13.4电磁波的发现及应用 (含答案)高二物理人教版（2019）必修第三册课前导学

13.4电磁波的发现及应用—2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册课前导学
基础知识导学
一　电磁场
1．麦克斯韦电磁场理论
(1)变化的磁场产生电场。
(2)变化的电场产生磁场。
2．电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
二　电磁波
1．电磁波的产生：周期性变化的磁场周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的电场周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场，这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波。
2．电磁波的传播：电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。
3．光也是电磁波
(1)电磁波的传播速度恰好与真空中的光速相同。
(2)麦克斯韦指出：光是以波动形式传播的一种电磁振动。
4．科学研究：德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在，从而证实了麦克斯韦电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。
三　电磁波谱
1．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系：c＝λf。
2．电磁波在真空中的速度：c＝3×108 m/s。
3．电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，形成电磁波谱。
4．电磁波谱组成
5．各种电磁波的应用
(1)无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。
(2)微波用于卫星通信、电视等信号传输。
(3)红外线用来加热理疗。
(4)可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。
(5)紫外线可以消毒。
(6)X射线用于诊断病情。
(7)γ射线可以摧毁病变的细胞。
四　电磁波的能量及电磁波通信
1．电磁波是一种物质，而且具有能量。
2．应用：生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的。
3．人们可以通过接入互联网的手机看电影、聊天、购物等，这些信息都是通过电磁波来传递的。
4．电磁波的传输：可以通过有线传播，也可实现无线传播。
重难问题探究
电磁波的传播：电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。
电磁波是一种物质，而且具有能量。
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基础小题试练
1.下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A.电磁波在任何介质中传播速度均为真空中的光速
B.“中国天眼”FAST接收脉冲星信号是电磁波中的无线电波
C.麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
D.5G信号4G信号都是电磁波，但是5G信号比4G信号在真空中传播得更快
2.已知普朗克常量，则400nm电磁波辐射的能量子为( )
A. B. C. D.
3.北斗智能放牧终端将卫星定位技术应用到牧业中，牧民通过手机掌握牧群动态，对放牧工作进行信息化管理。手机与北斗-定位系统间的信息传递靠的是( )
A.机械波 B.电磁波 C.次声波 D.超声波
4.电磁场理论的建立，促进了现代社会的发展下列应用中，同时使用了电磁波接收和发射技术的电器是( )
A.微波炉 B.收音机 C.手机 D.电视机
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.真空中的电磁波的速度为光速，而在其他介质中电磁波的速度不再是光速，A错误；
B.“中国天眼”FAST接收脉冲星信号是电磁波中的无线电波，B正确；
C.根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场能激发恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，C错误；
D.5G信号4G信号都是电磁波，5G信号4G信号在真空中传播都是光速，D错误。
故选B。
2.答案：A
解析：根据公式和可知，400nm电磁波辐射的能量子，选项A正确。
3.答案：B
解析：手机与北斗定位系统间的信息传递靠的是电磁波。
故选B。
4.答案：C
解析：微波炉只发射电磁波，不接收电磁波；收音机、电视机、手机等都要利用电磁波来传递信息，但同时使用了电磁波接收和发射技术的电器只有手机.