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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1.能初步认识电磁波及电磁波谱，知道其在真空中的传播速度，能了解电磁波的波速、频率、波长及其相互关系；
2.能体会电磁波就在我们周围。
3.知道人类能感知的电磁波占电磁波谱的很少部分，能领会大自然充满奥秘及人类不断探索的意义。
重点：电磁波的存在，电磁波在真空中的传播速度，波速、波长和频率之间的关系。
难点：电磁波的应用，波速一定时，频率与波长之间的关系 。
【自主学习】
1.收音机、电视机和手机涉及的电磁波,都是__________。除了大家熟知的无线电波,我们人眼感知的________、电视红外遥控器使用的________、医院检查用的________等,都是电磁波。
2.把各种电磁波按照__________或_________排列，这样的排列称为电磁波谱。
3.电磁波传播的速度等于_________。在真空中的传播速度约为_________，空气中的光速接近于真空中的光速。运用电磁波，信息的传播速度可以得到极大的提高
4.波长：是相邻两个_________的距离，用字母 λ表示。在国际单位制中，波长的单位是米（m）。
5.频率：为波周期性变化的_________之比，用字母 ν 表示。单位：赫兹（Hz）
【合作探究】
1.电磁波就在我们身边我们生活在_______的海洋里，电磁波将我们联结在一起。
2.利用断续的电流产生电磁波
（1）实验器材:电池组、灯泡、导线、钢尺、电工胶布
感知电磁波
（2）实验步骤
①将电池组、灯泡利用导线串联起来，将钢尺以 1.5 cm 为间隔贴上电工胶布。
②打开收音机，在调幅（AM）模式下，调至无节目的位置，调大音量。
③用夹子将导线一端与钢尺头部夹住，导线另一端在钢尺表面反复滑过。
④观察灯泡亮灭的变化，仔细听收音机，感知声音的变化及其规律。
（3）实验现象与分析
①灯泡亮灭变化：导线滑动时，接触钢尺（导通）则灯泡亮，接触胶布（断开）则灯泡____，对应电路的通断。
②收音机声音变化：从收音机听到_________的声音。
思考讨论：你知道产生这些现象的原因吗？
（4）实验结论:变化的电流会产生________
3.电磁波谱
收音机、电视机和手机涉及的电磁波，都是_________。
（1）电磁波多种多样
电磁波是个大家族，除了大家熟知的无线电波，电视红外遥控器使用的红外线，我们人眼感知的_______，还有________、________、γ射线等等，都是电磁波家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。
红外遥控器 可见光
（2）电磁波谱及电磁波的主要用途
①电磁波谱：把各种电磁波按照________或________排列，这样的排列称为电磁波谱。
电磁波谱
从电磁波谱图中可看出按频率由大到小（波长由小到大的)顺序排列：_________________________________________。
②电磁波的主要用途
拓展延伸：科学书屋
物理学中的对称美
奥斯特发现电生磁，法拉第发现磁生电，电与磁不可分割。在此基础上，英国物理学家麦克斯韦（J. C. Maxwell，1831—1879）基于对对称美的追求，提出了麦克斯韦方程组。从理论上预言了电磁波的存在，并推论光也是一种电磁波。
德国物理学家赫兹（H. R. Hertz，1857—1894），在 1888 年用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波的速度的确等于光速。这一划时代的成就让人们惊叹对称美的威力和麦克斯韦方程组的伟大！
1.电磁波的波速、波长和频率
电磁波与水波、声波相似，电磁波也有波速、波长和频率
（1）波速
波传播的快慢用_______描述。电磁波传播的速度等于_______。电磁波在真空中的传播速度 с=__________。空气中的光速接近于真空中的光速。运用电磁波，信息的传播速度可以得到极大的提高。
（2）波长：是________________的距离，用字母 λ表示。在国际单位制中，波长的单位是米（m）。
（3）频率
①定义：为波周期性变化的次数与时间_______，用字母 ν 表示。
②单位：_______
常用单位：_______、兆赫（MHz）
③它们之间的换算关系是： 1 kHz=_______Hz 1 MHz=_______Hz
电磁波的频率，是由波源震动的快慢决定的。比起我们周围的声音，通常电磁波的频率要大得多，可达1014Hz，甚至更高。
2.波速、波长与频率的关系______________
c：波速 λ：波长 ν：频率
在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成________关系。频率越低，波长_______；反之，频率越高，波长_______。
说明：
（1）电磁波不同于声波：电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播。声波只能在介质中传播，不能在真空传播。
（2）根据电磁波的波长人们把电磁波分为长波、中波、中短波、短波、 米波和微波，这些波在 不同的领域都有着各自的应用
拓展延伸 电磁波的特点
（1）电磁波可以在真空中传播。
电磁波与机械波不同，水波和声波等机械波的传播需要介质，电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，而电场和磁场本身就是一种形式的物质。但是电磁波也可以在固体，气体，液体等介质中传播。
（2）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 多普勒效应和偏振现象。
（3）光的电磁理论：电磁波的速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动，c=3×108m/s。
电磁污染与防治
电磁污染，已被认为是继大气污染、水污染、噪声污染后的第四大公害。它是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。 在充分享受电磁波带来方便的同时，人们也日渐感受到它的负面效应。
当电磁辐射达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控， 也会引起头疼、失眠、记忆衰退等不适症状。为了减少电磁污染，我 们需要制订防治电磁污染的对策，如严格执行相关政策法规，合理应 用电磁辐射控制技术等。
【归纳整理】
【课堂练习】
1.用实物展台演示直流电动机实验时，同学们发现电脑一体机的画面出现“雪花”。这是因为电动机工作时会发出（　　）
A．超声波B．次声波 C．电磁波D．可听声
2.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波不能在真空中传播
B．电磁波在空气中的传播速度约为340m/s
C．手机靠电磁波传递信息
D．电热水壶是利用电磁波来工作的
3.某广播电台发射频率为1.027×108 Hz的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　）
A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线106微波
【课后巩固】
1.（课本180页第1题）在物理学中，常用________描述波传播的快慢，相邻两波峰（或波谷）间的距离称为 ________，波周期性变化的次数与时间之比称为 ________。电磁波在真空中传播的速度是一定的，是 ________________m/s。
2.（课本180页第2题）红外线、紫外线、无线电波在真空中传播速度一样大，其中频率最高的是_______。
3.（课本180页第3题）关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）。
A.5G通信利用电磁波来传递信息
B.我国北斗卫星定位系统利用超声波进行定位
C.电磁波在真空中的传播速度是 340 m/s
D.遥控器发出的红外线不是电磁波
4.（课本180页第4题）列举以下四种电磁波在人们生活、生产中的应用事例（每种电磁波各举一例）。例如，红外线：电视红外遥控器利用红外线进行遥控。
（1）无线电波：_________________________________________________；
（2）微波：_____________________________________________________；
（3）γ射线：____________________________________________________；
（4）X射线：___________________________________________________。
5.（课本180页第5题）下列家用电器中利用电磁波工作的是（　　）。
A. 电熨斗 B. 电扇 C. 微波炉 D. 洗衣机
1.如图是一台收音机的屏板，将指针（图中白色块）向右调节后，下列说法正确的是（ ）
A．所接收的电磁波频率变小
B．所接收的电磁波波长变短
C．所接收的电磁波波速变大
D．收音机发出声音的频率变大
2.我们生活在电磁波的海洋中。如图是电磁波家族，关于电磁波及其相关知识，珠小乖同学做了以下四个笔记，其中说法错误的是（　　）
A．无线电波和可见光都属于电磁波
B．红外线在真空中传播的速度是340m/s
C．X射线与无线电波在空气中传播的速度大小相同
D．可见光的波长比无线电波的要短
3.电磁波的传播不需要 ，它可以在 中传播，电磁波在真空中的传播速度为 m/s。真空中电磁波的波速为c，设波长为λ，频率为f，它们之间的关系式为 。
4．如图所示，我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号，由长征七号运载火箭发射升空。天舟一号在随火箭加速上升过程中，动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），重力势能 ，机械能 。飞船天舟一号由我国的北斗系统通过电磁波来进行控制，该波与光在真空中的传播速度一致，这个速度为 m/s。
5.如图所示，小宇打开收音机的开关，将调频旋钮调到没有电台的位置，取一节旧的干电池和一根导线，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象说明 的电流能够产生 。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
答案：1.无线电波 可见光 红外线 X射线 2. 波长 频率3. 光速 3.0×108 m/s 4. 波峰（或波谷）间 5. 次数与时间
【合作探究】
探究点一：
答案: 1. 电磁波2.（3）①灭②时断时续
思考讨论：这是因为随着导线一端在钢尺上滑动，电路时通时断，电流大小不断变化，产生了电磁波，收音机收到电磁波，所以会产生与电流变化规律类似的声音。
（4）电磁波3. 无线电波（1）可见光 紫外线 X射线（2）①波长 频率 γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波
探究点二：
答案: 1.（1）波速 光速 3×108m/s （2）相邻两个波峰（或波谷）间 （3）①之比②赫兹（Hz）千赫（KHz）③103 106 2.c = λν 反比 越长 越短
【课堂练习】
1.【答案】C
【详解】当导体中有迅速变化的电流时，导体就会向四周空间发射电磁波，用实物展台演示直流电动机实验时，变化的电流产生电磁波，这些电磁波被电脑一体机接收，并对电脑一体机产生干扰出现“雪花”。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2.【答案】C
【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；
B．在真空中，电磁波的传播速度约为3×108m/s，在空气中的传播速度近似等于在真空中的速度，约为3×108m/s，故B错误；
C．电磁波可以传递信息，电磁波传播范围广，传播速度快，所以手机靠电磁波传递信息，实现通讯传输，故C正确；
D．电热水壶是利用电流的热效应来工作的，不是利用电磁波，故D错误。
故选C。
3.【答案】A
【解析】由图可知，频率为1.027×108 Hz的电磁波在106 Hz 1010 Hz之间，因此属于无线电波，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
【课后巩固】
基础练习
1.答案：波速 波长 频率 3x108
解析：常用波速来描述波传播的快慢；相邻两波峰(或波谷)间的距离称为波长，波周期性变化的次数与时间之比称为频率；电磁波在真空中传播的速度是一定的，为3×108m/s；
2.答案：紫外线
解析：电磁波在真空中的传播速度相同，但频率与波长成反比。根据电磁波谱，频率由低到高的顺序为无线电波、红外线、紫外线。因此，紫外线的频率最高。
3.答案：A
解析：电磁波可以传递信息且速度约等于光速，因此5G通信确实是利用电磁波来传递信息的。故A正确。
我国的北斗卫星定位系统是利用电磁波进行定位的，而不是超声波。超声波无法在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，因此B错误。
电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，而不是340 m/s。故C错误。
遥控器发出的红外线属于电磁波，因此D错误。
4.答案：（1）广播电台利用无线电波传输音频信号（2）微波炉利用微波加热食物（3）医学上利用γ射线进行癌症治疗（4）医院利用X射线进行人体内部成像。
5.答案：C
【解析】A.电熨斗是利用电流的热效应工作的，不是利用电磁波工作的，故A不符合题意；
B.电风扇是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，不是利用电磁波工作的，故B不符合题意；
C.微波炉是利用微波使食物中的水分子振荡从而加热食物的，微波是一种电磁波，微波炉是利用电磁波工作的，故C符合题意；
D.洗衣机的主要部件是电动机，电动机是利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理，不是利用电磁波工作的，故D不符合题意。
能力提升
1.【答案】B
【详解】收音机屏板上的单位是 MHz，是频率的单位。当指针向右调节时，所接收的电磁波频率变大。根据公式，电磁波速一定，频率与波长成反比例关系。所以频率变大时，波长会变小。电磁波在空气中的传播速度约等于在真空中的传播速度，是定值，不会因指针调节而改变。而收音机发出声音的频率取决于所接收的电磁波信号以及收音机内部的电路等设置，仅指针向右调节，不能确定收音机发出声音的频率会变大。故B正确，ACD错误。
故选B。
2.【答案】B
【详解】A．电磁波家族包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。无线电波和可见光均属于电磁波范畴，故A正确，不符合题意；
B．电磁波在真空中的传播速度是一个恒定值，即光速，红外线属于电磁波，其在真空中的传播速度也遵循这一规律，故B错误，符合题意；
C．所有电磁波在同种介质中的传播速度相同，与频率、波长无关。X射线和无线电波均为电磁波，在空气中传播速度相等，故C正确，不符合题意；
D．由图可知，可见光的频率高于无线电波的频率，电磁波的速度一定，波长和频率成反比，所以可见光的波长比无线电波的要短，故D正确，不符合题意。
故选B。
3.【答案】介质 真空
【详解】[1][2]电磁波的传播不需要介质，这是电磁波与机械波（如声波，需要空气、水等介质传播）的重要区别。它可以在真空中传播，比如太阳光（属于电磁波）能从宇宙空间传到地球，就是在真空中传播的。
[3]电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，这个速度和光在真空中的速度相同，因为光本身就是一种电磁波。
[4]真空中电磁波的波速为c，波长为λ，频率为f，它们之间的关系式为c=λf，即波速等于波长乘以频率，通过这个公式，已知其中两个量就能求出第三个量。
4.【答案】变大 变大 变大 3×108
【详解】[1][2][3]天舟一号在随火箭加速上升过程中，天舟一号的质量不变，速度增大，则动能变大；同时高度增加，则重力势能变大；由于机械能等于动能与势能之和，所以天舟一号的机械能变大。
[4]由于光在真空中的传播速度为3×108m/s，电磁波与光在真空中的传播速度一致，所以这种波在真空中传播速度为3×108m/s。
5.【答案】变化 电磁波
【详解】[1][2]当将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触时，会产生时断时续的电流，即变化的电流，会产生电磁波，电磁波可以被收音机接收，从而发出声音。
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