物理人教版第2節(jié) 電磁波的海洋優(yōu)秀學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

1. 知道電磁波的產(chǎn)生和傳播。
2. 知道波長(zhǎng)、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(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的影響。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】電磁波的傳播。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】電磁波的波長(zhǎng)、波速和頻率。
【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：
1. 電磁波的產(chǎn)生：當(dāng)電路中有迅速變化的時(shí)，其周?chē)鷷?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(lái)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(zhǎng)來(lái)劃分，波長(zhǎng)從大到小依次是、、可見(jiàn)光、、、γ射線等。
（2）無(wú)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(wú)線電波。通常根據(jù)波長(zhǎng)或頻率把無(wú)線電波分成幾個(gè)波段，包括長(zhǎng)波、中波、、等。
（3）電磁波的應(yīng)用
①無(wú)線電波：用于廣播、電視和移動(dòng)電話(huà)；②紅外線：家電的遙控器；③微波：可用來(lái) ；④紫外線：；⑤X射線：醫(yī)學(xué)上用來(lái)做檢查；⑥γ射線：金屬探傷；⑦探測(cè)宇宙：射電望遠(yuǎn)鏡。
【合作探究】
探究一、電磁波是怎樣產(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(shuō)話(huà)時(shí)聲帶的振動(dòng)在空氣中形成聲波。
【結(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

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(kāi)收音機(jī)的開(kāi)關(guān)，旋至沒(méi)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(tīng)到一次“喀喀”聲后，之后就 “喀喀”的聲音了（選填“有”或“沒(méi)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(tīng)到”或“聽(tīng)不到”）。
【實(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(wú)到有，聽(tīng)到“喀喀”聲，說(shuō)明變化的電流電磁波。接通后電流穩(wěn)定不再變化，沒(méi)有聲音，說(shuō)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(tīng)到連續(xù)不斷的“喀喀”聲，說(shuō)明變化的電流電磁波（選填“產(chǎn)生”或“不產(chǎn)生”）。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】當(dāng)電路中有迅速的電流時(shí)，其周?chē)鷷?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(huà)靠復(fù)雜的電子線路來(lái)產(chǎn)生迅速變化的電流，發(fā)出。雖然電磁波看不見(jiàn)、摸不到，但它確實(shí)可以給我們傳遞各種。
【例題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(lái)了一場(chǎng)精彩的太空科普課，授課過(guò)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(zhǎng)、頻率、波速
以水波為例，了解描述波的特征的物理量：波長(zhǎng)、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(zhǎng)
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(zhǎng)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(lái)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(zhǎng)為0.1m，頻率f =3Hz，則波速v= λf= m/s
2. 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(tīng)到玻璃罩內(nèi)的手機(jī)發(fā)出的鈴聲，同時(shí)看見(jiàn)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(lái)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)。

【實(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(guó)“新視野號(hào)”探測(cè)器通過(guò) 可以傳回照片。
3. 描述電磁波的物理量
跟水波類(lèi)似，電磁波也有自己的波速、頻率和波長(zhǎng)。
（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(wàn)千米每秒。目前公認(rèn)的數(shù)值是c=2.99792458×108 m/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(wú)線電波、、可見(jiàn)光、、、 γ射線等。各種光和射線都是波長(zhǎng)不同的。
（2）無(wú)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(wú)線電波（無(wú)線電技術(shù)中使用的電磁波）。
②特點(diǎn)：無(wú)線電波的波長(zhǎng)從幾毫米到幾千米，通常根據(jù)波長(zhǎng)或頻率把無(wú)線電波分成幾個(gè)波段，包括長(zhǎng)波、中波、、等。
（3）電磁波的應(yīng)用
①無(wú)線電波：用于、和移動(dòng)電話(huà)；②紅外線：家電使用的；③微波：可用來(lái) ；④紫外線：；⑤X射線：醫(yī)學(xué)上用來(lái)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(jiàn)到的微波爐，就是用來(lái)加熱食品的。微波爐內(nèi)有很強(qiáng)的電磁波，它的波長(zhǎng)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(guò)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(mén)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(guò)允許值。
【看一看】請(qǐng)你看一看家里微波爐的說(shuō)明書(shū)，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(wèn)一號(hào)于2021年5月在火星著地，火星車(chē)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/s
B．低頻通道的電磁波波長(zhǎng)比高頻通道電磁波波長(zhǎng)長(zhǎng)
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(lèi)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?chē)鷷?huì)產(chǎn)生電磁波，并向周?chē)鷤鞑ァ?br>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 =3.0×108 m/s。
3. 電磁波的分類(lèi)
按照頻率從低到高分為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。
【歸納整理】
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(tīng)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(zhǎng)及波速將會(huì)（）
A．波長(zhǎng)變大及波速變小 B．波長(zhǎng)變大及波速不變
C．波長(zhǎng)變小及波速變大 D．波長(zhǎng)變小及波速不變
4．中國(guó)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(lái)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(shuō)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(wú)線電波低
C．驗(yàn)鈔機(jī)用的紫外線波長(zhǎng)比紅外線短
D．可見(jiàn)光比無(wú)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_(kāi)______。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(jué)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的波長(zhǎng)更長(zhǎng)
D．5G和2.4G分別用電磁波、聲波傳遞信息
（2）微波爐是利用_______加熱食物的，食物中水分發(fā)生了哪種物態(tài)變化而變少_____？
8. 甲、乙分別為兩種電磁波，其部分波形如圖（a）所示，其中甲是我們能看得見(jiàn)的某種色光。結(jié)合圖（b）的電磁波譜，可以推測(cè)：乙可能是_________（選填“紅外線”或“紫外線”），甲、乙這兩種電磁波具有相同的 _________（選填“波長(zhǎng)”“波速”或“頻率”）。
【課后反思】
本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些問(wèn)題？

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