教學參考：電磁波的發(fā)現

4．1電磁波的發(fā)現1．(3分)下列關于電機的說法，不正確的是()A．電機就是發(fā)電機B．電機實現了電能和其他形式能源的相互轉換C．發(fā)電機使人類獲得了高效清潔的電能D．電機包括電動機和發(fā)電機【解析】電機包括電動機和發(fā)電機，前者是把電能轉化成其他形式的能，后者是把其他形式能轉化成電能．【答案】A2．(3分)如圖4-1-1所示，矩形線圈與磁場垂直，且一半在勻強磁場內一半在勻強磁場外，下述過程中使線圈產生感應電流的是()圖4-1-1A．以bc邊為軸轉動45°B．以ad邊為軸轉動45°C．將線圈向下平移D．將線圈向上平移【解析】以bc邊為軸轉動45°的過程，穿過矩形線圈中的磁通量沒有變化；以ad邊為軸轉動45°，穿過矩形線圈中的磁通量減小；而將線圈上、下平移時，穿過矩形線圈的磁通量不變，根據產生感應電流的條件可知選項B對，選項A、C、D錯．【答案】B3．(4分)與磁感應強度B＝T垂直的線圈面積為m2，(1)此線圈的磁通量是多大？(2)若這個線圈繞有50匝時，磁通量多大？【解析】根據磁通量的定義：磁感應強度B與面積S的乘積，叫做穿過這個面的磁通量，但要注意S是與磁感應強度B相垂直的那部分面積，即Φ＝BS，故：(1)Φ1＝BS＝×Wb＝4×10－2Wb(2)線圈繞有50匝，但與磁感應強度B垂直的面積還是m2，故穿過這個面的磁感線條數不變．磁通量也可理解為穿過這個面的磁感線的條數．所以仍然為4×10－2Wb.【答案】(1)4×10－2Wb(2)4×10－2Wb課標導思1.了解麥克斯韋和赫茲在物理學發(fā)展中的貢獻，體會科學家研究物理問題的思維方法．2．了解變化的電場和磁場互相聯系形成電磁場，電磁場在空間傳播形成電磁波，掌握波長、頻率和波速的關系．(重點＋難點)3．通過實例認識電磁波譜，了解電磁波的組成，知道它們各自的特點及重要應用.一、發(fā)現電磁波的歷程1．麥克斯韋的天才預見：1865年，麥克斯韋建立的電磁場理論，預言了電磁波的存在，并推算出電磁波的傳播速度等于光速．2．赫茲實驗：赫茲的實驗顯示了電磁振蕩在空間的傳播，他的天才之“手”終于“捕捉”到了向往已久的電磁波．二、認識電磁波1．電磁波：任何帶電體振蕩時，都會產生一個變化的電場，這個變化的電場會激發(fā)一個磁場，變化的磁場又會激發(fā)一個電場．電場→磁場→電場→磁場……如此反復，在帶電體周圍就會形成一個交替變化的電磁場，也叫電磁振蕩．電磁場向周圍空間由近及遠地傳播，形成電磁波．2．電磁波的特點(1)電磁波是橫波．(2)電磁波的傳播不需要水和空氣等介質，它可在真空中傳播．(3)電磁波具有波的一般特征，其波長λ、頻率ν、波速c之間的關系是c＝λν.(4)電磁波同其他波一樣，也具有能量．3．電磁波王國電磁波譜：按電磁波的波長或頻率的大小順序把電磁波排列成譜，叫做電磁波譜．如按用途將電磁波譜劃分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線.一、電磁波的基本知識1．波長λ：電磁波在一個周期傳播的距離等于一個波長．2．頻率f：單位時間內完成的全振動的次數叫做頻率．3．波速c：電磁波的傳播速度等于光速，c＝3×108m/s.4．波長、波速和頻率間的關系公式：c＝λf.5．傳播：在真空中傳播，不需要水或空氣等介質．6．無線電波的應用(1)長波：主要用于導航、報時等．(2)中波：主要用于電話、電報、廣播、標準頻率報時、防汛、救災、軍事通信等．(3)微波：衛(wèi)星通信、常規(guī)的中繼通信、電話、電報、傳輸數據、圖像、長途干線通信等．7．無線電波三種傳播方式的比較傳播方式概念優(yōu)點缺點適用波段地波沿地球表面?zhèn)鞑サ臒o線電波比較穩(wěn)定傳播過程中消耗部分能量長波段和中波段天波靠大氣中電離層的反射傳播的無線電波受地面障礙的影響較小傳播不穩(wěn)定短波空間波像光束那樣沿直線傳播的無線電波受外界干擾小不能進行遠距離傳播，若進行遠距離傳播要借助于中繼站微波和超短波【特別提醒】由于波長不同、頻率不同、各個波段的電磁波穿透能力、傳播能力也不同，根據它們不同特點有不同應用.二、電磁波譜1．無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線合起來，構成了范圍非常廣泛的電磁波譜．可見光只是其中很窄的一個波段．由于它們都是本質相同的電磁波，所以它們的行為都遵循共同的規(guī)律，但另一方面，由于它們的頻率不同而又表現出不同的特性．例如，波長較長的無線電波，很容易表現出干涉、衍射現象．但對波長越來越短的可見光、紫外線、X射線、γ射線，要觀察到它們的干涉、衍射現象就越來越困難了．2．各波段的電磁波譜的比較一、對電磁波的認識(多選)關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是()A．電磁波是橫波B．電磁波的傳播需要介質C．電磁波能產生干涉和衍射現象D．電磁波中電場和磁場的方向處處相互垂直【解析】電磁場由近及遠地傳播形成電磁波，電磁波在傳播過程中，電場、磁場以及傳播方向三者相互垂直，電磁波是一種波，它具有波的一切特性，它能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現象，電磁波在真空中的速度最大，它的傳播不需要介質．故正確答案為ACD.【答案】ACD本題涉及了電磁場、電磁波的基本知識，也啟示我們在學習中要關注科技、國防、醫(yī)療、社會生活，并能從中了解有關知識的應用.1．(多選)下列關于電場、磁場及電磁波的說法中正確的()我國電視頻道的劃分頻道號12……6……68頻率范圍/MHz～～……167～178……950～958A.均勻變化的電場在周圍空間產生均勻變化的磁場B．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產生電磁波C．振蕩電路發(fā)射電磁波的過程，也是向外輻射能量的過程D．電磁波的傳播并不依賴介質【解析】均勻變化的電場產生恒定的磁場，A項錯；只有周期性變化的電場和磁場才能交替產生，由發(fā)生區(qū)域向外傳播形成電磁波，B項錯；發(fā)射電磁波的過程，也是向外輻射能量的過程，C項正確；電磁波是電磁場自身的運動過程不需要介質，D項正確．【答案】CD二、對電磁波譜的理解(多選)下列有關電磁波的說法中正確的是()A．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無線電波B．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是γ射線C．頻率大于可見光的電磁波表現為沿直線傳播D．以上說法都不正確【解析】波長越長，越容易發(fā)生衍射現象，在電磁波中，無線電波波長最長，γ射線的波長最短，故選項A錯誤，B正確；波長越短，頻率越大的電磁波，其衍射現象不明顯，傳播的直線性越好，故C項正確．【答案】BC無線電波到γ射線都是本質相同的電磁波，其行為服從共同的規(guī)律，但因波長或頻率不同又表現出不同的特點，要熟記各部分的波長，頻率范圍及其關系，知道同一電磁波的波長與頻率成反比.2．紅外線、紫外線、無線電波、可見光、γ射線、倫琴射線按波長由大到小的排列順序是()A．無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線B．紅外線、可見光、紫外線、無線電波、γ射線、倫琴射線C．γ射線、倫琴射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波D．紫外線、紅外線、γ射線、倫琴射線、無線電波、可見光【解析】在電磁波譜中以無線電波波長最大，γ射線波長最小，所以正確的順序為A.【答案】A1．近來軍事行動中，士兵都配戴“紅外夜視儀”，以便在夜間也能清楚地看清目標，這主要是因為()A．“紅外夜視儀”發(fā)射出強大的紅外線，照射被視物體B．一切物體均不停地輻射紅外線C．一切高溫物體不停地輻射紅外線D．“紅外夜視儀”發(fā)射出γ射線，放射性物體受到激發(fā)而發(fā)出紅外線【解析】一切物體都不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射出來的紅外線不同．采用紅外線接收器，可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，而且不受白天和夜晚的影響．故選B.【答案】B2．(多選)關于電磁波譜，下列說法中正確的是()【導學號：17592046】A．紅外線的波長比紅色光波長長，它的熱作用很強B．X射線就是倫琴射線C．陰極射線是一種頻率極高的電磁波D．紫外線的波長比倫琴射線的長，它的顯著作用是化學作用【解析】在電磁波譜中，紅外線的波長比可見光的波長長，A項正確；陰極射線是電子流，它與電磁波有著本質的區(qū)別，C項錯誤；紫外線的顯著作用是化學作用，倫琴射線的顯著作用是穿透作用，D項正確．故選ABD.【答案】ABD3．比較可見光、無線電波以及激光在真空中的傳播速度的大小，可知()A．可見光最大 B．無線電波最大C．激光最大 D．三者相同【