具有不同的波長(zhǎng)，電磁波中無(wú)線電波可用于通信，選項(xiàng)C正確，不符合題意；D．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，溫度低的物體也能輻射紅外線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。8．關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下面說(shuō)法中正確的是（）A．電場(chǎng)周?chē)臻g中產(chǎn)生磁場(chǎng)B．穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C．靜止電荷能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)D．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)互相激發(fā)，形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波【答案】D【解析】A．在變化的電場(chǎng)周?chē)臻g中會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．穩(wěn)定電場(chǎng)在周?chē)臻g不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．靜止電荷不會(huì)在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的電荷才會(huì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)互相激發(fā)，形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波，選項(xiàng)D正確。故選D。9．2022年3月8日，航天員王亞平從空間站送來(lái)的“國(guó)際婦女節(jié)”節(jié)日祝福通過(guò)電磁波傳播到祖國(guó)各地，下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．只要有電場(chǎng)就能產(chǎn)生電磁波C．電磁波傳播需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播不需要介質(zhì)D．電磁波中每一處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是互相垂直的，且都與波的傳播方向垂直【答案】D【解析】A．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲證實(shí)了電磁波的存在，A錯(cuò)誤；B．若只有電場(chǎng)，而電場(chǎng)是穩(wěn)定的或電場(chǎng)僅均勻變化都不能產(chǎn)生電磁波，B錯(cuò)誤；C．電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，C錯(cuò)誤；D．因電磁波是橫波，所以電磁波中每一處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是互相垂直的，且與波的傳播方向垂直，D正確。故選D。10．關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法不正確的是（）A．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波B．發(fā)射電磁波需經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程，調(diào)制的方法分為調(diào)頻和調(diào)幅，接收電磁波需經(jīng)過(guò)解調(diào)過(guò)程，解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程C．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、射線都是電磁波D．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失【答案】D【解析】A．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波，故A正確；B．發(fā)射電磁波需經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)程，調(diào)制的方法分為調(diào)頻和調(diào)幅，接收電磁波需經(jīng)過(guò)解調(diào)過(guò)程，解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，故B正確；C．無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、射線、射線都是電磁波，故C正確；D．若波源的電磁振蕩停止，只是不能產(chǎn)生新的電磁波，但已發(fā)出的電磁波不會(huì)消失，還要繼續(xù)傳播，故D錯(cuò)誤。故選D。11．電磁波給人類(lèi)生活帶來(lái)日新月異變化的同時(shí)，也帶來(lái)了電磁污染。長(zhǎng)期使用如圖所示的通信裝置，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】ABD．選項(xiàng)A、B、D中的圖片都是固定電話，只是樣式不同，固定電話是利用電現(xiàn)象和聲現(xiàn)象之間的聯(lián)系來(lái)工作的，不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響；C．選項(xiàng)C中的圖片是移動(dòng)電話，移動(dòng)電話是利用電磁波來(lái)工作的，過(guò)量的電磁波會(huì)造成電磁輻射，對(duì)人體造成傷害。故選C。12．“神舟十三號(hào)”載人飛船于2021年10月16日凌晨成功發(fā)射，在軌運(yùn)行6個(gè)月后于2022年4月16日返回地球。創(chuàng)造了中國(guó)載人航天任務(wù)的新紀(jì)錄。在發(fā)射與回收過(guò)程中，地面測(cè)控站對(duì)飛船進(jìn)行跟蹤測(cè)量與控制時(shí)，傳輸信號(hào)所使用的是電磁波譜中的（）A．紅外線 B．無(wú)線電波 C．紫外線 D．X射線【答案】B【解析】在發(fā)射與回收過(guò)程中，地面測(cè)控站對(duì)飛船進(jìn)行跟蹤測(cè)量與控制時(shí)，傳輸信號(hào)所使用的是電磁波譜中的無(wú)線電波。故選B。13．（多選）下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用的說(shuō)法正確的是（）A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體B．過(guò)強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康C．電磁波中頻率最大的為γ射線，可以摧毀病變的細(xì)胞D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光【答案】CD【解析】A．X射線有很高的穿透本領(lǐng)，醫(yī)學(xué)上常用于透視人體，紅外線不能用于透視人體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．過(guò)強(qiáng)的紫外線照射對(duì)人的皮膚有害，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．電磁波中頻率最大的為γ射線，可以摧毀病變的細(xì)胞，選項(xiàng)C正確；D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光，選項(xiàng)D正確。故選CD。14．（多選）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．微波爐加熱食物說(shuō)明電磁波具有能量B．固定電話通過(guò)電磁波傳遞信息C．電磁波的傳播需要介質(zhì)D．移動(dòng)電話（手機(jī)）既能接收電磁波，也能發(fā)射電磁波【答案】AD【解析】A．微波爐加熱食物過(guò)程中，食物中的水分子在微波的作用下熱運(yùn)動(dòng)加劇，內(nèi)能增加，溫度升高，食物增加的能量是微波給它的，可見(jiàn)電磁波具有能量，故A正確；B．固定電話是通過(guò)電流傳遞信息的，故B錯(cuò)誤；C．電磁波傳播的不需要介質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D．移動(dòng)電話（手機(jī)）既能接收電磁波，也能發(fā)射電磁波，故D正確。故選AD。題組C培優(yōu)拔尖練15．使用藍(lán)牙耳機(jī)可以接聽(tīng)手機(jī)來(lái)電，藍(lán)牙通信的電磁波波段為。已知可見(jiàn)光的波段為，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光 B．波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短C．比可見(jiàn)光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．在真空中的傳播速度比可見(jiàn)光小【答案】C【解析】A．根據(jù)題意可知，藍(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見(jiàn)光頻率，所以藍(lán)牙通信的電磁波不可能是藍(lán)光，故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)樗{(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見(jiàn)光頻率，根據(jù)可知，波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，所以更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C正確；D．所有電磁波在真空中傳播速度都為光速，是一樣的，故D錯(cuò)誤。故選C。16．5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱(chēng)，其最顯著的特征之一為具有超高速的數(shù)據(jù)傳播速率。5G信號(hào)一般采用3300MHz~5000MHz頻段的無(wú)線電波，而第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G的頻段范圍是1880MH~2635MHz，則（）A．5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無(wú)線電波在真空中傳播的更快B．5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過(guò)障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站C．空間中的5G信號(hào)和4G信號(hào)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D．5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)是縱波【答案】B【解析】A．5G信號(hào)與4G信號(hào)所用的無(wú)線電波在真空中傳播時(shí)速度相同，都等于光速，A錯(cuò)誤；B．5G信號(hào)相比于4G信號(hào)頻率更高，波長(zhǎng)更短，更不容易繞過(guò)障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，B正確；C．空間中的5G信號(hào)和4G信號(hào)頻率不相同，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；D．5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)也是橫波，D錯(cuò)誤。故選B。17．使用藍(lán)牙耳機(jī)接聽(tīng)手機(jī)來(lái)電，其信號(hào)傳輸?shù)氖疽鈭D如圖所示，已知可見(jiàn)光的頻率范圍是：，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光 B．波長(zhǎng)比手機(jī)通信的電磁波短C．在真空中的傳播速度大小為 D．在真空中的傳播速度比可見(jiàn)光傳播的速度小【答案】B【解析】A．由題意可得，藍(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見(jiàn)光頻率，故不可能是藍(lán)光，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，藍(lán)牙通信的電磁波比手機(jī)通信的電磁波頻率大，由可知，頻率越大，波長(zhǎng)越短，故藍(lán)牙通信的電磁波波長(zhǎng)比手機(jī)通信的電磁波短，故B正確；CD．在真空中電磁波的傳播速度大小均為故CD錯(cuò)誤。故選B。18．如圖甲、乙、丙、丁所示，下列關(guān)于四幅圖的說(shuō)法正確的是（）A．甲圖，通電螺線管周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁感線都是真實(shí)存在的B．乙圖，將小磁針?lè)旁诘厍虮砻娉嗟牢恢米杂伸o止時(shí)，小磁針的N極指向地理南極C．丙圖，法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)利用了“電生磁”的現(xiàn)象為原理制作而成D．丁圖，麥克斯韋推斷的電磁波產(chǎn)生與傳播的原理圖【答案】D【解析】A．磁場(chǎng)真實(shí)存在，但磁感線是為了描述磁場(chǎng)的性質(zhì)引人的假想線，并不實(shí)際存在，故A錯(cuò)誤；B．地理南極即為地磁北極，則在赤道位置的地磁場(chǎng)方向由地理南極指向地理北極，小磁針N極方向與磁場(chǎng)方向相同，故此時(shí)小磁針的N極應(yīng)指向地理北極，故B錯(cuò)誤；C．法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)---“磁生電”現(xiàn)象為原理制作的，故C錯(cuò)誤；D．麥克斯韋推斷：若在空間某區(qū)域有周期性變化的電場(chǎng)，那么它就在空間引起周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng)，這樣交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑?，即為電磁波的產(chǎn)生和傳播原理，故D正確。故選D。19．（多選）下列說(shuō)法中正確的是（）A．電磁波又叫無(wú)線電波B．電磁波的傳播不需要任何介質(zhì)C．電磁波的傳播過(guò)程就是電磁場(chǎng)能量的傳播過(guò)程D．電磁波在各種介質(zhì)中的傳播速度都相等【答案】BC【解析】A．無(wú)線電波屬于電磁波的一種，故A錯(cuò)誤；B．電磁波是由電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)產(chǎn)生并向遠(yuǎn)處傳播的，所以不需要介質(zhì)，B正確；C．電磁波傳播的過(guò)程中電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能也隨之傳向了遠(yuǎn)方，所以電磁波的傳播過(guò)程就是電磁場(chǎng)能量的傳播過(guò)程，C正確；D．電磁波的傳播速度和頻率、介質(zhì)都有關(guān)，所以在不同介質(zhì)中電磁波的傳播速度不同，D錯(cuò)誤。故選BC。20．（多選）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．雷達(dá)是利用電磁波來(lái)進(jìn)行定位和導(dǎo)航的C．移動(dòng)電話是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的D．利用電磁波傳遞信息可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸【答案】BC【解析】A．電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；BC．雷達(dá)、移動(dòng)電話都是利用電磁波來(lái)工作的，B、C正確；D．利用電磁波傳遞信息可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，電磁波也能通過(guò)電纜、光纜傳播，如光纖通信，故D錯(cuò)誤。故選BC。13.5能量量子化【物理核心素養(yǎng)】物理觀念：體會(huì)量子論的建立深化了人們對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。科學(xué)思維：了解能量子的概念及提出的科學(xué)過(guò)程，領(lǐng)會(huì)這一科學(xué)突破過(guò)程中科學(xué)家的思想。科學(xué)探究：通過(guò)了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：能量量子化的基本概念和創(chuàng)立過(guò)程教學(xué)難點(diǎn)：理解能量的量子化與能量的連續(xù)性存在著根本顛覆性的概念沖突知識(shí)點(diǎn)一、熱輻射和黑體輻射一、熱輻射1．概念：一切物體都在輻射電磁波，且輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射．2．特點(diǎn)：溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來(lái)越強(qiáng)．3．黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射．【特別提醒】1．黑體實(shí)際上是不存在的，只是一種理想情況．2．黑體不一定是黑的，只有當(dāng)自身輻射的可見(jiàn)光非常微弱時(shí)看上去才是黑的；有些可看成黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射，看起來(lái)還會(huì)很明亮，如煉鋼爐口上的小孔．3．黑體同其他物體一樣也在輻射電磁波，黑體的輻射規(guī)律最為簡(jiǎn)單，黑體輻射強(qiáng)度只與溫度有關(guān)．4．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。5．一般物體和黑體的熱輻射、反射、吸收的特點(diǎn)熱輻射不一定需要高溫，任何溫度都能發(fā)生熱輻射，只是溫度低時(shí)輻射弱，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)．在一定溫度下，不同物體所輻射的光譜的成分有顯著不同．熱輻射特點(diǎn)吸收、反射的特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)、表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類(lèi)及入射波的波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)弱按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射【經(jīng)典例題1】某氣體在T1、T2兩種不同溫度下的分子速率分布圖象如圖甲所示，縱坐標(biāo)f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，橫坐標(biāo)v表示分子的速率；而黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖乙所示，圖乙中畫(huà)出了T1、T2兩種不同溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中T1>T2，圖乙中T1>T2B．圖乙中溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)C．圖甲中溫度升高，所有分子的速率都增大D．圖乙中黑體輻射電磁波的情況不僅與溫度有關(guān)，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)【變式訓(xùn)練1】．紅外線熱像儀可以監(jiān)測(cè)人的體溫，當(dāng)被測(cè)者從儀器前走過(guò)時(shí)，便可知道被測(cè)者的體溫是多少。關(guān)于紅外線熱像儀測(cè)體溫的原理，下列說(shuō)法正確的是（）A．人的體溫會(huì)影響周?chē)諝鉁囟?，儀器通過(guò)測(cè)量空氣溫度便可知道人的體溫B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射情況與被測(cè)者的體溫有關(guān)C．被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)，且較短波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度大D．被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)，且較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度大知識(shí)點(diǎn)二、能量子1．普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克認(rèn)為微觀世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶電粒子輻射或吸收能量時(shí)，也只能以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射，這樣的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中h叫作普朗克常量，實(shí)驗(yàn)測(cè)得h＝6.63×10－34J·s，ν為電磁波的頻率．(2)能量的量子化：在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化．量子化的基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的．2．愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱(chēng)為光子．頻率為ν的光子的能量為ε＝hν.【特別提醒】1．概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)最小的能量值ε叫能量子．2．大?。害牛絟ν，其中h＝6.63×10－34J·s.3．愛(ài)因斯坦光子說(shuō)：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成，能量大小為hν，光的能量子稱(chēng)為光子．【經(jīng)典例題2】科學(xué)家設(shè)想在未來(lái)的宇航事業(yè)中利用太陽(yáng)帆來(lái)加速星際飛船．設(shè)某飛船所在地每秒每單位面積接收的光子數(shù)為n，光子平均波長(zhǎng)為，太陽(yáng)帆板面積為S，反射率為100%，光子動(dòng)量．設(shè)太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆板上，飛船總質(zhì)量為m，則飛船加速度的表達(dá)式為（

）A． B． C． D．【變式訓(xùn)練2】納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面．將激光束的寬度聚光到納米級(jí)范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個(gè)重要原因，利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果．一臺(tái)功率為10W的氬激光器，能發(fā)出波長(zhǎng)的激光，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”需要的能量，求：（1）每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間．（2）在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量．知識(shí)點(diǎn)三、能級(jí)丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾提出軌道量子化假設(shè)，認(rèn)為電子只在特定的軌道上繞原子核運(yùn)動(dòng)，在這些軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)電子不輻射電磁波。電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，氫原子能量不同，能量與軌道半徑有關(guān)，軌道半徑越大，能量越大。原子的能量是量子化的，稱(chēng)為能級(jí)。原子能量最低的狀態(tài)稱(chēng)為基態(tài)，其余稱(chēng)為激發(fā)態(tài)。處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定。當(dāng)電子從高軌道躍遷到低軌道時(shí)，氫原子能量減少，減少的能量以光子形式釋放，根據(jù)能量守恒，兩個(gè)軌道的能量差等于光子的能量，例如E3-E1=hv.原子的能級(jí)取分立值，放出的光子能量也是分立的，原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。1．原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，原子的能量是量子化的。這些量子化的能量值叫做能級(jí)。能量最低的狀態(tài)(離核最近)叫基態(tài)，其他的能量狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。2．原子分立譜線（1）原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出的光子的能量，等于前后兩個(gè)能級(jí)之差。如圖：hν=E4–E1。（2）當(dāng)電子吸收光子時(shí)會(huì)從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài)，吸收的光子的能量同樣由頻率條件決定?！窘?jīng)典例題3】一個(gè)氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，該氫原子（）A．吸收光子，吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差B．吸收光子，能量減少C．放出光子，能量增加D．放出光子，放出光子的能量等于兩能級(jí)之差【變式訓(xùn)練3】光子的發(fā)射和吸收過(guò)程是（）A．原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末兩個(gè)能級(jí)的能量差B．原子不能從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷C．原子吸收光子后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，放出光子后從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)D．原子無(wú)論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末兩個(gè)能級(jí)的能量差值題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象、電磁波、能量量子化，下列說(shuō)法正確的是（）A．閉合導(dǎo)線的一部分在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．赫茲首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波C．電磁鐵的原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，麥克風(fēng)是電流的磁效應(yīng)D．愛(ài)因斯坦為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論2．以下關(guān)于光子的說(shuō)法正確的是（）A．光子的能量跟它的頻率無(wú)關(guān)B．紫光光子的能量比紅光光子的能量小C．光子是具有質(zhì)量、能量和體積的實(shí)物微粒D．在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子3．2020年為了做好疫情防控工作，很多場(chǎng)所都利用紅外線測(cè)溫槍對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行體溫檢測(cè)，紅外測(cè)溫槍與傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫儀器相比，具有響應(yīng)時(shí)間短、測(cè)溫效率高、操作方便、防交叉感染（不用接觸被測(cè)物體）的特點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．紅外測(cè)溫槍利用了一切物體都在不停的發(fā)射紅外線，而且發(fā)射紅外線強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高發(fā)射紅外線強(qiáng)度就越大B．高溫物體輻射紅外線，低溫物體不輻射紅外線C．紅外線也屬于電磁波，其波長(zhǎng)比紅光短D．愛(ài)因斯坦最早提出“熱輻射是一份一份的、不連續(xù)的”觀點(diǎn)4．關(guān)于黑體輻射圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）A．T1>T2>T3>T4B．T1<T2<T3<T4C．T1=T2=T3=T4D．測(cè)量某黑體任一波長(zhǎng)的光的輻射強(qiáng)度可以得知其溫度5．（多選）關(guān)于普朗克“能量量子化”的假設(shè)，下列說(shuō)法正確的是（）A．認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，是一份一份的B．認(rèn)為能量值是連續(xù)的C．認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的、連續(xù)的D．認(rèn)為微觀粒子的能量是分立的6．（多選）關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．黑體不僅能吸收電磁波，也能反射電磁波B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及表面狀況無(wú)關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體題組B能力提升練7．以下相關(guān)一些物理學(xué)家的貢獻(xiàn)，不正確的是（）A．英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并創(chuàng)造性地用“力線”形象地描述“場(chǎng)”B．法國(guó)物理學(xué)家安培提出的分子電流假說(shuō)可以解釋鐵棒受到外界磁場(chǎng)作用時(shí)被磁化的現(xiàn)象C．英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述了電磁場(chǎng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D．德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了能量子的假說(shuō)，較好地解釋了黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律8．下列說(shuō)法不正確的是（）A．只有溫度高的物體才會(huì)有熱輻射B．黑體可以向外界輻射能量C．黑體也可以看起來(lái)很明亮，是因?yàn)楹隗w也可以有較強(qiáng)的輻射D．普朗克引入能量子的概念得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的公式，與實(shí)驗(yàn)符合得非常好，并由此開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元9．關(guān)于光子的能量，下列說(shuō)法中正確的是（）A．光子的能量跟它的頻率成反比B．光子的能量跟它的頻率成正比C．光子的能量跟它的速度成正比D．光子的能量跟它的速度成反比10．由中國(guó)健康發(fā)展研究中心發(fā)布《國(guó)民視覺(jué)健康報(bào)告》白皮書(shū)顯示，我國(guó)學(xué)生的近視患病率在逐年增加。課業(yè)負(fù)擔(dān)重、沉迷電子產(chǎn)品已成為影響青少年視力的兩大“殺手”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)采用激光“焊接”視網(wǎng)膜技術(shù)來(lái)治療近視，所用激光的波長(zhǎng)。已知普朗克常量，光在真空中傳播速度，則該激光中每個(gè)光子的能量為（）A． B． C． D．11．（多選）關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及表面狀況無(wú)關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)小孔就成了一個(gè)黑體12．（多選）以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系的說(shuō)法中正確的是（）A．物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長(zhǎng)的電磁波B．當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí)，說(shuō)明它的溫度不太高C．當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)會(huì)呈現(xiàn)赤紅色，說(shuō)明此時(shí)輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)D．早、晚時(shí)分太陽(yáng)呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，說(shuō)明中午時(shí)分太陽(yáng)溫度最高題組C培優(yōu)拔尖練13．蛇是老鼠的天敵，它是通過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫為37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為，根據(jù)熱輻射理論，與輻射源的絕對(duì)溫度的關(guān)系近似為，普朗克常量。那么老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)和老鼠發(fā)出的這種最強(qiáng)的熱輻射每份能量子（又叫作光子）的能量分別是（）A．

B．

C．

D．

14．第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)于2018年11月通過(guò)決議，正式更新了千克、安培、開(kāi)爾文和摩爾四個(gè)基本單位的定義，國(guó)際測(cè)量界的百年夙愿終于實(shí)現(xiàn)﹣﹣國(guó)際測(cè)量體系將全部建立在基本物理常數(shù)上，大大提高了計(jì)量的穩(wěn)定性和精確性．比如，最受關(guān)注的“千克”，不再以具體實(shí)物的質(zhì)量來(lái)定義，而將以量子力學(xué)中的普朗克常數(shù)h為基準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)一系列物理?yè)Q算，算出質(zhì)量．已知普朗克常數(shù)與頻率的乘積可以表示能量，下列屬于用國(guó)際單位制的基本單位來(lái)表示普朗克常數(shù)h單位的是（）A．J/s B．Kg．m2/s C．Kg?m2/s3 D．N?m?s15．已知某單色光的波長(zhǎng)為，在真空中光速為，普朗克常量為，則電磁波輻射的能量子的值為（）A． B． C． D．以上均不正確16．（多選）對(duì)宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀的研究被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)。下列與宇宙微波背景輻射的黑體譜相關(guān)的說(shuō)法中正確的是（）A．微波是指波長(zhǎng)在10-3m到10m之間的電磁波B．微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C．黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)17．（多選）普朗克在1900年將“能量子”引入物理學(xué)，開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。在下列宏觀概念中，不具有“量子化”特征的是（）A．人的個(gè)數(shù) B．物體所受的重力 C．物體的動(dòng)能 D．物體的長(zhǎng)度18．對(duì)應(yīng)于的能量子，其電磁輻射的頻率和波長(zhǎng)各是多少？（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）19．太陽(yáng)光垂直照射到地面上時(shí)，地面接收太陽(yáng)光的功率為1.4kW，其中可見(jiàn)光部分約占45%．（1）假如認(rèn)為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)約為，日地間距離，普朗克常量，估算太陽(yáng)每秒輻射出的可見(jiàn)光光子為多少？（2）若已知地球的半徑，估算地球接收的太陽(yáng)光的總功率．13.5能量量子化【物理核心素養(yǎng)】物理觀念：體會(huì)量子論的建立深化了人們對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)?？茖W(xué)思維：了解能量子的概念及提出的科學(xué)過(guò)程，領(lǐng)會(huì)這一科學(xué)突破過(guò)程中科學(xué)家的思想?？茖W(xué)探究：通過(guò)了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：能量量子化的基本概念和創(chuàng)立過(guò)程教學(xué)難點(diǎn)：理解能量的量子化與能量的連續(xù)性存在著根本顛覆性的概念沖突知識(shí)點(diǎn)一、熱輻射和黑體輻射一、熱輻射1．概念：一切物體都在輻射電磁波，且輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射．2．特點(diǎn)：溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來(lái)越強(qiáng)．3．黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射．【特別提醒】1．黑體實(shí)際上是不存在的，只是一種理想情況．2．黑體不一定是黑的，只有當(dāng)自身輻射的可見(jiàn)光非常微弱時(shí)看上去才是黑的；有些可看成黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射，看起來(lái)還會(huì)很明亮，如煉鋼爐口上的小孔．3．黑體同其他物體一樣也在輻射電磁波，黑體的輻射規(guī)律最為簡(jiǎn)單，黑體輻射強(qiáng)度只與溫度有關(guān)．4．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。5．一般物體和黑體的熱輻射、反射、吸收的特點(diǎn)熱輻射不一定需要高溫，任何溫度都能發(fā)生熱輻射，只是溫度低時(shí)輻射弱，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)．在一定溫度下，不同物體所輻射的光譜的成分有顯著不同．熱輻射特點(diǎn)吸收、反射的特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)、表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類(lèi)及入射波的波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)弱按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射【經(jīng)典例題1】某氣體在T1、T2兩種不同溫度下的分子速率分布圖象如圖甲所示，縱坐標(biāo)f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，橫坐標(biāo)v表示分子的速率；而黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖乙所示，圖乙中畫(huà)出了T1、T2兩種不同溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中T1>T2，圖乙中T1>T2B．圖乙中溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)C．圖甲中溫度升高，所有分子的速率都增大D．圖乙中黑體輻射電磁波的情況不僅與溫度有關(guān)，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)【答案】B【解析】ABC．由圖甲可知，溫度為T(mén)2的圖線中速率大的分子占據(jù)的比例較大，說(shuō)明其對(duì)應(yīng)的平均分子動(dòng)能較大，故T2對(duì)應(yīng)的溫度較高，所以T2>T1，溫度升高使得氣體分子的平均速率增大，不一定所有分子的速率都增大。圖乙中，隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)。故B正確；AC錯(cuò)誤；D．圖乙中黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及表面狀況無(wú)關(guān)。故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪接?xùn)練1】．紅外線熱像儀可以監(jiān)測(cè)人的體溫，當(dāng)被測(cè)者從儀器前走過(guò)時(shí)，便可知道被測(cè)者的體溫是多少。關(guān)于紅外線熱像儀測(cè)體溫的原理，下列說(shuō)法正確的是（）A．人的體溫會(huì)影響周?chē)諝鉁囟龋瑑x器通過(guò)測(cè)量空氣溫度便可知道人的體溫B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射情況與被測(cè)者的體溫有關(guān)C．被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)，且較短波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度大D．被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)，且較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度大【答案】C【解析】AB．根據(jù)熱輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知，人的體溫升高，人體輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度就會(huì)增加，通過(guò)監(jiān)測(cè)被測(cè)者輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度，就可以知道該人的體溫了，故A、B錯(cuò)誤；CD．被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān)，隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，因此熱輻射中較短波長(zhǎng)的成分越來(lái)越多，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。知識(shí)點(diǎn)二、能量子1．普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克認(rèn)為微觀世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶電粒子輻射或吸收能量時(shí)，也只能以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射，這樣的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中h叫作普朗克常量，實(shí)驗(yàn)測(cè)得h＝6.63×10－34J·s，ν為電磁波的頻率．(2)能量的量子化：在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化．量子化的基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的．2．愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱(chēng)為光子．頻率為ν的光子的能量為ε＝hν.【特別提醒】1．概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)最小的能量值ε叫能量子．2．大小：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34J·s.3．愛(ài)因斯坦光子說(shuō)：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成，能量大小為hν，光的能量子稱(chēng)為光子．【經(jīng)典例題2】科學(xué)家設(shè)想在未來(lái)的宇航事業(yè)中利用太陽(yáng)帆來(lái)加速星際飛船．設(shè)某飛船所在地每秒每單位面積接收的光子數(shù)為n，光子平均波長(zhǎng)為，太陽(yáng)帆板面積為S，反射率為100%，光子動(dòng)量．設(shè)太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆板上，飛船總質(zhì)量為m，則飛船加速度的表達(dá)式為（

）A． B． C． D．【答案】D【解析】時(shí)間內(nèi)太陽(yáng)帆板接收的光子數(shù)為這些光子的總動(dòng)量大小反射后光子的總動(dòng)量大小則飛船所受力聯(lián)立得由牛頓第二定律得故D正確。故選D?！咀兪接?xùn)練2】納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面．將激光束的寬度聚光到納米級(jí)范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個(gè)重要原因，利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果．一臺(tái)功率為10W的氬激光器，能發(fā)出波長(zhǎng)的激光，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”需要的能量，求：（1）每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間．（2）在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量．【答案】（1）

（2）個(gè)【解析】(1)已知激光器的功率P=10W，每次“點(diǎn)焊”需要的能量E=2×10-3J，根據(jù)E=Pt得，每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是(2)設(shè)每個(gè)光子的能量為E0，則在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量知識(shí)點(diǎn)三、能級(jí)丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾提出軌道量子化假設(shè)，認(rèn)為電子只在特定的軌道上繞原子核運(yùn)動(dòng)，在這些軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)電子不輻射電磁波。電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，氫原子能量不同，能量與軌道半徑有關(guān)，軌道半徑越大，能量越大。原子的能量是量子化的，稱(chēng)為能級(jí)。原子能量最低的狀態(tài)稱(chēng)為基態(tài)，其余稱(chēng)為激發(fā)態(tài)。處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定。當(dāng)電子從高軌道躍遷到低軌道時(shí)，氫原子能量減少，減少的能量以光子形式釋放，根據(jù)能量守恒，兩個(gè)軌道的能量差等于光子的能量，例如E3-E1=hv.原子的能級(jí)取分立值，放出的光子能量也是分立的，原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。1．原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，原子的能量是量子化的。這些量子化的能量值叫做能級(jí)。能量最低的狀態(tài)(離核最近)叫基態(tài)，其他的能量狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。2．原子分立譜線（1）原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出的光子的能量，等于前后兩個(gè)能級(jí)之差。如圖：hν=E4–E1。（2）當(dāng)電子吸收光子時(shí)會(huì)從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài)，吸收的光子的能量同樣由頻率條件決定?！窘?jīng)典例題3】一個(gè)氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，該氫原子（）A．吸收光子，吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差B．吸收光子，能量減少C．放出光子，能量增加D．放出光子，放出光子的能量等于兩能級(jí)之差【答案】A【解析】氫原子能級(jí)越高對(duì)應(yīng)的能量越大，當(dāng)氫原子從較低能級(jí)向較高能級(jí)躍遷時(shí)，吸收光子，能量增加，吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。【變式訓(xùn)練3】光子的發(fā)