2018_2019版高中物理第四章电磁波及其应用第1讲电磁波的发现学案新人教版选修1_1201807

统编人教版高中物理必修第三册《4 电磁波的发现及应用》优质课公开课课件、教案4电磁波的发现及应用[学习目标]1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义.2.了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性．(重点)3.理解振荡电流、振荡电路及LC电路的概念，了解LC回路中振荡电流的产生过程．(难点)4.了解电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率．一、电磁波的发现1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场(如图甲所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场(如图乙所示)．2．电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．3．电磁波(1)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．(2)电磁波的特点：①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要介质；②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c ＝3．0×108m/s.(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．4．赫兹的电火花(1)赫兹实验的分析和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出感应电动势，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花．这个导线环实际上是电磁波的检测器．结论：赫兹实验证实了电磁波的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性．(2)赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c，证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论．二、电磁振荡1．振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路．最基本的振荡电路为LC振荡电路．3．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程．4．电磁振荡的周期与频率(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．(2)频率：1 s内完成周期性变化的次数．振荡电路里发生无阻尼振蒎时的周期和频率分别叫作固有周期、固有频率．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)变化的电场一定产生变化的磁场．(×)(2)恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场．(×)(3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s.(√)(4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在．(×)(5)在振荡电路中，电容器充电完毕磁场能全部转化为电场能．(√)2．下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象E．电磁波具有波的一切特征ACE[电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108 m/s，故B项不正确；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C 正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故E 项正确，D项不正确．]3.如图所示，LC电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700 Hz变为1 400 Hz，则把电容________到原来的________．[解析]由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的由T＝2π，L 不变，当C＝C0时符合要求．[答案]减小1.电磁场的产生如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解3.机械波与电磁波的比较机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关传播无需介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电流(电磁振荡)激发干涉可以发生可以发生衍射可以发生可以发生横波可以是是纵波可以是不是【例1】关于电磁场理论的叙述，正确的是()A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场E．磁场周围一定存在电场ABC电磁波的特点(1)电磁波有波的一切特点：能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象．(2)电磁波是横波．在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直．(3)电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能．1．关于电磁波，下列说法正确的是()A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波B．电磁波在真空和介质中传播速度不相同C．均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波D．赫兹证明了电磁波的存在E．电磁波在真空中具有与光相同的速度BDE[若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，A、C错；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B、E正确；赫兹证明了电磁波的存在，D项正确．]1.各物理量变化情况一览表2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象(如图所示)3．板间电压u、电场能E E、磁场能E B随时间变化的图象(如图所示)u、E E规律与qt图象相对应；E B规律与it图象相对应4．分类分析(1)同步关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q、电场强度E、电场能E E是同步变化的，即：q↓→E↓→E E↓(或q↑→E↑→E E↑)振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能E B也是同步变化的，即：i↓→B↓→E B↓(或i↑→B↑→E B↑)(2)同步异变关系在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、E E与线圈中的三个物理量i、B、E B是同步异向变化的，即q、E、E E同时减小时，i、B、E B同时增大，且它们的变化是同步的，也即：q、E、E E↑同步异向变化,i、B、E B↓.注意：自感电动势E的变化规律与qt图象相对应．【例2】LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是()A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大E．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流增大BCD[本题考查各物理量发生变化的判断方法．由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论：(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C对，A错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B对，由楞次定律可判定D对E错．故正确答案为BCD.]解决电磁振荡问题的基本思路分析电磁振荡的过程时，可以结合图象，这样会使问题更直观．首先依据题意找出振荡图象的初状态，然后画出其电流或电荷量随时间变化的图象，根据时间关系，可以大体找出该时刻在图象上对应的位置，从而确定处于充电还是放电状态，最后再依据充、放电过程中各物理量的变化规律求解具体问题．2.如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S 处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图象(q为正值表示a极板带正电)．1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场B．变化的电场一定产生磁场C．稳定的电场也可以产生磁场D．变化的磁场一定产生电场E．变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场BDE[根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场，E项正确；变化的电场一定产生磁场，稳定的电场不产生磁场，故A、C项错误，B项正确．同理知D正确．] 2．不能发射电磁波的电场是()ABC[由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D、E图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波．]3.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，当产生的电场的电场线如图所示时，可能是向上的磁场在________或向下的磁场在________．[解析]在电磁感应现象的规律中，当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的．麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场．向上的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则可判断出感应电流方向如题图中E的方向所示，同理，当向下的磁场减小时，也会得到图中电场的方向．[答案]增强减弱。

第4节电磁波的发现及应用教学设计备课人学科物理课题电磁波的发现及应用教学内容分析本节包括两部分内容，即电磁波发现的历史概况、电磁波谱及其在科技和社会信息化方面的应用。

对麦克斯韦电磁场的基本概念和理论，由于学生存在较大的理解难度，教师在教学过程中应该设置好台阶，逐步深入地引导学生对其进行了解。

另一方面，要重视发挥本节涉及的物理学史的教育功能，让学生体会电磁场理论的基本思想在物理学发展中的理论意义，体会科学家研究物理问题的思想方法，了解赫兹实验在物理学发展中的贡献以及用实验来验证理论的方法。

对于电磁波产生和传播的过程，在教学方式上可以采取学生阅读、互动讨论为主的方式，多展示相关素材，介绍相关知识，不要求掌握工作原理。

重在培养学生科学的物质观，能用这些观念解释和解决实际问题，关注科技进步和社会发展。

学情分析通过前面的学习，学生对电场、磁场已经有了初步的认识，特别是对电场的力的性质、能量的性质均能进行简单的计算，解决简单的问题。

在本节中，学生要接触的电磁场不同于前面的静电场和磁场，是动态的场。

但学生在必修阶段还没有学习机械振动和机械波的知识，理解起来有一定的困难。

因此教师要根据学生水平，重点介绍电磁波产生和传播的方式，不必对理论深度有过高要求。

教学目标1、了解人类发现电磁波的历史，知道麦克斯韦、赫兹等物理学家对电磁波发现做出的巨大贡献，领会在电磁波的发现过程中所蕴含的科学方法和科学精神。

2、体验赫兹证明麦克斯韦预言的电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用。

3、了解电磁波本身是一种特殊物质，电磁波能传递能量和信息。

4、了解电磁波谱中各波段的主要特性及其在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用。

知道可见光是电磁波谱家族中的一个频段。

教学重难点教学重点：电磁波的发现历史概况，物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用；电磁波是一种特殊物质，能传播能量和信息；电磁波谱中各波段的主要特性以及在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用。

教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第四章电磁波及其应用第1讲电磁波的发现学案新人教版选修1_1撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________[目标定位] 1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场.了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场.2.了解电磁场在空间传播形成电磁波.3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献.体会两位科学家研究物理问题的方法.一、伟大的预言1.变化的磁场产生电场(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场.(2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场. 2.变化的电场产生磁场变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场.3.麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一.想一想麦克斯韦从什么现象认识到变化的磁场能产生电场？关于“变化的电场能够产生磁场”的观点，他是在什么情况下提出的？答案麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场能够产生电场.麦克斯韦确信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场有对称之美.他认为：既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场.二、电磁波1.电磁波的产生：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化电场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播.电磁场这样由近及远地传播，就形成电磁波.2.特点(1)电磁波可以在真空中传播.(2)电磁波的传播速度等于光速.(3)光在本质上是一种电磁波.(4)光是以波动形式传播的一种电磁振动.想一想空间存在如图4－1－1所示的电场，那么在空间能不能产生磁场？在空间能不能形成电磁波？图4－1－1答案如图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故不会产生电磁波.三、赫兹的电火花1.赫兹首先捕捉到电磁波，在以后的一系列实验中，证明了电磁波与光具有相同的性质.他还测得，电磁波在真空中具有与光相同的传播速度c.2.赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论.3.赫兹被誉为无线电通信的先驱.后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹.想一想是赫兹预言了电磁波的存在，并用实验证实其存在的吗？答案不是.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在.一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1.变化的磁场产生电场如图4－1－2所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关.导体环的作用只是用来显示电流的存在.图4－1－2注意在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的.2.变化的电场产生磁场根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场.(如图4－1－3所示).图4－1－33.小结(1)变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场也在周围空间产生磁场.(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场.(3)振荡的磁场产生同频率振荡的电场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场.例1 关于电磁场理论的叙述正确的是( )A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D.电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场答案AB解析变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流.若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错.针对训练1 如图4－1－4所示是某一固定面的磁通量的变化图象，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应是( )图4－1－4A.逐渐增强B.逐渐减弱C.不变D.无法确定答案C解析由图象可知，磁场在均匀变化，故在磁场周围产生的电场是稳定不变的.二、对电磁波的理解1.电磁波的形成变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波.2.电磁波的特点(1)电磁波是横波.电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播.(2)电磁波的传播不需要介质.在真空中传播速度等于光速c＝3.00×108 m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.(4)电磁波具有波的一切特性，能够发生反射、折射等现象.例2 下列关于电磁波的说法中正确的是( )A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B.电磁波的传播需要介质C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的答案CD解析要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，所以D正确.针对训练2 关于电磁波在真空中的传播速度，以下说法正确的是( )A.电磁波的频率越高，传播速度越大B.电磁波的波长越长，传播速度越大C.电磁波的能量越大，传播速度越大D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等答案D解析电磁波在真空中的传播速度为光速，与其他因素无关.对麦克斯韦电磁场理论的理解1.关于电磁场理论，下列说法中正确的是( )A.在电场的周围空间一定产生磁场B.任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C.均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场D.振荡电场在周围空间产生变化的磁场答案D解析由麦克斯韦电磁场基本理论知：不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场，产生的磁场性质是由电场的变化情况决定的，均匀变化的电场产生稳定的磁场，不均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场，反之亦然，故选项D正确.2.在空间某处存在一个变化的磁场，则下列说法正确的是( )A.在变化的磁场周围一定能产生变化的电场B.在磁场中放一个闭合线圈，线圈里一定有感应电流C.在磁场中放一个闭合线圈，线圈里不一定有感应电流D.变化的磁场周围产生电场，跟闭合线圈的存在与否无关答案CD解析均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，A错；在磁场中放置一个闭合线圈，如果穿过线圈的磁通量没有变化，则不会产生感应电动势，也就不会有感应电流，B错，C对；变化的磁场周围一定产生电场，与是否存在线圈无关，D对.对电磁波的理解3.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( )A.均匀变化的电场在它周围空间产生电磁波B.电磁波必须依赖于介质传播C.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直D.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波答案CD解析均匀变化的电场在它周围产生稳定的磁场，由电磁场理论知，稳定的磁场不再产生电场，所以不能形成电磁波，故A项错；电磁波是周期性变化的电场与磁场的交替激发，所以传播不需要介质，B项错.4.对于声波和电磁波的比较，下面说法中正确的是( )A.它们都能发生反射现象B.声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的C.光是一种电磁波，B超利用的是超声波D.它们都能在真空中传播答案ABC解析声波和电磁波都属于波，所以它们都具有波的共性，能发生反射现象，故选项A正确；但它们产生的机理不同，声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的，故选项B正确；光是一种电磁波，B超利用的是超声波，故选项C正确；电磁波既能在介质中传播又能在真空中传播，而声波只能在介质中传播，故选项D错误.(时间：60分钟)题组一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1.下列说法中，正确的有( )A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特B.电磁感应现象是法拉第发现的C.建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦D.最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹答案ABC解析最早预见到有电磁波的科学家是麦克斯韦，赫兹用实验证明了电磁波的存在，D项不正确；由物理学史的知识可知，其他三项都是正确的.2.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法正确的是( )A.恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B.变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场答案BD解析麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场；变化的磁场周围产生电场.对此理论全面正确的理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化磁场，也可以产生不变化磁场；均匀变化的电场周围产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，由变化的磁场产生电场的规律与以上类似，故正确答案为B、D.3.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，磁场周围也一定产生电场B.变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围也一定产生电场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3.00×108 m/s答案BD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，所以正确的选项是B、D.4.某电场中电场强度随时间变化的图象如图所示，能产生磁场的电场是( )答案ABC解析根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，选项A、B、C正确.题组二、对电磁波的理解5.下列说法正确的是( )A.电磁波即电磁场在空间的传播B.麦克斯韦依据光速和电磁波速度相同而预言光是一种电磁波C.赫兹不仅证实了电磁波的存在，还证实了光和电磁波具有相同的性质D.电磁波和机械波最大的不同点是其传播不需要介质答案ABCD6.下列关于机械波与电磁波的说法正确的是( )A.声波是机械波，耳朵能够听到声波，是因为耳朵和声源之间有空气B.水波的传播需要水，没有水就没有水波C.电磁波传播需要空气，没有空气，即使产生了电磁波也传不出来D.电磁波的传播速率等于光速，不受其它因素影响答案AB解析机械波的传播需要介质，在真空中不能传播；电磁波可以在真空中传播，选项A、B正确，C错误；电磁波只有在真空中的速度才等于光速，选项D错误.7.某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是( )答案D解析由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又激发出周期性变化的电场……，如此不断激发，便会形成电磁波.8.下列关于电磁波的说法中，正确的是( )A.电磁波可以在真空中传播B.电磁波不能在空气中传播C.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在D.法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在答案A解析电磁波可以在真空中传播，A对，B错；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C、D错.9.关于电磁波，下列说法正确的是( )A.光不是电磁波B.电磁波需要有介质才能传播C.只要有电场和磁场，就可以产生电磁波D.真空中，电磁波的传播速度与光速相同答案D解析光也是一种电磁波，在真空中传播的速度为3.0×108 m/s，传播过程中不需要介质，故A、B错误，D正确；只有非均匀变化的电场或磁场，才能产生电磁波，故C错误.10.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够______(填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够________(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备.答案增强减弱解析题目介绍了电磁波在军事上的用途.电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.要有效避开雷达的探测，就要设法减弱电磁波的反射.据此即可确定答案.。

人教版高中物理必修第三册《电磁波的发现及应用》教案及教学反思一、教案设计1. 教学目标•理解电磁波的定义；•了解电磁波的分类及其物理特性；•理解光的本质是电磁波，掌握光的基本特性；•了解电磁波的应用。

2. 教学重点•电磁波的定义和特性；•光的本质和基本特性。

3. 教学难点•电磁波的特性和应用；•光的本质和基本特性。

4. 教学方法•讲授法；•实验法；•课堂讨论。

5. 教学过程第一课时：电磁波的定义和分类1.引入本节课的主题是电磁波的发现及应用，让学生了解电磁波在我们日常生活和工作中的重要性。

2.概念讲解电磁波是一种具有电场和磁场的波动现象，是由不断变化的电场和磁场相互耦合而产生的。

根据频率的不同，电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等几种类型。

3.实验演示通过指示器电流变化、火花放电等实验，让学生直观感受电磁波的存在。

4.课堂讨论让学生就电磁波的分类、物理特性和应用进行讨论，进一步增强学生的探究兴趣和学习效果。

第二课时：光的本质和基本特性1.引言我们日常生活中接触到的光线都被我们称作光，但是大家知道光的本质吗？2.探究光的本质和基本特性通过实验，引导学生探究光的本质是电磁波，具有波动性；光具有干涉、衍射、偏振等特性。

3.课堂小结对本节课的重点内容进行小结，强调光的本质是电磁波，具有波动性和干涉、衍射、偏振等特性，增强学生对光的理解。

第三课时：电磁波的应用1.引入本节课的主题是电磁波的应用，让学生了解电磁波在我们生活中的应用领域。

2.实例分析以手机、无线电、微波炉等为例，让学生了解电磁波在通讯、加热等领域的应用。

3.课堂讨论学生就电磁波在我们日常生活中的应用领域进行讨论。

课后作业选取一种电磁波类型，介绍其物理特性和应用领域。

二、教学反思本次教学的主要内容是人教版高中物理必修第三册《电磁波的发现及应用》，旨在让学生了解电磁波的定义和分类、光的本质和基本特性、电磁波的应用。

高二物理必修三13.4《电磁波的发现及应用》导学案学习目标：1.了解麦克斯韦电磁场理论，以及在物理学发展史上的意义.2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系.3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量．学习过程打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量。

接着，按照如图所示的方式在收音机附近，让电池的正极连接一根导线，拿着负极的导线头，让它与锉接触，并在锉面上滑动，你会听到收音机中发出“咔咔咔”的响声。

为什么会产生这种现象？讨论：电池盒的两根引线锉面上滑动时，电流迅速变化，产生的迅速变化，变化的电场产生，变化的磁场产生电场形成向外传播，当遇到收音机时被接收到，从而发出咯咯的声响。

一、麦克斯韦电磁场理论1.变化的磁场产生电场：在变化的磁场中放入一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了．2.变化的电场产生磁场：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生，即的电场在空间产生磁场．3．电磁场：变化的和所形成的不可分割的统一体．例1：（多选）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（）A．变化的电场一定产生变化的磁场B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场D．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波二、电磁波：1.电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波．我们熟悉声波和水波，耳朵能够听到声波是因为耳朵和声源之间有空气，水波的传播则需要水。

空气、水是声波和水波传播的介质。

水波和声波的传播都离不开介质。

与这些波不同，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"。

2.电磁波的特点：①电磁波在真空中传播．②电磁波的传播速度等于．③光在本质上是一种电磁波．即光是以形式传播的一种电磁振动．3.电磁波的波速：①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝×．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝.②电磁波在真空中的传播速度c＝ m/s.例2：2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了第三次太空授课。

电磁波的发现一、教材背景分析1、教材的地位和作用以与学情①教材地位从理论上说，电磁学的核心容就是电磁场的概念和麦克斯韦方程组，但这些容非常抽象，在中学阶段还没有很好的办法让学生接受，只能要求学生对电磁场理论有一个初步的定性的了解。

教科书突出了电磁场理论中最核心的容：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；变化的电场和磁场交替产生传播出去形成电磁波。

②作用电磁场理论建立的历史过程是对我们有极大启发的激动人心的过程，适当介绍这一历史过程对学生有教育作用，在思想方法上也会受益。

首先让学生体会麦克斯韦电磁场理论的基本思想在物理学发展中的理论意义；其次是体会科学家研究物理问题的思想方法，例如联想、推理、类比、对称等；还要了解赫兹实验在物理学发展中的贡献以与用实验来验证理论的方法。

③学情分析这一节的只是对学生而言是比较抽象的，学习起来有一定的难度。

对麦克斯韦电磁场理论不要求大量的展开，要突出电磁波形成的条件和背景。

2、教学重点与难点重点：麦克斯韦电磁场理论。

难点：对电磁波与机械波的异同认识不清。

[理论依据]作为电磁学的奠基人之一，麦克斯韦的电磁场理论是电磁学的核心容。

因此学生对麦克斯韦电磁场理论的掌握对以后电磁学其它部分的学习有很大的帮助。

二、教学目标1、知识与技能：①了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。

②了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念与通过电磁波体会电磁场的物质性。

2、过程与方法：体验赫兹证明电磁波存在的实验过程与实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。

3、情感态度与价值观：领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。

三、教法选择和学法指导启发诱导法、类比法[理论依据]提出问题，解决问题，在解决问题的过程中掌握科学的方法和物理的魅力，这是新课程的要求，也是物理教学的好方法。

教师提出问题，并引导学生利用以前学过的知识来解决问题。

四、教学基本流程设计五、教学过程六、板书设计七、教学评价分析1、评价学生的学习过程本节课在情境创设，分析讨论中注重与实际生活与其它学科之间的联系，让学生体会物理于我们的日常生活息息相关，而且物理学习也与其它学科的学习密不可分。

第一节电磁波的发现第二节电磁波谱1.了解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的形成和传播．(重点＋难点)2.知道波长、频率和波速的关系．知道电磁波在真空中的传播速度．(重点)3.了解电磁波谱是由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成的，知道它们各自的特点与主要应用．,[学生用书P59])一、伟大的预言1．变化的磁场产生电场．2．变化的电场产生磁场．二、电磁波1．产生：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，这种电场和磁场的传播是一种波动过程，这就是电磁波．2．传播速度：电磁波可以在真空中传播，它的传播速度等于光速，光也是一种电磁波．三、赫兹的电火花物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在及麦克斯韦电磁理论的正确性．1．手机发射的是电磁波还是机械波？提示：是电磁波．因为手机信号能在真空中传播．四、波长、频率和波速1．概念(1)在波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰．凹下的最低处叫做波谷．相邻的两个波峰(或波谷)的距离叫波长．(2)在一秒内所通过波峰或波谷的次数叫波的频率．(3)波的传播快慢用波速来表示．2．波长、频率和波速的关系波长、频率和波速三者的关系式为波速＝波长×频率，即c＝λf.3．电磁波在真空中传播的速度为c＝3.00×108 m/s.五、电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．按波长由大到小的顺序，它们分别是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．六、电磁波的能量1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式．2．微波炉的工作应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高．七、太阳辐射1．太阳光中含有可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线、无线电波．2．辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内．眼睛正好接收可见光这个区域的辐射．2．太阳光是包含各种颜色的白光，为什么清晨和傍晚的时候，我们看到太阳发红呢？提示：清晨或傍晚时，太阳光几乎平行于地平面，穿过的大气层最厚，波长较短的蓝光、紫光等侧向散射较多，剩下波长较长的红光、橙光透过大气射入我们的眼睛，所以看起来太阳就是红色的了．当天空中有云块时，云块为阳光所照射，也呈红色，从而形成了朝霞和晚霞．而正午时大气层最薄，散射不多，因此阳光仍然呈白色．对电磁场理论的理解[学生用书P60]1．电磁场的产生(1)变化的磁场产生电场(如图甲所示)，这是电磁场理论的核心之一．在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里将会产生感应电流，这是法拉第发现的电磁感应现象．麦克斯韦认为：这个现象的实质是变化的磁场周围产生电场，也正是由于这个电场的产生使得放在它里面的闭合电路出现电流(如图乙所示)．这是一种普遍存在的现象，就算闭合电路不存在，电场也照样产生，而闭合电路的作用只是用来显示电场的存在．(2)变化的电场产生磁场，这是电磁场理论的核心之二．这个假设没有直接的实验做基础，它出于麦克斯韦对自然规律的洞察力，是一个大胆而且富有创造性的假设．自然规律有着和谐美和对称美．根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流会产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场(极板上的电荷量不断改变造成电场变化)周围也会产生磁场．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)恒定的电场不产生磁场；(2)恒定的磁场不产生电场；(3)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场；(4)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；(5)如果在空间某处有周期性变化的电场，就在空间产生周期性变化的磁场；这个周期性变化的磁场又会引起新的周期性变化的电场，如此下去，变化的电场和磁场交替产生，从而形成由近至远传播的电磁波．某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是( )[关键提醒] 解答本题应注意以下两点：(1)均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)；(2)非均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)．[解析] 变化的电场可产生磁场，产生磁场的性质是由电场的变化情况决定的．均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场．A 中电场不随时间变化，不会产生磁场．B 和C 中电场都随时间做均匀变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波．D 中是一振荡电场，它将在周围空间产生振荡的磁场，振荡的磁场又产生振荡的电场，从而形成一个不可分割的统一体，即电磁场，它由近及远的传播即为电磁波．故选项D 正确．[答案] D1．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A ．稳定的电场产生稳定的磁场B ．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C ．变化的电场产生的磁场一定是变化的D ．振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的解析：选D.麦克斯韦电磁场理论的要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的；稳定的电场不产生磁场，均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，变化的电场产生的磁场不一定是变化的，也可能是稳定的．电磁波的特点[学生用书P60]1．电磁波传播时不需要介质，机械波传播必须在介质中传播．2．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射现象，也能发生反射、吸收、折射等现象．它是物质存在的一种形式，也是能量传递的一种方式．3．波长、频率、波速的关系：电磁波和机械波的波速、波长、频率关系相同都是v ＝λf ，式中λ表示波长，频率与周期的关系是f ＝1T 或T ＝1f，频率的单位是赫(Hz)，也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)作单位.1 kHz ＝103Hz ，1 MHz ＝106Hz.4．在真空中传播时，不同频率的电磁波的传播速度相同，都等于光速，即v ＝c ＝3.00×108 m/s.(1)电磁波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，在一般计算中认为电磁波在空气中的传播速度与真空中的传播速度相等．(2)机械波和电磁波的频率取决于波源，从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变．(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是( )A ．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B ．电磁波传播需要介质C ．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D ．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的[解析] 对电磁波的产生机制及传播途径要搞清，如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，就不能产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波．电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质，故应选C 、D 项．[答案] CD2．关于电磁波，下列说法正确的是( )A ．所有电磁波的频率相同B ．电磁波只能在真空中传播C．电磁波在任何介质中的传播速度相同D．电磁波在真空中的传播速度是3.0×108 m/s答案：D电磁波谱及应用[学生用书P61]波长特征用途无线电波大↓小波动性强通信广播、导航等无线电技术红外线热效应强加热、遥测、遥感、红外制导可见光引起视觉照明、摄影等紫外线化学效应日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线贯穿性强检查、探测、医用透视、治疗等γ射线贯穿本领最强工业探伤、探测、治疗等电磁波在生活中有着广泛的应用．不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用．下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是( ) A．雷达——无线电波B．手机——X射线C．紫外消毒柜——紫外线D．遥控器——红外线[关键提醒] 熟记各种电磁波的特点和应用是解题的关键．[解析] 由电磁波的不同特性可知，雷达、手机利用无线电波，消毒柜利用紫外线，遥控器则利用红外遥感技术，由此可知选项B不正确．[答案] B3．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的( )A．热效应B．相干性C．反射性能好D．波长较长，易衍射解析：选D.红外线的波长较长，衍射现象明显，容易穿透云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故D对．机械波和电磁波的比较[学生用书P61]电磁波和机械波不同：机械波的传播速度与介质有关，电磁波的传播速度与介质和电磁波的频率均有关．1．在同一均匀介质中传播时，机械波的传播速度相同；在同一均匀介质中频率不同的电磁波传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大，当波从一种介质进入另一种介质时频率不变．2．在不同的介质中传播时，频率相同的电磁波和机械波传播速度不同．(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( ) A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C ．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D ．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象[审题指导] 解答本题应注意电磁波和机械波的本质，波长、波速和频率与哪些因素有关，并注意电磁波和机械波的共性．[解析] 机械波由振动产生，机械波传播需要介质，速度由介质决定；电磁波传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故选项B 、C 、D 正确．[答案] BCD(1)电磁波和机械波都是波，都具有波的共性，能发生干涉、衍射等现象；(2)电磁波和机械波又有自己不同的特点，传播时有的需要介质有的不需要介质，波速的影响因素也不同．[随堂检测] [学生用书P62]1．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A ．赫兹B ．爱因斯坦C ．麦克斯韦D ．法拉第解析：选C.法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，赫兹用电火花实验证明了电磁波的存在，爱因斯坦建立了相对论，故选项C 正确．2．(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论，判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )解析：选BC.A 图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A 图中的下图是错误的；B 图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图中的磁场是稳定的，所以B 图正确；C 图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 图是正确的；D 图中的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差π，故D 图错误．3．关于电磁波，下列说法中不正确的是( )A ．频率越高，传播速度越大B ．无线电波的传播不需要介质C ．无线电波在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD．振荡的电场与振荡的磁场相互激发，由近及远传播，形成电磁波解析：选A.在真空中，电磁波的传播速度与频率无关，A错．无线电波可以在真空中传播，传播速度为3.0×108 m/s，电场与磁场相互激发，形成电磁波．B、C、D正确．4．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C．伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线解析：选AB.γ射线是原子核受到激发产生的，选项C错误；一切物体都在发射红外线，选项D错误．5．下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．(1)X光机____________；(2)紫外线灯____________；(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用____________．A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线具有很强的贯穿能力E．红外线具有显著的热作用F．红外线波长较长，易发生衍射解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线．(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用．(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快．答案：(1)D (2)C (3)E[课时作业] [学生用书P109(单独成册)]一、单项选择题1．第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是( )A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第解析：选A.麦克斯韦是第一个提出电磁场理论、预言电磁波存在的物理学家，但用实验作出证明的是赫兹，所以A正确．2．下列设备不是利用电磁波来传递信息的是( )A．电视B．手机C．无线广播D．有线电话解析：选D.有线电话是利用电磁感应的原理，通过电线传递信息，不需要发射电磁波．3．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析：选A.在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ射线波长最短．4．对电磁波传播速度表达式c＝λf的理解正确的是( )A．波长越长，传播速度就越快B．频率越高，传播速度就越快C．发射能量越大，传播速度就越快D．电磁波的传播速度与传播介质有关解析：选D.电磁波在介质中传播时的速度由介质和电磁波的频率决定，在真空中电磁波的速度都是光速．选项D正确．5．现代军事行动中，士兵都佩戴有“红外夜视仪”，以便在夜间也能清楚地看清目标，这主要是因为( )A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均不停地辐射红外线C．一切高温物体不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线，放射物体受到激发而发出红外线解析：选B.一切物体都不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同．采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，而不受白天和夜晚的影响．选项B正确．6．如图所示的四种磁场变化情况中，能产生图中电场的是( )解析：选B.变化的磁场产生电场，A选项中的磁场是恒定磁场，不产生电场，A选项错；均匀变化的磁场产生恒定的磁场，选项B正确；选项C、D中的磁场是周期性变化的磁场，产生周期性变化的电场，选项C、D错误．二、多项选择题7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )A．变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波B．电磁场是一种物质，不能在真空中传播C．电磁波由真空进入介质中，传播速度变小，频率不变D．电磁波的传播过程就是能量传播的过程解析：选ACD.变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波；电磁波可以在真空中传播，且传播速度大于在介质中的传播速度；电磁波的传播过程同时也是能量的传播过程．8．关于波长为0.6 μm的红光，下列说法中正确的是( )A．其在真空中的传播速度为3.0×108 m/sB．其频率是5×1014HzC．传播10 m的距离需要的时间是1.0×10－5sD．在10 m的距离中约有1.7×107个波长解析：选ABD.电磁波在真空中的传播速度是光速，所以A 正确；λ＝0.6 μm ＝0.6×10－6m ，f ＝c λ＝5×1014Hz ，B 正确；t ＝xv ＝3.3×10－8s ，所以C 错误；在10 m 的距离中有波长的个数n ＝x λ＝1.7×107，D 正确．9．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是( )A ．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m 至1.5 m 之间B ．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C ．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D ．波长越短的电磁波，频率越高解析：选ACD.由v ＝λ·f 和雷达的工作原理可求得选项A 、C 、D 正确，B 错误．10．在下列说法中符合实际的是( )A ．医院里常用X 射线对病房和手术室消毒B ．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C ．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D ．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 解析：选BD.紫外线具有杀菌、消毒的作用，X 射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X 射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线，所以答案为B 、D.三、非选择题11．一位观众在某剧场观看演出，他的座位离扬声器有20 m 远；另一位观众在家里的电视机旁收看实况转播，他的家离剧场20 km 远，那么，他们两人谁先听到演员的歌声？(声速约为340 m/s)解析：在剧场的观众听到歌声所需的时间： t 1＝s 1v 1＝20340s ＝0.059 s ＝5.9×10－2 s 在电视机旁听到歌声所需的时间：t 2＝s 2c ＝20×1033.0×108 s ＝6.7×10－5 s t 2＜t 1，即在电视机旁的观众首先听到歌声．答案：电视机旁的观众首先听到12．某高速公路自动测速仪的原理如图甲所示，雷达向汽车驶向的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间为10－6 s ，相邻两次发射时间间隔为t ，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现一个尖形波，在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离．根据自动打下的纸带，如图乙所示，请求出车速．解析：第一次测量时汽车距雷达距离s 1＝ct 12，第二次测量时汽车距雷达距离s 2＝ct 22，两次发射时间间隔为t ，则汽车车速 v ＝s t ＝s 1－s 2t ＝c （t 1－t 2）2t. 答案：c （t 1－t 2）2t。

电磁波的发现★新课标要求（一）知识与技能1．知道麦克斯韦电磁场理论的重要地位。

2．知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。

3．知道电磁波的特点。

4．知道赫兹实验及其重要意义。

（二）过程与方法通过对电磁波发现过程的了解，认识规律的普遍性与特殊性，培养学生的逻辑推理和类比推理能力。

（三）情感、态度与价值观培养学生崇尚科学、献身科学的精神。

★教学重点变化的磁场产生电场。

★教学难点变化的电场产生磁场。

★教学方法演示推理和类比推理★教学用具：学生电源一台，电磁铁一块，多匝线圈、灯座、小灯泡各一个，导线若干，多媒体课件★教学过程（一）引入新课（导入画面）师：大家看到的画面是“神舟六号”发射场面。

“神舟六号”上天后，人们是怎样知道它到达预定的地点呢？生：无线电波。

师：无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。

现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词。

那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？怎样利用它传递信号？这一章就要讨论这些问题。

今天我们就从电磁波的发现开始学习。

（二）进行新课1．伟大的预言（教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介，激发学生的好奇心和求知欲。

）麦克斯韦（Jame s Clark Mexwell，1831~1879）是英国的理论物理学家、数学家。

1831年6月13日生于英国爱丁堡。

他的父亲是一个科学家，他从小就受到科学的熏陶，15岁时向英国皇家学会递交数学论文，发表在《爱丁堡皇家学会学报》上，第一次显露出他出众的才华。

1847年，考入爱丁堡大学学习数学和物理学。

1850年转入剑桥大学，1854年毕业后留校工作，1856~1865年，他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。

1871年，麦克斯韦任剑桥物理实验室主任，1874年，他主持建立的卡文迪许实验室竣工，任该实验室首任主任。

电磁波的发现教课目的（一）知识与技术①认识发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。

②认识麦克斯韦电磁场理论的主要看法，知道电磁波的看法及经过电磁波领会电磁场的物质性。

（二）过程与方法体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领悟物理实验对物理学发展的基础意义。

（三）感情态度与价值观领悟发现电磁波的过程中所包含的科学精神和科学研究方法。

教课要点麦克斯韦电磁场理论。

教课难点对电磁波与机械波的异同认识不清。

教法选择和学法指导启迪引诱法、类比法教课过程一、引入新课经过前面机械波的学习，我们对机械波有了必定的认识，请同学们会议有关机械波的知识。

问：机械波是怎样形成的？答：波源产生振动，经过介质将波源的振动形式向外流传形成机械波。

问：机械波有哪些性质？答：机械波拥有干预、衍射、反射、折射等性质。

上一章我们提到“光是一种电磁波”，电磁波于我们的生活息息有关。

问什么电磁波能获得这样宽泛的应用？它与机械波有何不一样？我们将在这节课里学习电磁波被发现历史，从而研究它的主要特点。

二、课前预习让学生经过看书回答以下问题：1、麦克斯对于和磁的言是什么？答：化的生磁，化的磁生。

2、麦克斯的对于光的本的言是什么？答：从本上来，光是一种磁波。

3、赫的在磁学的展程中有什么作用？答：赫的了磁波的存在，并精准的定了磁波在真空中的速度等于光速，了麦克斯的言。

也以后无技的睁开拓了道路。

三、新教课1、大的言① 化的磁生：通 3-2 磁感的学我知道，合圈中的磁通量生化就能生感流，但是什么会有感流呢？自由荷是怎样定向移的呢？答：有感流存在明在圈的周存在感，自由荷在感的作用下做定向移。

：假如回路不合，圈中有感流？有感？有？答：没有感流，在感和感依旧存在。

：假如空没有圈，会有感？答：有。

麦克斯在法拉第、安培、奥斯特、等科学家的研究成就行了大批的剖析、算的基上，加以自己的推理、猜想，勇敢的言：即便化的磁周没有合回路，同也会有磁，也就是，化的磁生，但个与我前面所学的静是有区的，它是一种旋。

4 电磁波的觉察及应用教学目标1.知道麦克斯韦的电磁场理论。

2.了解电磁波的产生过程，知道赫兹通过试验捕获到了电磁波。

3.知道电磁波谱，了解不同频率电磁波的应用。

4.知道电磁波的物质性，知道电磁波具有能量，了解电磁波通信对人们生活的影响。

教学重难点教学重点1.麦克斯韦电磁场理论。

2.电磁波谱的生疏。

教学难点电磁波产生过程的生疏。

教学预备多媒体课件教学过程课引入电磁波为信息的传递插上了翅膀，播送、电视、移动通信等方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。

问题那么，电磁波是怎样觉察的呢？讲授课一、电磁场教师活动：介绍英国物理学家麦克斯韦。

1856 年，发表了第一篇电磁学论文《论法拉第的力线》。

这篇论文仅限于把法拉第的思想翻译成数学语言，还没有引导到的结果。

1862 年，发表了其次篇论文《论物理力线》。

进展了法拉第的思想，扩大到变化的磁场产生电场，而且大胆假设：变化的电场产生磁场，并预言了电磁波的存在。

1873 年，出版了科学名著《电磁理论》，系统、全面、完善地阐述了电磁场理论。

教师活动：下面我们定性的介绍麦克斯韦关于电磁场的一些观点。

1.变化的磁场产生电场在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流。

这是法拉第的电磁感应现象。

麦克斯韦：变化的磁场在空间产生了电场，电路中的自由电荷在电场的作用下定向移动，形成了感应电流，即使在变化的磁场中没有闭合电路，同样要产生电场。

变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律。

恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场产生恒定的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场非均匀变化的磁场产生变化的电场麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，信任电场与磁场的对称之美。

他大胆的假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场。

2.变化的电场产生磁场恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场依据这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不行分割的统一的电磁场二、电磁波1.宏大的预言麦克斯韦推断：假设在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起的变化的电场。

高中物理第4章电磁波及其应用 4.1 电磁波的发现 4.2 电磁波谱导学案新人教版选修【学法指导】1、认真阅读教科书，努力完成“基础导学”部分的内容；2、探究部分内容可借助资料，但是必须谈出自己的理解；不能独立解决的问题，用红笔做好标记；3、课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难；4、全力以赴，相信自己！学习目标知识与技能过程与方法情感态度与价值观1、理解麦克斯韦的电磁场理论；2、掌握波长、频率和波速的关系c=λf；1、了解电磁场在空间传播的规律2、了解电磁波谱的组成，能够知道它们各自的特点与重要应用；1、了解麦克斯韦和赫兹在物理学发展史上的贡献，体会他们的探究方法。

2、了解电磁波具有能量。

学习重点学习难点【学习过程】一、伟大的预言（1）变化的磁场产生电场：实验基础：在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里将会产生______，麦克斯韦对现象的分析：回路中有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了______，自由电荷在______作用下发生了______移动，麦克斯韦第一条假设，即使在变化的磁场周围没有______，同样要产生______，变化的磁场产生______是一个普遍规律。

（2）变化的电场产生磁场：麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性，相信电场和磁场的______之美，他大胆的假设，既然变化的______能产生电场，变化的电场也会在空间产生______。

二、电磁波（1）麦克斯韦集电磁学研究成果之大成，不仅预言了________的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，建立了完整的______。

（2）电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么它就在空间引起不均匀变化的________，这个不均匀变化的磁场又引起新的不均匀变化的_________，于是，________的电场和______的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成了______。

（3）根据麦克斯韦的电磁理论，电磁波中的_______与______方向互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。

电磁波的发现、电磁振荡教学目的：了解电磁振荡产生的过程。

教学过程：一、学习电磁振荡和电磁波的重要性。

无线电广播是利用电磁波传播的，电视广播也是利用电磁波传播的，导弹，人造地球卫星的控制以及宇宙飞船跟地面的通信联系都是利用电磁波。

那么，电磁波是什么呢？它是怎样产生的，有些什么性质以及怎样利用它来传递各种信号呢？这一章就要研究这些问题。

要了解电磁波，首先就要了解什么是电磁振荡，我们就从电磁振荡开始学习。

二、新课内容：1、实验右图所示。

将电键K扳到1，给电容器充电，然后将电键扳到2，此时可以见到G表的指针来回摆动。

2、总结：能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫振荡电流。

能产生振荡电流的电路叫振荡电路。

其中最简单的振荡电路叫LC回路。

3、振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。

4、那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质：（1）介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质：（2甲图：电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0甲→乙：电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。

乙图：磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I达到最大。

乙→丙：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。

丙图：电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。

丙→丁：电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。

丁图：磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大（方向与原方向相反），丁→戊：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i ↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。

戊与甲是重合的，从而振荡电路完成了一个周期。

综述：① 充电完毕（充电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。

② 放电完毕（放电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。

4.1电磁波的发现学习目标1.了解麦克斯韦个人成长历程，法拉第对麦克斯韦成长的影响，激励青少年热爱科学，奋发向上，为科学献身2、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。

了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场及相关推理思维过程。

3、了解电磁场在空间传播形成电磁波。

知道机械波与电磁波的异同，认识光是以波动形式传播的一种电磁振动.4、了解赫兹捕捉电磁波的过程，及电磁波的产生在物理学发展史上的伟大意义.自主学习1、在法拉第发现电磁感应现象之后，英国物理学家在此基础上不断钻研，最终以一组电磁场方程宣告了完整的电磁场理论的建立。

2、麦克斯韦认为：变化的磁场产生，变化的电场产生，变化的电场和磁场交替产生，由近向远处传播，即产生了。

3、因为电场和磁场本身就是一种物质，所以电磁波可以在中传播，其传播速度为。

4、德国科学家通过实验验证了电磁波的存在，并测得电磁波在真空中与有相同的速度。

课堂训练：1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（）A．法拉第 B．奥斯特C．赫兹 D．麦克斯韦2．1888年，用实验证实电磁波的存在，使人们认识到物质存在的另一种形式，这位物理学家是（）A．赫兹 B．奥斯特 C．麦克斯韦 D．法拉第3．关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（）A．电场和磁场总是相互联系的，它们被统称为电磁场B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波C．电磁波的传播速度是3×108m/sD ．电磁波是一种物质，可以在真空中传播4．某电场中电场强度随时间变化的图像如图4.1－3所示，能产生磁场的电场是（ ）5． 下列关于机械波与电磁波的说法正确的是（ ）A ．声波是机械波，耳朵能够听到声波，是因为耳朵和声源之间有空气.B ．水波的传播需要水，没有水就没有水波.C ．电磁波传播需要空气，没有空气，即使产生了电磁波也传不出来.D ．电磁波的传播速度等于光速，不受其它因素影响小结：作业： P80-2 预习电磁波谱tA tB tC tD图4.1－3高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。