
高中物理新教材特點(diǎn)分析
(一)趣味性強(qiáng),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 在新時(shí)代教育制度的改革深化下,學(xué)生對于物理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣可以帶動學(xué)生不斷地進(jìn)行探究。物理課程教學(xué)引入趣味性較高的新教材內(nèi)容,充實(shí)物理課堂,引入信息技術(shù),利用多媒體等新時(shí)代信息化的教學(xué)手段,利用更加直觀、動態(tài)化的、可觀察的教學(xué)手段,向?qū)W生們展示物理教學(xué)課程當(dāng)中那些抽象的知識點(diǎn),不斷地吸引學(xué)生們的好奇心與興趣力,讓學(xué)生在物理課堂上能夠充分感受到物理的魅力所在。(二)實(shí)踐性高,高效落實(shí)理論學(xué)習(xí) 在現(xiàn)代化教育課程的背景之下,新課程改革理念越來越融入生活與學(xué)習(xí)的方方面面,新教材逐步的顯現(xiàn)出強(qiáng)大影響力。(三)靈活性強(qiáng),助力課程目標(biāo)達(dá)成 隨著教育制度體系的改革,通過新時(shí)代新教材內(nèi)容的融入,教師不斷地革新教學(xué)手段,整合線上以及線下的教育資源內(nèi)容,可以為物理課堂增添新的活力與生機(jī)。
4 電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用
第十三章 電磁感應(yīng)與電磁波初步
1.了解麥克斯韋電磁場理論,知道電磁場的概念.2.知道電磁波的特點(diǎn),掌握電磁波波長、頻率、波速之間的 關(guān)系.3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序,了解各種電磁波 的應(yīng)用,了解電磁波的能量.
SHULIJIAOCAI HANGSHIJICHU
一、電磁場1.麥克斯韋電磁場理論(1)變化的磁場產(chǎn)生電場①在變化的磁場中放入一個(gè)閉合電路,由于穿過電路的磁通量發(fā)生變化,電路中會產(chǎn)生 .這個(gè)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是變化的磁場在空間產(chǎn)生了 .②即使在變化的磁場中沒有閉合電路,也同樣會在空間產(chǎn)生 .(2)變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣,會在空間產(chǎn)生 ,即 的電場產(chǎn)生磁場.2.電磁場:變化的 和 互相聯(lián)系,所形成的不可分割的統(tǒng)一體.
二、電磁波1.產(chǎn)生: 變化的電場和 變化的磁場交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播,形成電磁波.2.特點(diǎn)(1)電磁波 在真空中傳播.(2)電磁波的傳播速度等于 .(3)光在本質(zhì)上是一種電磁波.即光是以 形式傳播的一種電磁振動.
三、電磁波譜 電磁波的能量 電磁波通信1.電磁波譜(1)概念:按電磁波的 或 大小的順序把它們排列起來,就是電磁波譜.(2)電磁波的波速c與波長λ、頻率f 的關(guān)系是c= .(3)電磁波在真空中的速度c= .(4)各種電磁波按波長由大到小排列順序?yàn)椋? 、紅外線、 、 、X射線、γ射線.
(5)各種電磁波的特性①無線電波:用于 、衛(wèi)星通信、 等的信號傳輸.②紅外線:用來 等.③可見光:照亮自然界,也可用于 .④紫外線:用于 .⑤X射線:用于診斷病情.⑥γ射線:可以摧毀 .
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 ,電磁波是一種物質(zhì).
判斷下列說法的正誤.(1)變化的磁場可以產(chǎn)生電場,但變化的電場不能產(chǎn)生磁場.( )(2)電磁波在空氣中可以傳播,在真空中不能傳播.( )(3)光在真空中的速度與電磁波在真空中的速度相同,光是一種電磁波.( )(4)無線電波、紅外線、可見光、紫外線都屬于電磁波.( )
TANJIUZHONGDIAN TISHENGSUYANG
一、麥克斯韋電磁場理論
1.麥克斯韋電磁場理論(1)變化的磁場周圍會產(chǎn)生電場麥克斯韋提出,在變化的磁場周圍會激發(fā)出一種電場,不管有無閉合電路,變化的磁場激發(fā)的電場總是存在的,如圖1所示.
(2)變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場麥克斯韋從場的觀點(diǎn)得出,即使沒有電流存在,只要空間某處的電場發(fā)生變化,就會在其周圍產(chǎn)生磁場.
2.對麥克斯韋電磁場理論的理解
例1 (多選)關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是A.變化的磁場周圍一定存在著電場,與是否有閉合電路無關(guān)B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場C.變化的電場和穩(wěn)定的磁場相互關(guān)聯(lián),形成一個(gè)統(tǒng)一的場,即電磁場D.電場周圍一定存在磁場,磁場周圍一定存在電場
解析 變化的磁場周圍產(chǎn)生電場,當(dāng)電場中有閉合電路時(shí),電路中有電流,若無閉合電路,電場仍然存在,A正確;周期性變化的磁場產(chǎn)生的電場一定也是周期性變化的,且頻率相同,B正確;若形成電磁場必須有周期性變化的電場和磁場,C錯(cuò)誤;只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場,只有變化的磁場才能產(chǎn)生電場,D錯(cuò)誤.
針對訓(xùn)練1 (2020·四川瀘縣四中高二期中)下列關(guān)于麥克斯韋的電磁場理論說法正確的是A.變化的磁場產(chǎn)生的電場一定是變化的B.不均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場,均勻變化的磁場產(chǎn)生不均勻 變化的電場C.穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生不穩(wěn)定的電場D.振蕩的磁場在周圍空間產(chǎn)生的電場是振蕩的
解析 根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,變化的磁場周圍能產(chǎn)生電場,均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,故A錯(cuò)誤;不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場,磁場有可能不是均勻變化的;均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,故B錯(cuò)誤;穩(wěn)定的磁場其周圍不產(chǎn)生電場,故C錯(cuò)誤;振蕩的磁場在周圍空間產(chǎn)生的電場是振蕩的,振蕩的電場在周圍空間產(chǎn)生的磁場也是振蕩的,故D正確.
1.電磁波的形成周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,形成電磁場,電磁場由近及遠(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.
(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=3×108 m/s.(3)電磁場儲存電磁能,電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程.(4)只有周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)才能形成電磁波.(5)電磁波是電磁場在空間中的傳播,電磁場是一種客觀存在的物質(zhì)——場物質(zhì).
3.電磁波的波速對于電磁波,用λ表示電磁波的波長、f表示頻率、c表示波速,則有c=λf.
例2 (多選)(2020·山東菏澤一中高二期中)關(guān)于電磁波,下列說法中正確的是A.只要電場或磁場發(fā)生變化,就能產(chǎn)生電磁波B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在,赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的 存在C.電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播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
解析 要想產(chǎn)生電磁波,變化的電場(或磁場)產(chǎn)生的磁場(或電場)必須是周期性變化的,A錯(cuò)誤;麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在,赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在,選項(xiàng)B正確;電磁波可以在真空中傳播,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電磁波具有能量,電磁波的傳播過程,也就是能量的傳播過程,D正確.
例3 電磁波在真空中傳播的速度c=3×108 m/s,有一個(gè)廣播電臺的頻率f=90.0 MHz,這個(gè)電臺發(fā)射的電磁波的波長λ為 m B.270 m m
1.電磁波譜電磁波按波長由大到小排列順序?yàn)闊o線電波、紅外線、可見光、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.不同波長的電磁波的比較
例4 下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象.請將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上.(1)X光機(jī), .A.紅外線具有顯著的熱效應(yīng)B.紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C.紫外線具有殺菌消毒作用D.X射線具有很強(qiáng)的穿透力
解析 X光機(jī)是用來透視人體內(nèi)的器官的,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,因此采用了X射線,因此選D.
(2)紫外線燈, .A.紅外線具有顯著的熱效應(yīng)B.紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C.紫外線具有殺菌消毒作用D.X射線具有很強(qiáng)的穿透力
解析 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C.
(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口,可使傷口愈合得較好.這里的“神燈”是利用 .A.紅外線具有顯著的熱效應(yīng)B.紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C.紫外線具有殺菌消毒作用D.X射線具有很強(qiáng)的穿透力
解析 “神燈”又稱紅外線燈,主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán),它利用的是紅外線的熱效應(yīng),使人體局部受熱,血液循環(huán)加快,因此選A.
針對訓(xùn)練2 (多選)關(guān)于電磁波譜,下列說法中正確的是A.X射線對生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用,過量的X射線輻射會引起生物體的 病變B.γ射線是波長最短的電磁波C.紫外線的頻率比紫光低D.在電磁波譜中,穿透能力最強(qiáng)的是X射線
解析 X射線對生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用,過量的X射線輻射會引起生物體的病變,選項(xiàng)A正確;γ射線是波長最短的電磁波,選項(xiàng)B正確;在電磁波譜中從無線電波到γ射線,波長逐漸減小,頻率逐漸增大,紫外線的頻率比紫光高,在電磁波譜中γ射線的穿透能力最強(qiáng),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.
KE SHI DUI DIAN LIAN
考點(diǎn)一 麥克斯韋電磁場理論1.(多選)在電磁學(xué)發(fā)展的過程中,許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn).下列說法正確的是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.庫侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷間的相互作用規(guī)律,密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元 電荷的數(shù)值
解析 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;庫侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷間的相互作用規(guī)律,密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元電荷的數(shù)值,D正確.
2.(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法正確的是A.電場周圍一定產(chǎn)生磁場,磁場周圍一定產(chǎn)生電場B.變化的電場周圍一定產(chǎn)生磁場,變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場C.變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場D.電磁波在真空中的傳播速度為3×108 m/s
解析 根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,只有變化電場周圍產(chǎn)生磁場,變化的磁場周圍產(chǎn)生電場,但變化的電場周圍不一定產(chǎn)生變化的磁場,如均勻變化的電場產(chǎn)生的是穩(wěn)定的磁場,電磁波在真空中的傳播速度為3×108 m/s.根據(jù)以上分析可知,選項(xiàng)B、D正確.
3.(多選)某電場中電場強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如選項(xiàng)圖所示,能產(chǎn)生磁場的電場是
解析 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知變化的電場產(chǎn)生磁場,選項(xiàng)A、B、C正確.
考點(diǎn)二 電磁波譜及電磁波的應(yīng)用4.根據(jù)電磁波譜,從下列選項(xiàng)中選出電磁波的頻率順序由高到低排列且中間沒有間斷的是A.X射線、紫外線、可見光B.X射線、紫外線、紅外線C.紫外線、紅外線、可見光D.無線電波、紅外線、紫外線
5.(多選)關(guān)于光波和無線電波,下列說法正確的是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3×108 m/sD.二者的波長、頻率均相同
解析 光波和無線電波本質(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3×108 m/s,A、B、C對;光波和無線電波波長、頻率不同,D錯(cuò).
6.(多選)在電磁波譜中,下列說法正確的是A.各種電磁波有明顯的頻率和波長區(qū)域界限B.γ射線的頻率一定大于X射線的頻率C.X射線的波長有可能等于紫外線波長D.可見光波長一定比無線電波的短
解析 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;可見光波長一定比無線電波波長短,故D正確.
7.(2020·河南內(nèi)黃一中高二期中)下列說法中正確的是A.變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場B.電磁波按波長從長到短順序排列依次是:γ射線、X射線、紫外線、可 見光、紅外線、無線電波C.X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)D.電磁波在真空中的傳播速度等于光速
解析 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知,均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電磁波按波長從短到長順序排列依次是:γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;γ射線的穿透本領(lǐng)比X射線更強(qiáng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電磁波在真空中的傳播速度等于光速,選項(xiàng)D正確.
8.(2020·宜賓市敘州區(qū)一中高二月考)下列說法正確的是A.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知變化的電場周圍存在變化的磁場B.紅外線遙感技術(shù)是利用紅外線的化學(xué)作用C.在醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術(shù)室消毒,是因?yàn)樽贤饩€比紅外線 的熱效應(yīng)顯著D.工業(yè)上的金屬探傷是利用γ射線具有較強(qiáng)的穿透能力
解析 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知變化的電場周圍存在磁場,不一定是變化的磁場,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;紅外線遙感技術(shù)是利用紅外線的衍射作用和熱效應(yīng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術(shù)室消毒,是因?yàn)樽贤饩€具有殺菌消毒的化學(xué)作用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;工業(yè)上的金屬探傷是利用γ射線具有較強(qiáng)的穿透能力,選項(xiàng)D正確.
9.關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用,下列說法正確的是A.紅外線和X射線都有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng),常用于醫(yī)學(xué)上透視人體B.過強(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是X射線D.紫外線和X射線都可以使感光底片感光
解析 X射線有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng),常用于醫(yī)學(xué)透視人體,紅外線沒有穿透本領(lǐng),A錯(cuò)誤;過強(qiáng)的紫外線照射對人的皮膚有害,B錯(cuò)誤;電磁波中頻率最大的是γ射線,C錯(cuò)誤;紫外線和X射線都具有明顯的化學(xué)效應(yīng),可以使感光底片感光,故D正確.
10.以下關(guān)于電磁波的說法不正確的是A.無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
解析 無線電通信用的是無線電波,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.
11.關(guān)于生活中遇到的各種波,下列說法正確的是A.電磁波可以傳遞信息,聲波不能傳遞信息B.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同
解析 無論是電磁波還是聲波,都可以傳遞能量和信息,A項(xiàng)錯(cuò)誤;手機(jī)通話時(shí),打電話人的手機(jī)將聲波轉(zhuǎn)化成電磁波,接收者的手機(jī)再將電磁波轉(zhuǎn)換成聲波,B項(xiàng)正確;太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波的傳播速度不相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;遙控器發(fā)出的紅外線頻率和醫(yī)院“CT”中的X射線頻率不同,它們的波長也不相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
12.(多選)目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內(nèi).下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的說法正確的是A.真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的傳播速度為3×108 m/sB.電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C.測出從發(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)使用的是無線電波的微波波段
解析 真空中電磁波的傳播速度為3×108 m/s,A正確;電磁波是由周期性變化的電場和磁場產(chǎn)生的,B錯(cuò)誤;由雷達(dá)的工作原理可知,C正確;雷達(dá)使用的是無線電波的微波波段,D正確.
13.頻率為5×1014 Hz的紅光,從10 m外的交通信號燈直接傳到你的眼睛,大約需要多長時(shí)間?在這個(gè)距離中有多少個(gè)波長?
答案 3.3×10-8 s 1.7×107個(gè)
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