【名师备课】人教版九下物理21.2《电磁波的海洋》教学设计与同步测试

《电磁波的海洋》教学设计
江苏无锡市东林中学　王伟彬
一、教学目标
（一）知识与技能
1．了解电磁波的产生和传播；
2．知道光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度；
3．知道波长、频率和波速的关系。
（二）过程与方法
1．通过演示了解电磁波的存在，电磁波在真空中的传播；
2．通过观察图表，认识电磁波在不同波段有不同的作用。
（三）情感态度与价值观
体验电磁波是一种物质，电磁波是真实存在的。
二、教学重难点
教学重点：电磁波的传播。
教学难点：电磁波的波长、波速和频率。
三、教学策略
电磁波，看不见摸不着，却实实在在地存在于 ( http: / / www.21cnjy.com )我们的周围，改变着我们的生活方式。它给我们带来了极大方便的同时，也不容忽视地影响着我们的健康。因此设计本节课时，除了讲析电磁波的产生条件和传播途径以外，还补充了电磁污染的知识，使学生能从不同角度认识同一问题，并从自身及他人健康角度出发，给予生活中的合理化建议。同时，这样处理也可体现物理学科来源于生活又服务于生活的宗旨。
“电磁波是怎样产生的”是本节的重点知识，要 ( http: / / www.21cnjy.com )让学生理解透彻，成功的实验是突破的关键。因此，要先组织学生阅读演示实验的文字部分，要求他们总结出实验进行的步骤和实验时需要观察的现象。为进一步鼓动学生的探究热情，可以请一名学生上台代为演示。这个实验是从观察者“听”的角度去做的，为进一步证实电磁波的产生条件，还可以补充做一个实验，即从观察者“看”的角度去做，实验时可借助于手机来电时对屏幕画面形成的干扰。实验结束之后，立即组织学生总结实验结论。
“电磁波是怎样传播的”是本节的重难点知识， ( http: / / www.21cnjy.com )设计时注重跟声音的传播需要介质作对比，且“声音不能在真空中传播”的实验是研究电磁波的传播条件的实验基础。因此，教师出示实验器材后，要让学生说出每件器材有何用途，小组讨论后确定实验步骤和应该观察的实验现象，再由两名学生来完成本次实验。这样做还是基于锻炼学生动手能力、协作能力方面的考虑，当然此举更能激发学生的实验热情。后边的知识，需要教师作必要的阐释，点明“所有的电磁波传播速度是一样的，且波长与频率成反比。”
任何事物都有两面性，电磁波 ( http: / / www.21cnjy.com )也不例外。因此十分有必要让学生了解有关电磁污染的相关知识，以及如何积极采取措施，把电磁波对我们的危害降到最低，以保证我们身体的健康。
四、教学资源准备
多媒体课件、电池一节、收音机一台、导线一根、真空罩一个、抽气机一台、手机两部。
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情景（5分钟） 展示利用电磁波工作的用电器的图片，同学们知道这些东西是靠什么来工作的吗？ 电磁波既可以传递信息又可以加热食品。收 ( http: / / www.21cnjy.com )音机里的声音就是电磁波传递来的；电视机里的声音和图像也是电磁波传递来的；还有手机也是靠电磁波来传递信息的。微波炉是电磁波用来加热食品的家用电器。我们见到的各种天线有的可以发射电磁波，有的可以接收电磁波 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲
那么电磁波是如何产生的呢？我们来看以下的实验。①准备好收音机、干电池、导线。②组织学生阅读演示实验的内容，找出演示实验的步骤和实验时需要观察的现象分别是什么。③请学生回答以上的两个问题后，请一名学生上台来做演示实验。 ①阅读演示实验的内容，找出演示实验的步骤和实验时需要观察的现象。②组内交流后，在课堂上发言，回答以上两个问题。③上台做演示实验，并一起分析现象得出结论 联系实际，贴近生活，培养分析与总结能力
新课内容（30分钟） 总结：如右图所示，实验中，导线的一 ( http: / / www.21cnjy.com )端与负极相接，另一端与正极摩擦，则导线中会产生时断时续的电流，听到收音机中发出”咔咔”声，说明收音机的天线收到了导线中产生的电磁波。与水波、声波的形成类似，导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁波。电磁波就像货车一样，可以把声音和图像信息传输到远方
展示材料：教师拿出真空罩、抽气机、两部手机。设问：刚才的两个实验中，一部手机能够收到另一部手机的信号，电磁波能不能在空气中传播？那么用什么方法判断一下电磁波能否在真空中传播呢？ ①组内讨论后，确定真空罩、抽气机、手机的用处和用法。②确定实验步骤和实验中注意观察的现象。③两名学生自愿上台，向同学们进行演示。④台下同学仔细观察实验现象，讨论并得出结论 培养观察思考、动手能力
总结：在真空罩中的手机屏幕闪烁，显 ( http: / / www.21cnjy.com )示已经收到罩外手机发送的信息，说明电磁波是可以在真空中传播的。可是听不到手机的振铃响，说明声音不能在真空中传播。因此到了月球上的宇航员无法像在地球那样面对面谈话，只能通过无线电交谈
1．组织学生阅读相关文字，然后回答下面的问题。2．学生自学过程中，教师巡回指导，注意纠正学生的偏差和错误。3．自学结束后，找几名学生分别回答提出的问题 ( http: / / www.21cnjy.com )，同时在回答每个问题之后，其他小组的学生如有异议可进行补充订正。所有学生都不确定的答案，由老师来个“魅力精讲”，即老师利用流畅、富有感染力的语言，切中要点地进行讲析。问题展示：①电磁波在真空中的传播速度是多少？这个数值跟以前学过的什么的速度相同？②光是不是一种电磁波？③电磁波家族中，所有的电磁波传播速度是否相同？④波速、波长、频率三者之间的关系，可以用什么公式来表示？⑤频率的单位有哪些？哪个是国际单位？它们之间的换算关系是什么？ ①阅读相关的内容，自主寻 ( http: / / www.21cnjy.com )找问题的答案。②拿自己不太确定的问题，跟组内同学交流。③在课堂上发言，阐述自己的观点。 光是电磁波家族中的成员之一 ( http: / / www.21cnjy.com )，所有电磁波在真空中的传播速度都是一样的，即大约3×108m/s，是宇宙间的最快速度。电磁波频率的国际单位是赫兹，另外还有两个常用单位，即千赫和兆赫。电磁波的波速c，等于波长λ和频率f的乘积，即c＝λf。波速不变，波长跟频率成反比。也就是说，波长越长的电磁波，频率越小；波长越短的电磁波，频率越大。用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫到数百兆赫的那一部分，叫作无线电波 培养学生的提取信息的能力
我们生活在电磁波的海洋中。电磁波在带给 ( http: / / www.21cnjy.com )我们有用信息，也悄悄地影响着我们的身体健康。目前科学家们把电磁波对我们生活的不良影响，统称为电磁污染。如何有效防止电磁波对我们身体产生的不良影响，成为全球关注的焦点。“电磁污染”是指各类电器，如电脑、手机、微波炉、电磁炉、冰箱、空调、电视机、音响、电热毯等在工作过程中，发射出功率相对较小的电磁波，可能会带来不同程度的电磁辐射污染，影响人体健康 环保专家认为，人体长时间处在电磁辐射下 ( http: / / www.21cnjy.com )，容易产生失眠、嗜睡等植物神经功能紊乱症状，还可能伴有白细胞减少、视力下降、心电图改变、免疫力差等症状。一般在高压变电站、电台、电视台、雷达站和发射塔等机构工作的人员，经常使用各种电器的人员，孕妇、儿童、老人和伤病员以及长时间使用手机的人较易遭到电磁辐射污染 知识拓展，链接生活
总结（5分钟） 课堂小结：1．通过这节课你学到了什么？2．电磁波的传播。3．波长、波速、频率、周期之间的关系。4．电磁波的应用及危害 学生梳理本节课知识内容。1．变化的电流可以产生电磁波。2．电磁波既可以在介质中传播，也可以在真空中传播。3．电磁波家族中，所有电磁波的传播速度都一样快，即c＝3×108 m/s。4．波速、波长、频率的关系公式为：c＝λf。5．用于广播、电视和移动电话的电磁波频率为数百千赫到数百兆赫，叫作无线电波 培养学生总结归纳的能力
作业布置 完成《动手动脑学物理》1、3两题 按要求完成 知识巩固

《电磁波的海洋》同步测试
江苏无锡市东林中学　王伟彬
1．在真空中传播的电磁波具有相同的（ ）
A．波速 B．波长 C．频率 D．能量
答案：A
解析：不同的电磁波在真空中具有相同的波速，都是3×108m/s。
2．如图1所示，A为信号源，B为接 ( http: / / www.21cnjy.com )收器，A、B间有一真空区域，当信号源分别发射出次声波、无线电波、可见光和紫外线信号时，接收器不能接收到的信号是（ ）
图1
A．次声波 B．无线电波 C．可见光 D．紫外线
答案：A
解析：由于A和B之间有一真空区域，声音的 ( http: / / www.21cnjy.com )传播需要介质，声波不能在真空中传播，故接收器不能接收到的信号是次声波。而电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。无线电波、可见光、紫外线都是电磁波，它们都能被接收器接收到。
3．在日常生活中，当你打开或者关闭电 ( http: / / www.21cnjy.com )灯时，你会从旁边工作着的电视机屏幕上看到一条水平亮线或者从旁边的收音机中听到“咔咔”的杂音，出现这一现象的原因是（ ）
A．电路通断时发出的电磁波被收音机、电视机接收到而产生的
B．电路通断时交流电通过家庭电路对收音机或电视机的影响
C．电路通断时开关中金属碰撞声的影响
D．以上原因都不对
答案：A
解析：电路通断时，电流发生迅速变化而产生电磁波。
4．1969年7月20日，美国宇航员阿 ( http: / / www.21cnjy.com )姆斯特朗和奥尔德林乘“阿波罗11号”宇宙飞船首次成功登上月球，实现了人类几千年来的梦想，当两人在月球上时，即使他们离得很近，也必须靠无线电话（该设备置于头盔内）交谈，这是因为（ ）
A．无线电设备先进，能确保声音不失真
B．月球上没有空气，声音无法传播
C．电磁波与声波一样，传播时需要介质
D．声波与电磁波一样，传播时不需要介质
答案：B
解析：月球表面没有空气，而声音 ( http: / / www.21cnjy.com )的传播需要介质，不能在真空中传播，故在月球表面不能直接用声音交谈。而电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故在月球表面用无线电话进行交谈。
5．下列有关电磁波的说法中正确的是（ ）
A．电磁波的传播需要介质
B．电磁波是沿某一特定的方向在空间向远处传播的
C．在月球上宇航员面对面交谈听不见，而是靠无线电话来交谈
D．水波、声波是一种自然现象，而电磁波是一种人为制造的现象
答案：C
解析：电磁波与水波、声波的传播相似，导 ( http: / / www.21cnjy.com )体中电流迅速变化会在空间激起电磁波，并向四周传播。月球上没有空气，声音无法传播，而电磁波可以在真空中传播，也就是说它的传播不需要介质，所以选项C正确。
6．电磁波的波长是指（ ）
A．电磁波传播的距离
B．每秒内电磁波传播的距离
C．每周期内，电磁波传播的距离
D．两个波峰或波谷之间的距离
答案：C
解析：两个相邻的波峰或波谷间的距离叫作波长。波长等于波在一个周期中传播的距离，所以选项C正确。
7．图2是一台收音机的屏板，当向右调指针（图中黑块）时，所接收的电磁波（　　）
图2
A．频率变大，波长变大
B．频率变大，波长变小
C．频率变大，波长不变
D．频率变小，波长变大
答案：B
解析：题目以收音机的选台屏板为背景，主要考 ( http: / / www.21cnjy.com )查学生是否掌握电磁波的波长、频率和波速的关系。从图1看出，图中数据代表电磁波的频率，当向右调指针时，频率变大，再根据c＝λf（c为电磁波在真空中的传播速度，是个不变量），可判断波长的变化。
8．关于电磁波，下列说法中不正确的是（ ）
A．电磁波的速度比声音的传播速度大得多
B．只要导体中存在电流，就会向周围发射电磁波
C．电磁波的传播不需要任何介质
D．电磁波的传播速度与光的传播速度相同
答案：B
解析：当导体中有迅速变化的电 ( http: / / www.21cnjy.com )流时，会向周围空间发射电磁波，电磁波在真空中能传播，它的传播速度与光速相同，约3×108 m/s，选项A、C、D都正确，答案是B。
9．天津人民广播电台有一套节目的频率是909千赫，求它的波长是多少？
答案：它的波长是330m。
解析：根据公式：v=λf可得λ=≈330m。
10．1947年，第一台微波炉问世。微 ( http: / / www.21cnjy.com )波是一种电磁波，这种电磁波的波长不仅比通常的无线电波短得多，而且还很有“个性”，微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它。但微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，且不会消耗能量。而含有水分的食物，微波不但能透过，其能量也会被吸收。
微波炉正是利用微波的这些特性制成的。微 ( http: / / www.21cnjy.com )波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逸出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波能穿透食物，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物就变热了。这就是微波炉加热的原理。
（1）通过阅读短文，在微波炉中应选用下列哪种容器来加热饭菜（ ）
A．不锈钢盆子
B．铁盆子
C．玻璃盆子
D．铜制盆子
（2）微波在真空中的传播速度是_______m/s；请你猜想，微波_______能量（选填“具有”或“不具有”）。
（3）为安全使用微波炉应选用_______孔插座。
（4）微波炉的外壳为什么用不锈钢等金属材料制成？
答案：（1）C （2）3×108 具 ( http: / / www.21cnjy.com )有 （3）三 （4）由于微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它，所以用不锈钢等金属材料制成的外壳能阻挡微波，以免影响人们的身体健康。
解析：仔细阅读题目所给的信息，我们知道，微波 ( http: / / www.21cnjy.com )一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它，所以用金属材料制成外壳以防止微波泄漏。微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，且不会消耗能量，所以，加热饭菜的容器应选用玻璃等绝缘材料。微波属于电磁波，在真空中的传播速度等于光速，它是有能量的。微波炉外壳是金属的，所以，要用三孔插座。
11．打开收音机的开关，将旋钮调到没 ( http: / / www.21cnjy.com )有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，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，如图3所示，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象验证了_______的存在。
图3
现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：
（1）收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是____________________。
（2）谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，请问这是什么原因？
答：___________________________________。
请设计一个实验验证你的判断。
答案：电磁波 （1）声音不能在真空 ( http: / / www.21cnjy.com )中传播 （2）电梯对电磁波有屏蔽作用，验证方法为：将手机设置到响铃状态后放入密闭的金属盒内，再用另一手机呼叫盒内的手机，若听不到盒内的手机声响，就说明金属体对电磁波有屏蔽作用
解析：当收音机打开时，若发出声音，则说明 ( http: / / www.21cnjy.com )有电磁波信号被收音机接收。当电路中电流发生变化时，电路就会产生电磁波。电磁波在传播过程中，遇到金属体时，就会产生屏蔽作用──电磁波无法进入金属体内部。电梯相当于一个金属箱，对电磁波有屏蔽作用，从而使手机收不到信号。