4 电磁波的发现及应用
[教材链接] (1)①电场 ②磁场 (2)磁场
例1 D [解析] 变化的电场在周围空间产生磁场,变化的磁场在周围空间产生电场,均匀变化的电场(磁场)在周围空间产生恒定的磁场(电场),周期性变化的电场(磁场)在周围空间产生同频率周期性变化的磁场(电场),选项A、B、C错误,D正确.
变式1 C [解析] 稳定的电场不能产生磁场,A正确;均匀变化的磁场产生稳定的电场,B正确;周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场,产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比,C错误,D正确.
[教材链接] (1)磁场 电场 交替 (2)赫兹 电磁场理论 (3)①近 远 ②真空 ③等于
例2 CD [解析] 要想产生持续的电磁波,变化的电场(或磁场)必须是周期性变化的,A错误;电磁波的传播不需要介质,B错误;电磁波可以脱离“波源”而独立存在,C正确;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,D正确.
[教材链接] (1)c=λf (2)波长或频率大小 (3)①广播 ②卫星 (4)①赫兹
例3 D [解析] 电磁波在真空中的传播速度不随波长和频率的变化而变化,当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长增大,选项A、B、C错误,D正确.
变式2 D [解析] 根据c=λf,可得λ= m≈3.33 m.
随堂巩固
1.D [解析] 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场,故选D.
2.AD [解析] 微波炉加热食物的过程中,食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧,内能增加,温度升高,食物增加的能量是微波给它的,可见电磁波具有能量,选项A正确;固定电话是通过电流传递信息的,选项B错误;电磁波的传播不需要介质,选项C错误;移动电话(手机)既能接收电磁波,也能发射电磁波,选项D正确.
3.BC [解析] 无线电波属于电磁波的一种,故A错误;电磁波是由电场和磁场相互激发产生并向远处传播的,所以不需要介质,B正确;电磁波传播的过程中电场能和磁场能也随之传向了远方,所以电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程,C正确;不同波长的电磁波在真空中的传播速度都是光速,D错误.
4.BD [解析] 红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最长,故A错误;根据红外线的热效应可知,其可以用来加热理疗,紫外线可以用来消毒、杀菌,故B正确;无线电波中的中波、长波、短波可以用于广播及其他信号传输,微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输,故C错误;X射线穿透能力较强,可以诊断病情,电磁波中频率最大的为γ射线,有极强的穿透能力和很高的能量,可以摧毁病变的细胞,故D正确.4 电磁波的发现及应用
1.D [解析] 麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在,选项D正确.
2.ABD [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;恒定电场周围空间不产生磁场,均匀变化的电场周围空间存在恒定磁场,故C错误,D正确;恒定电流周围空间存在恒定磁场,B正确.
3.A [解析] 由电磁波的产生过程可知,选项A正确;电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,电磁波可以在介质或真空中传播,选项B、C、D错误.
4.B [解析] 麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在.
5.D [解析] 根据c=λf可得,λ= m≈3.33 m.故选D.
6.C [解析] 红外线热作用较强,响尾蛇导弹在漆黑的夜晚能自动追踪敌方飞机的这种本领靠的是电磁波谱中红外线的作用,故选C.
7.B [解析] 雷达是利用了无线电波中微波来测距的,故A正确;手机采用的是无线电波,X射线对人体有很大的辐射,不能用于通信,故B错误;紫外线具有很强的消毒作用,故C正确;红外线可以用于遥控器,故D正确.
8.ACD [解析] 电磁波在真空中的传播速度是c=3×108 m/s,选项A正确;电磁波能传播能量,选项B错误;无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波,选项C正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,选项D正确.
9.B [解析] 由题意可得,蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率,故不可能是蓝光,A错误;由图可知,蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大,由c=λf,可知,频率越大,波长越短,故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短,B正确;在真空中电磁波的传播速度大小均为c=3×108 m/s,C、D错误.
10.B [解析] 根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场产生磁场,故B、C、D都可以产生磁场.周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,从而产生电磁波,故只有B可以产生电磁波.
11.CD [解析] 在烤箱中能看见一种淡红色的光线,是电热丝发出的红光,不是红外线,红外线是看不到的,A错误;无线电波的波长大于γ射线的波长,B错误;紫外线能促进体内维生素D的合成,C正确;X射线穿透能力较强,医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断,D正确.
12.B [解析] 移动电话既能发射电磁波,也能接收电磁波,选项A正确,B错误;移动电话不仅能利用电磁波传递声音,也能传递图像,选项C正确;为安全起见,在加油站一般禁止使用移动电话打电话,选项D正确.
13.见解析
[解析] (1)雷达和其他通信系统同样使用的是微波这种无线电波,微波炉使用915 MHz或2450 MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其他通信系统.
(2)电磁波具有能量,对人体有伤害,这样设计是为了防止电磁波从炉门处泄漏,对人体或其他物体造成伤害.
(3)微波炉是利用电磁波来加热食物的.微波炉中不能使用金属容器,因为微波能在金属中产生大量的热量,会损坏微波炉和器皿.
(4)对于盒装牛奶,盒子的内壁有铝箔,由于金属能屏蔽电磁波,所以电磁波无法达到盒内的牛奶中.
14.3.3×10-8 s 1.7×107个
[解析] 传到眼睛需要的时间是
t= s≈3.3×10-8 s
由c=λf得,该红光的波长
λ= m=6×10-7 m.
在这个距离中的波长数为
n=≈1.7×107(个).
15.(1)2×10-7 m (2)紫外线波段 (3)6×10-13 m
[解析] (1)由波速公式c=λf得
λ= m=2×10-7 m
(2)该电磁波属于紫外线波段
(3)由v=λ'f得λ'= m=6×10-13 m4 电磁波的发现及应用
学习任务一 电磁场
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)麦克斯韦电磁场理论
①变化的磁场产生 .
②变化的电场产生 .
(2)电磁场:变化的电场和 总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场.
[物理观念] 对麦克斯韦电磁场理论的理解
(1)在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合曲线,而静电场的电场线是不闭合的.
(2)恒定的磁场(电场)不产生电场(磁场).
(3)均匀变化的磁场(电场)在周围空间产生不变的电场(磁场).
(4)周期性变化的磁场(电场)在周围空间产生同频率的周期性变化的电场(磁场).
例1 关于电磁场理论,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变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
变式1 [2024·四川雅安中学月考] 根据麦克斯韦电磁场理论判断,如图所示的4组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t变化的规律中,错误的是 ( )
[反思感悟]
学习任务二 电磁波
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)电磁波:周期性变化的电场在空间引起周期性变化的 ,这个变化的磁场又引起新的变化的 ,变化的电场和变化的磁场 产生,由近及远地向周围传播,形成电磁波.
(2)麦克斯韦预言了电磁波的存在, 通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的 ,为无线电技术的发展开拓了道路.
(3)电磁波的特点
①电磁波是由电磁场由 及 传播形成的.
②电磁波不仅能在介质中传播,还能在 中传播.
③电磁波在真空中的传播速度 光速.
例2 (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
[反思感悟]
【要点总结】
对电磁波的理解
(1)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,这是因为电磁波的传播依靠的是电场和磁场的相互“激发”.
(2)电磁波在真空中的传播速度等于光速,对于不同波长的电磁波而言,在真空中的传播速度不变.
学习任务三 电磁波谱 电磁波的能量 电磁波通信
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)电磁波波速c、波长λ、频率f的关系式为 .
(2)电磁波谱:按电磁波的 的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱.
(3)不同电磁波具有不同的特性,在生产、生活中有广泛的应用.
①长波、中波、短波可以用于 及其他信号的传输.
②微波可以用于 通信、电视等的信号传输.
③红外线可以用来加热理疗,紫外线可以消毒,X射线片可以用于诊断病情,γ射线可以摧毁病变的细胞.
(4)电磁波的能量
① 通过实验证实了电磁波的存在,意味着电磁波是真正的物质存在.
②微波炉能加热食物,收音机能收到电台发射的电磁波,说明电磁波具有能量.
(5)电磁波通信
①电信网、广播电视网、互联网、移动电话等都通过电磁波传递信息.
②电磁波携带的信息,既可以有线传播,也可以无线传播.
例3 关于电磁波的传播速度表达式c=λf,下列理解正确的是 ( )
A.电磁波在真空中的传播速度随波长增大而增大
B.电磁波在真空中的传播速度随频率增大而增大
C.当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长不变
D.当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长增大
[反思感悟]
变式2 [2024·贵州遵义四中月考] 电磁波在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s,有一个广播电台发射电磁波的频率f=90.0 MHz,这个电台发射的电磁波的波长λ为 ( )
A.2.70 m B.270 m
C.3.00 m D.3.33 m
[反思感悟]
1.(对麦克斯韦电磁场理论的理解)[2024·辽宁大连八中月考] 某电场中电场强度随时间变化的图像如图所示,不能产生磁场的电场是 ( )
2.(对电磁波的理解)(多选)下列关于电磁波的说法正确的是 ( )
A.微波炉加热食物说明电磁波具有能量
B.固定电话通过电磁波传递信息
C.电磁波的传播需要介质
D.移动电话(手机)既能接收电磁波,也能发射电磁波
3.(对电磁波的理解)(多选)下列说法中正确的是( )
A.电磁波又叫无线电波
B.电磁波的传播不需要任何介质
C.电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程
D.不同波长的电磁波在真空中的传播速度不相等
4.(电磁波的应用)(多选)关于电磁波的应用,下列说法正确的是 ( )
A.红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短
B.红外线可以用来加热理疗,紫外线可以消毒
C.微波可以用于广播及其他信号的传播
D.X射线片可以用于诊断病情,γ射线可以摧毁病变的细胞4 电磁波的发现及应用建议用时:40分钟
◆ 知识点一 电磁场
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.(多选)下列说法正确的是 ( )
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.恒定电流能够在周围空间产生恒定的磁场
C.恒定电场能够在周围空间产生恒定的磁场
D.均匀变化的电场能够在周围空间产生恒定的磁场
◆ 知识点二 对电磁波的理解
3.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传播形成的
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C.电磁波只能在真空中传播
D.电磁波只能在介质中传播
4.关于电磁波,下列说法正确的是 ( )
A.麦克斯韦不但预言了电磁波的存在,而且通过实验证实了电磁波的存在
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在
C.赫兹不但预言了电磁波的存在,而且通过实验证实了电磁波的存在
D.赫兹首先预言了电磁波的存在,麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
◆ 知识点三 电磁波的应用
5.电磁波在真空中传播的速度c=3×108 m/s,有一个广播电台的频率f=90.0 MHz,这个电台发射的电磁波的波长λ为 ( )
A.2.70 m B.270 m
C.3.00 m D.3.33 m
6.[2024·北京八中月考] 响尾蛇导弹是一种被动制导的空对空导弹,它本身并不发射电磁波,但即使在漆黑的夜晚它也能自动追踪敌方的飞机,并将其击落.响尾蛇导弹的这种本领靠的是电磁波谱中的( )
A.X射线 B.紫外线
C.红外线 D.无线电波
7.[2024·安徽安庆一中月考] 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.下列器材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
8.(多选)[2024·江西南昌二中月考] 电磁下列关于电磁波的说法正确的是 ( )
A.电磁波在真空中的传播速度是c=3×108 m/s
B.电磁波不能传播能量
C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在
9.使用蓝牙耳机接听手机来电,其信号传输的示意图如图所示,已知可见光的频率范围是4×1014~8×1014 Hz,则蓝牙通信的电磁波 ( )
A.是蓝光
B.波长比手机通信的电磁波短
C.在真空中的传播速度大小为340 m/s
D.在真空中的传播速度比可见光传播的速度小
10.[2024·广东执信中学月考] 如图所示的四种电场中,能产生电磁波的是 ( )
A
B
C
D
11.(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是 ( )
A.在烤箱中能看见一种淡红色的光线,这是电热丝发出的红外线
B.无线电波的波长小于γ射线的波长
C.适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D
D.医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断
12.[2024·湖南岳阳一中月考] 二十世纪中叶以后,移动电话得到了快速发展,到目前为止,我们可以通过移动电话上网购物、玩游戏、查资料等等,给我们的生活带来了更多便捷与欢乐.有关移动电话的下列说法错误的是 ( )
A.移动电话既能发射电磁波,也能接收电磁波
B.移动电话只能发射电磁波,不能接收电磁波
C.移动电话不仅能利用电磁波传递声音,也能传递图像
D.在加油站一般禁止使用移动电话打电话
13.回答以下关于微波炉的问题.
(1)微波是频率为300~30000 MHz的无线电波,微波炉的工作频率多选用915 MHz或2450 MHz,从同样使用微波的其他设备角度考虑,为什么微波炉要选用这样的频率
(2)微波炉门上一般都安装有安全联锁开关,它能确保炉门打开时,微波炉不能工作,炉门关上时,微波炉才能工作,并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片,请分析这样设计的原因.
(3)为什么不能将金属器皿或镶有金银花边的碗碟放进微波炉中使用
(4)为什么不能将盒装的牛奶放进微波炉加热
14.频率为5×1014 Hz的红光,从10 m外的交通信号灯直接传到你的眼睛,大约需要多长时间 在这个距离中有多少个波长
15.[2024·重庆一中月考] 若某种电磁波在真空中的频率为1.5×1015 Hz,试回答下列问题:
(1)该电磁波的波长为多少 (电磁波在真空中的传播速度为c=3×108 m/s)
(2)该电磁波属于哪个波段 (红外线波长范围为0.75~1000 μm,紫外线的波长范围为5~370 nm)
(3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小.当频率为1.5×1015Hz的电磁波以900 m/s的速度传播时,电磁波的波长变为多少 (共44张PPT)
4 电磁波的发现及应用
学习任务一 电磁场
学习任务二 电磁波
学习任务三 电磁波谱 电磁波的能量 电磁波通信
备用习题
练习册
◆
随堂巩固
学习任务一 电磁场
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 麦克斯韦电磁场理论
① 变化的磁场产生______.
② 变化的电场产生______.
电场
磁场
(2) 电磁场：变化的电场和______总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场.
磁场
［物理观念］ 对麦克斯韦电磁场理论的理解
(1)在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合曲线,而静电场的电场线是不闭合的.
(2)恒定的磁场(电场)不产生电场(磁场).
(3)均匀变化的磁场(电场)在周围空间产生不变的电场(磁场).
(4)周期性变化的磁场(电场)在周围空间产生同频率的周期性变化的电场(磁场).
例1 关于电磁场理论,下列说法正确的是( )
D
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变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
[解析] 变化的电场在周围空间产生磁场,变化的磁场在周围空间产生电场,均匀变化的电场(磁场)在周围空间产生恒定的磁场(电场),周期性变化的电场(磁场)在周围空间产生同频率周期性变化的磁场(电场),选项A、B、C错误，D正确.
变式1 [2024·四川雅安中学月考] 根据麦克斯韦电磁场理论判断，如图所示的4组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间变化的规律中，错误的是( )
C
A.&1& B.&2&
C.&3& D.&4&
[解析] 稳定的电场不能产生磁场，A正确；均匀变化的磁场产生稳定的电场，B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，C错误，D正确.
学习任务二 电磁波
［教材链接］ 阅读教材,完成下列填空:
(1) 电磁波:周期性变化的电场在空间引起周期性变化的______,这个变化的磁场又引起新的变化的______,变化的电场和变化的磁场______产生,由近及远地向周围传播,形成电磁波.
(2) 麦克斯韦预言了电磁波的存在,______通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的
____________,为无线电技术的发展开拓了道路.
磁场
电场
交替
赫兹
电磁场理论
(3) 电磁波的特点
① 电磁波是由电磁场由____及____传播形成的.
② 电磁波不仅能在介质中传播,还能在______中传播.
③ 电磁波在真空中的传播速度______光速.
近
远
真空
等于
例2 (多选)下列关于电磁波的说法中正确的是( )
CD
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
[解析] 要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)必须是周期性变化的，A错误；电磁波的传播不需要介质，B错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C正确；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，D正确.
【要点总结】
对电磁波的理解
(1)电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播依靠的是电场和磁场的相互“激发”.
(2)电磁波在真空中的传播速度等于光速，对于不同波长的电磁波而言，在真空中的传播速度不变.
学习任务三 电磁波谱 电磁波的能量 电磁波通信
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 电磁波波速、波长 、频率的关系式为_______.
(2) 电磁波谱：按电磁波的________________的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱.
波长或频率大小
(3) 不同电磁波具有不同的特性,在生产、生活中有广泛的应用.
① 长波、中波、短波可以用于______及其他信号的传输.
② 微波可以用于______通信、电视等的信号传输.
广播
卫星
③红外线可以用来加热理疗,紫外线可以消毒,射线片可以用于诊断病情, 射线可以摧毁病变的细胞.
(4) 电磁波的能量
①______通过实验证实了电磁波的存在,意味着电磁波是真正的物质存在.
②微波炉能加热食物,收音机能收到电台发射的电磁波,说明电磁波具有能量.
赫兹
(5)电磁波通信
①电信网、广播电视网、互联网、移动电话等都通过电磁波传递信息.
②电磁波携带的信息,既可以有线传播,也可以无线传播.
例3 关于电磁波的传播速度表达式，下列理解正确的是( )
D
A.电磁波在真空中的传播速度随波长增大而增大
B.电磁波在真空中的传播速度随频率增大而增大
C.当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长不变
D.当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长增大
[解析] 电磁波在真空中的传播速度不随波长和频率的变化而变化，当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长增大,选项A、B、C错误，D正确.
变式2 [2024·贵州遵义四中月考] 电磁波在真空中的传播速度，有一个广播电台发射电磁波的频率，这个电台发射的电磁波的波长 为( )
D
A. B. C. D.
[解析] 根据，可得.
1. (多选)各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示,其中能产生持续电磁波的是 ( )
BD
[解析]根据麦克斯韦的电磁场理论,可知A图的磁场是恒定的,不能产生电场,更不能产生电磁波;
B图的磁场是周期性变化的,可以产生周期性变化的电场,因而可以产生持续的电磁波;
C图的磁场是均匀变化的,能产生恒定的电场,而恒定的电场不能再产生磁场,因此不能产生持续的电磁波;
D图的磁场是周期性变化的,能产生周期性变化的电场,故能产生持续的电磁波.
2.手机A的号码为188****0001,手机B的号码为188****0002,手机A拨打手机B时,手机B发出响声并且来电显示A的号码为188****0001.若将手机A置于一透明真空罩中,再用手机B拨打手机A,则 ( )
A.发出响声,并显示B的号码188****0002
B.发出响声,但不显示B的号码
C.不发出响声,但显示B的号码188****0002
D.既不发出响声,也不显示号码
C
[解析]手机之间通信靠电磁波,可以在真空中传播,但是在真空中声波不能传播,故不发出响声,但显示B的号码188****0002,C正确.
3.关于麦克斯韦电磁场理论,以下说法正确的是 ( )
A.在赫兹发现电磁波的实验基础上,麦克斯韦提出了完整的电磁场理论
B.麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在,赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在
C.变化的电场可以在周围的空间产生电磁波
D.变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场
B
[解析] 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,而后赫兹用实验证实了电磁波的存在,故A错误,B正确;
均匀变化的电场在周围产生稳定的磁场,不产生电磁波,均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场,故C、D错误.
4.交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成,红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示,红灯发出的红光频率为5×1014 Hz,从12 m外的交通信号灯传到你的眼睛,需要的时间为t,在这个距离中有n个波长,光速c=3×108 m/s,则( )
A.t=4×10-8 s,n=4×107
B.t=4×10-8 s,n=2×107
C.t=8×10-8 s,n=2×107
D.t=8×10-8 s,n=2×107
B
[解析] 该红光的波长为λ==6.0×10-7 m,传到眼睛需要的时间为t==4×10-8 s.在这个距离中的波长数为n==2×107(个),选B.
5. 2022年6月5日,中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播,其间航天员与北京飞控中心保持通话联络,直播画面通过电磁波传送到地面接收站.下列关于电磁波和声波的说法正确的是 ( )
A.电磁波是一种物质,也具有能量
B.电磁波跟声波一样,不能在真空中传播
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
D.航天员讲话时画面与声音同步,说明电磁波与声波具有相同的传播速度
A
[解析]电磁波是一种物质,也具有能量,A正确;
电磁波的传播不依赖介质,可在真空中传播,声波是机械波,只能在介质中传播,B错误;
麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,C错误;
航天员讲话时画面能与声音同步,那是因为画面与声音同时转化成电信号,通过电磁波传回到地面接收器再转化成画面和声音,电磁波在真空的速度为光速,声波在空气中的传播速度约为340 m/s,D错误.
6. 为了消杀细菌,在防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯.这种灯装有红外线感应开关,人来灯灭,人走灯亮,为人民的健康保驾护航.下列说法正确的是( )
A.红外线和紫外线都是电磁波
B.紫外线能消杀病毒是因为紫外线波长长
C.红外线的波长比无线电波长
D.只有热的物体才能辐射红外线
A
[解析] 根据电磁波谱可知,电磁波包括可见光波段和不可见光波段,红外线和紫外线都是不可见光,红外线和紫外线都是电磁波,A正确;
紫外线能消杀病毒是因为紫外线波长较短,频率较大,具有较高的能量,B错误;
根据电磁波谱可知,红外线的波长比无线电波短,C错误;
一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高的物体辐射的红外线越多,D错误.
1.(对麦克斯韦电磁场理论的理解)[2024·辽宁大连八中月考] 某电场中电场强度随时间变化的图像如图所示，不能产生磁场的电场是( )
D
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
[解析] 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，故选D.
2.(对电磁波的理解)(多选)下列关于电磁波的说法正确的是( )
AD
A.微波炉加热食物说明电磁波具有能量
B.固定电话通过电磁波传递信息
C.电磁波的传播需要介质
D.移动电话(手机)既能接收电磁波,也能发射电磁波
[解析] 微波炉加热食物的过程中，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高，食物增加的能量是微波给它的，可见电磁波具有能量，选项A正确；固定电话是通过电流传递信息的，选项B错误;电磁波的传播不需要介质，选项C错误;移动电话(手机)既能接收电磁波,也能发射电磁波,选项D正确.
3.(对电磁波的理解)(多选)下列说法中正确的是( )
BC
A.电磁波又叫无线电波
B.电磁波的传播不需要任何介质
C.电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程
D.不同波长的电磁波在真空中的传播速度不相等
[解析] 无线电波属于电磁波的一种,故A错误;电磁波是由电场和磁场相互激发产生并向远处传播的,所以不需要介质,B正确;电磁波传播的过程中电场能和磁场能也随之传向了远方,所以电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程,C正确;不同波长的电磁波在真空中的传播速度都是光速,D错误.
4.(电磁波的应用)(多选)关于电磁波的应用,下列说法正确的是( )
BD
A.红外线、射线、 射线中红外线的波长最短
B.红外线可以用来加热理疗,紫外线可以消毒
C.微波可以用于广播及其他信号的传播
D.射线片可以用于诊断病情, 射线可以摧毁病变的细胞
[解析] 红外线、射线、 射线中红外线的波长最长,故A错误;根据红外线的热效应可知,其可以用来加热理疗,紫外线可以用来消毒、杀菌,故B正确;无线电波中的中波、长波、短波可以用于广播及其他信号传输,微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输,故C错误;射线穿透能力较强,可以诊断病情,电磁波中频率最大的为 射线,有极强的穿透能力和很高的能量,可以摧毁病变的细胞,故D正确.
知识点一 电磁场
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( )
D
A.法拉第 B.奥斯特 C.赫兹 D.麦克斯韦
[解析] 麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在,选项D正确.
2.(多选)下列说法正确的是( )
ABD
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.恒定电流能够在周围空间产生恒定的磁场
C.恒定电场能够在周围空间产生恒定的磁场
D.均匀变化的电场能够在周围空间产生恒定的磁场
[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；恒定电场周围空间不产生磁场，均匀变化的电场周围空间存在恒定磁场，故C错误，D正确；恒定电流周围空间存在恒定磁场，B正确.
知识点二 对电磁波的理解
3.下列关于电磁波的叙述中正确的是( )
A
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处传播形成的
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为
C.电磁波只能在真空中传播
D.电磁波只能在介质中传播
[解析] 由电磁波的产生过程可知,选项A正确;电磁波在真空中的传播速度为,电磁波可以在介质或真空中传播,选项B、C、D错误.
4.关于电磁波,下列说法正确的是( )
B
A.麦克斯韦不但预言了电磁波的存在,而且通过实验证实了电磁波的存在
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在
C.赫兹不但预言了电磁波的存在,而且通过实验证实了电磁波的存在
D.赫兹首先预言了电磁波的存在,麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
[解析] 麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在.
知识点三 电磁波的应用
5.电磁波在真空中传播的速度，有一个广播电台的频率，这个电台发射的电磁波的波长 为( )
D
A. B. C. D.
[解析] 根据可得，.故选D.
6.[2024·北京八中月考] 响尾蛇导弹是一种被动制导的空对空导弹，它本身并不发射电磁波，但即使在漆黑的夜晚它也能自动追踪敌方的飞机，并将其击落.响尾蛇导弹的这种本领靠的是电磁波谱中的( )
C
A.射线 B.紫外线 C.红外线 D.无线电波
[解析] 红外线热作用较强，响尾蛇导弹在漆黑的夜晚能自动追踪敌方飞机的这种本领靠的是电磁波谱中红外线的作用，故选C.
7.[2024·安徽安庆一中月考] 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.下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是( )
B
A.雷达——无线电波 B.手机射线
C.紫外消毒柜——紫外线 D.遥控器——红外线
[解析] 雷达是利用了无线电波中微波来测距的，故A正确；手机采用的是无线电波，射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，故B错误；紫外线具有很强的消毒作用，故C正确；红外线可以用于遥控器，故D正确.
8.(多选)[2024·江西南昌二中月考] 电磁下列关于电磁波的说法正确的是( )
ACD
A.电磁波在真空中的传播速度是
B.电磁波不能传播能量
C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、 射线均属于电磁波
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在
[解析] 电磁波在真空中的传播速度是，选项A正确；电磁波能传播能量，选项B错误；无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、 射线均属于电磁波，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，选项D正确.
9.使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是，则蓝牙通信的电磁波( )
B
A.是蓝光
B.波长比手机通信的电磁波短
C.在真空中的传播速度大小为
D.在真空中的传播速度比可见光传播的速度小
[解析] 由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，A错误；由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由，可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，B正确；在真空中电磁波的传播速度大小均为，C、D错误.
10.[2024·广东执信中学月考] 如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是( )
B
A.&9& B.&10& C.&11& D.&12&
[解析] 根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场，故B、C、D都可以产生磁场.周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，故只有B可以产生电磁波.
11.(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
CD
A.在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线
B.无线电波的波长小于 射线的波长
C.适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D
D.医学上常用光照片辅助进行疾病诊断
[解析] 在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红光，不是红外线，红外线是看不到的，A错误；无线电波的波长大于 射线的波长，B错误；紫外线能促进体内维生素D的合成，C正确；射线穿透能力较强，医学上常用光照片辅助进行疾病诊断，D正确.
12.[2024·湖南岳阳一中月考] 二十世纪中叶以后，移动电话得到了快速发展，到目前为止，我们可以通过移动电话上网购物、玩游戏、查资料等等，给我们的生活带来了更多便捷与欢乐.有关移动电话的下列说法错误的是( )
B
A.移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波
B.移动电话只能发射电磁波，不能接收电磁波
C.移动电话不仅能利用电磁波传递声音，也能传递图像
D.在加油站一般禁止使用移动电话打电话
[解析] 移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波，选项A正确，B错误；移动电话不仅能利用电磁波传递声音，也能传递图像，选项C正确；为安全起见，在加油站一般禁止使用移动电话打电话，选项D正确.
13.回答以下关于微波炉的问题.
(1) 微波是频率为的无线电波，微波炉的工作频率多选用或，从同样使用微波的其他设备角度考虑，为什么微波炉要选用这样的频率？
[答案] 见解析
[解析] 雷达和其他通信系统同样使用的是微波这种无线电波，微波炉使用或这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其他通信系统.
(2) 微波炉门上一般都安装有安全联锁开关，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，请分析这样设计的原因.
[答案] 见解析
[解析] 电磁波具有能量，对人体有伤害，这样设计是为了防止电磁波从炉门处泄漏，对人体或其他物体造成伤害.
(3) 为什么不能将金属器皿或镶有金银花边的碗碟放进微波炉中使用？
[答案] 见解析
[解析] 微波炉是利用电磁波来加热食物的.微波炉中不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生大量的热量，会损坏微波炉和器皿.
(4) 为什么不能将盒装的牛奶放进微波炉加热？
[答案] 见解析
[解析] 对于盒装牛奶，盒子的内壁有铝箔，由于金属能屏蔽电磁波，所以电磁波无法达到盒内的牛奶中.
14.频率为的红光，从外的交通信号灯直接传到你的眼睛，大约需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？
[答案] 个
[解析] 传到眼睛需要的时间是
由得，该红光的波长
.
在这个距离中的波长数为
(个).
15.[2024·重庆一中月考] 若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题：
(1) 该电磁波的波长为多少？(电磁波在真空中的传播速度为)
[答案]
[解析] 由波速公式得
(2) 该电磁波属于哪个波段？(红外线波长范围为，紫外线的波长范围为)
[答案] 紫外线波段
[解析] 该电磁波属于紫外线波段
(3) 现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小.当频率为的电磁波以的速度传播时，电磁波的波长变为多少？
[答案]
[解析] 由得
