教科版高中物理必修第三册精品课件 第三章 电磁场与电磁波初步 电磁波的发现及其应用 微观世界的量子化

- 1 - 4.电磁波的发现及应用

1.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )

A.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场

B.变化的电场周围一定产生磁场,变化的磁场周围一定产生电场

C.变化的电场周围一定产生变化的磁场

D.电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s

解析根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场,但变化的电场周围不一定产生变化的磁场,如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场。根据以上分析,选项B、D正确。

答案BD

2.关于电磁波传播速度表达式v=λf,下列说法正确的是 ( )

A.波长越长,传播速度越快

B.频率越高,传播速度越快

C.发射能量越大,传播速度越快

D.电磁波的传播速度与传播介质有关

解析在真空中传播时,各类电磁波的传播速度相同。在介质中传播时,传播速度与介质有关。

答案D

3.下列说法正确的是( )

A.在变化的电场周围一定产生变化的磁场

B.紫外线有显著的热效应

C.一切物体都在不停地发射红外线

D.X射线的穿透本领比γ射线更强

解析在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场,故A错误;红外线有显著的热效应,故B错误;物体都能产生热辐射,热辐射的电磁波包括红外线,故C正确;X射线的穿透本领比γ射线弱,故D错误。

答案C

4.验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光,电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光,以下判断正确的是( )

A.它们发出的都是红外线

B.它们发出的都是紫外线

C.验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线

D.验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线

解析紫外线有较强的荧光作用,能使荧光物质发出荧光,故验钞机发出的是紫外线;红外线能很方便地遥控家用电器,故D正确。

答案D

5.(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )

A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变

1 第4节 电磁波的发现及应用

核心素养 物理观念 科学思维 科学探究

1.知道麦克斯韦电磁场理论，理解麦克斯韦电磁理论的两个要点。

2.了解电磁波的形成。掌握波长、频率和波速的关系。

3.了解电磁波的特点，知道电磁场的物质性。

4.知道电磁波与机械波的区别。 1.了解电磁波的发现对人类文明的影响，体会科学家研究物理问题的思维方法。

2.了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。

3.了解麦克斯韦和赫兹在物理学发展中的贡献。

4.通过实例认识电磁波谱，了解电磁波的组成，知道它们各自的特点及重要应用。 1.探究电磁波产生的条件。

2.电磁波的特性及应用。

知识点一 电磁场及电磁波

[观图助学]

电磁波在日常生活中的应用越来越多，思考电磁波是怎样形成的？

1.麦克斯韦的电磁场理论

(1)变化的磁场产生电场

麦克斯韦认为，磁场随时间变化快，产生的电场强；磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场；稳定的磁场周围不产生电场。

(2)变化的电场产生磁场

麦克斯韦认为，若电场随时间变化快，则产生的磁场强；若电场随时间的变化不均匀，则会产生变化的磁场。稳定的电场周围不产生磁场。

2.电磁场

如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场在它周围空间产生周期性变化 2 的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场…变化的电场和磁场相互联系，形成了不可分割的统一体，这就是电磁场。

3.电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。麦克斯韦预言电磁波的速度等于光速。

[思考判断]

(1)在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场。(×)

(2)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场。(×)

(3)恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场。(×)

(4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在。(×)

知识点二 电磁波谱、电磁波的能量及电磁波通信

- 1 - 第十三章测评

(时间:60分钟 满分:100分)

一、选择题(本题共12个小题,每题4分,共48分。1~6是单选题,7~12是多选题,多选、错选均不得分,漏选得2分)

1.人眼对绿光较为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时,只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10-34 J·s,光速为3×108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是( )

A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W

C.7.0×10-10 W D.1.2×10-18 W

解析因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。所以察觉到绿光所接收的最小功率P=,式中E=6ε,又ε=hν=h,

可解得P= W≈2.3×10-18 W。

答案A

2.如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是( )

A.a、b、c的N极都向纸里转

B.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转

C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转

D.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转

解析由于圆环带负电荷,故当圆环沿顺时针方向转动时,等效电流的方向为逆时针,由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外,环外磁场方向垂直纸面向内,磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N极的指向,所以b的N极向纸外转,a、c的N极向纸里转。

答案B

3.π指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时,其N极指向如图中虚线(南北向)所示,若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极指向北偏东)所示。则以下判断正确的是( )

A.可能在指南针上面有一导线东西放置,通有由东向西的电流

B.可能在指南针上面有一导线东西放置,通有由西向东的电流

C.可能在指南针上面有一导线南北放置,通有由北向南的电流

D.可能在指南针上面有一导线南北放置,通有由南向北的电流

1 章末综合测评(三) 电磁场与电磁波初步

(时间：90分钟 分值：100分)

1．(4分)超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是( )

①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同 ②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反 ③超导体使磁体处于失重状态 ④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

D [同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡，D正确。]

2．(4分)取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B。若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以大小也为I电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )

图(a) 图(b)

A．0.5B B．B C．2B D．0

D [将长导线对折之后绕成图(b)所示的螺线管，根据右手螺旋定则，产生等大反向的两个磁场，相互抵消，所以磁感应强度为零，故D项正确。]

3．(4分)如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是( )

A．O点处的磁感应强度为零

B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反

C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同

D．a、c两点处的磁感应强度方向不同

C [a、b、c、d四个点的磁感应强度均为M、N两长直导线在各点的磁感应强度的叠加，由安培定则可知，M、N在O点处磁感应强度的方向相同，合磁感应强度竖直向下，不为零，A错误；由对称性可知，a、b两点处，c、d两处的磁感应强度大小和方向均相同，B错误， 2 C正确；a、c两点处的磁感应强度均垂直于ab连线竖直向下，方向相同，D错误。]