人教版九年级物理 第二十一章电磁波及其应用第1节电磁波的海洋（教学设计）

人教版九年级物理 第二十一章 电磁波及其应用
第1节 电磁波的海洋（教学设计）
【课题】第1节 磁现象 磁场
【学习目标】
1. 了解电磁波的产生和传播；知道光是电磁波和电磁波在真空中的传播速度；知道波长、频率和波速的关系。
2. 了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
3. 通过实验了解电磁波产生的条件。
4. 通过电磁波的学习，了解科技为人类带来的便利，养成主动学习科学的习惯。
【学习重点】
1．电磁波的产生条件和传播特性。
2．电磁波的应用。　　　　
【学习难点】
电磁波的波长、频率和波速及其之间的关系。
【教学器材】
收音机、电池、导线、真空罩、抽气机、手机（演示电磁波的产生和电磁波能在真空中传播。）
【新课导入】
【演示1】
打开收音机的开关，调至没有电台的位置，将音量开大。取一节旧干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，可以听到收音机发出“咔咔”声。
问题：收音机为什么会发出这种声音呢？
【板书课题】第1节 电磁波的海洋
【新课学习】知识点一 电磁波是怎样产生的
【播放视频】电磁波是怎样产生的
利用和水波、声波类比的方法引入电磁波
一、 电磁波是怎样产生的
水面振动产生水波，物体振动产生声波。
迅速变化的电流周围产生电磁波。
导线中电流的迅速变化会在空间激起（产生） 电磁波。
广播电台、电视台及移动电话都能发射电磁波。
这些电磁波就是靠它们里面复杂的电子线路产生迅速变化的电流而产生的。
【课堂练习】
【例题1】将一根导线的一端与电池的负极相连，另一端与电池的正极时断时续地接触，旁边的收音机就会发出“咔咔”声，这是因为收音机收到了电池与导线产生的【 】
A.超声波 B.次声波
C.电磁波 D.光波
【答案】C
【解析】将一根导线的一端与电池的负极相连，另一端与电池的正极时断时续地接触，产生迅速变化的电流，电能生磁、磁能生电，变化的电流在空间产生电磁波，电磁波被收音机接收到，收音机会发出“咔咔”声。
【例题2】下面的场景，不能产生电磁波的是【 】
A. 电冰箱的电路接通或断开
B. 正在工作的电铃
C. 正在工作的电声喇叭
D. 用木棒不断敲击鼓面
【答案】D
【解析】电冰箱的电路接通或断开,电路中的电流迅速变化，周围空间能够产生电磁波；
正在工作的电铃,电铃电路时断时通，电流时有时无，迅速变化，周围空间能够产生电磁波；
正在工作的电声喇叭中通过的电流大方向不断变化,周围能够产生电磁波。
用木棒不断敲击鼓面,鼓面振动能够产生声音,但不能产生电磁波。
知识点二 电磁波是怎样传播的
在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫作波峰；凹下的最低处，叫作波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作波长（λ）。在某确定位置，1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率（ ）就是多少。
描述波的物理量
（1）波长（λ）：相邻近两个波峰（或波谷）之间的距离。单位是米（m）。
（2）频率（f）：单位时间内振源振动的次数。单位有赫兹（Hz）、千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
（3）波速（ ）：用来描述波传播快慢的物理量。
电磁波也可用波长、频率和波速来描述。
电磁波在真空中的传播速度约为c =3.0×108 m/s.
（4）波速、波长和频率之间的关系：c = λf
【演示2】真空罩中的手机能接到电话吗？
【播放视频】真空罩中的手机能接到电话吗？
把一部手机放在真空罩中，抽掉空气后，给这部手机打电话。
现象：放在抽掉空气的真空罩中的手机，可以收到罩外传给它的电磁波，但不能听到手机铃声。
结论：电磁波在真空中也可以传播。
太空中没有空气，声音无法传播。
电磁波可以在真空中传播，航天员在太空可以用电磁波来通信。
真空中电磁波的波速为c=3.0×108 m/s.
【课堂练习】
【例题3】（2025年广西中考题）2025年4月25日，神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过_______波传递全世界。该波________（选填“能”或“不能”）在空气中传播。
【答案】电磁 能
【解析】电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，电磁波能够传递信息，太空中是真空环境，所以激动人心的画面是通过电磁波传遍全世界的。
电磁波不但能够在介质中传播，而且能够在真空中传播。电磁波能在空气中传播。
【例题4】（2025年山东威海中考题）中国北方中纬高频雷达网是一种利用高频电磁波探测高空电离层带电粒子的科学设施，其通过发射电磁波并接收反射回波来获取信息。电磁波与带电粒子的相互作用改变了电磁波传播的_____（选填“快慢”或“方向”）；电磁波从地面开始发射到60km高度处被反射回发射点，共需__________s.（c取3.0×105km/s）
【答案】方向 4×10-4
【解析】电磁波与带电粒子相互作用时，主要改变其传播的方向，电磁波在真空中的速度不变。
电磁波从发射到接收回波往返传播距离为s=2×60km=120km，由得，需要的时间为
知识点三 电磁波大家族
三、电磁波大家族
电磁波频率的单位是赫兹(Hz)。因为通常电磁波的频率都很高、所以常用的单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。这些单位间的换算关系是 1kHz=10 Hz， 1MHz=10 kHz
想想做做
（1）观察收音机的刻度板上面标有哪些数字和单位？它们都表示什么意思？
刻度板上标的数字160、130、100、80、70、60、 53的单位是10千赫（×10kHz）；
刻度板上标的数字108、104、100、93、86、80、 76的单位是兆赫（MHz）。
刻度板上的AM表示接收的是调幅（振幅）广播，电磁波的频率范围是160×10kHz～53×10kHz；
FM表示接收的是调频（频率）广播，电磁波的频率范围是108MHz～76MHz.
（2）打开收音机，转动调谐旋钮，调到可以收听到广播节目的位置，看看频率是多少。
转动调谐旋钮，调到收听中央广播电视《中国之声》广播节目，北京地区FM106.1MHz，AM639kHz；河南郑州地区FM101.2MHz，AM1377kHz.
电磁波是个大家族。
通常用于广播、电视和移动通信的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分电磁波， 叫作无线电波。日常生活中可以看到各种各样的天线，它们有的是发射电磁波的，有的是接收电磁波的。
可见光、红外线和紫外线也属于电磁波。X射线、γ射线是频率很高的电磁波。
电磁波的应用
（1）无线电波：广播、电视、移动通信。
（2）红外线：遥控、遥感等。
（3）紫外线：杀菌消毒、验钞等。
（4）X射线：用于医疗上诊断是否骨折等。
（5）γ射线：金属探伤，脑外科手术等。
生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。
微波炉内有很强的电磁波。这种电磁波的波长在无线电波中较短，叫作微波。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。由于微波可以深入食物内部，所以用微波炉做饭时食物的内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。
【介绍中国天眼】中国天眼——FAST
宇宙中存在的电磁波覆盖了整个电磁波段。我们除了可以在可见光波段用光学望远镜观测天体，还可以在无线电波段观测天体。在“天眼之父”南仁东的带领下，我国建成了世界上最大的500m口径球面射电望远镜（FAST），仰望星空，我们正在探索着宇宙的奥秘。
【课堂练习】
【例题5】（2025年陕西中考题）如图，是搭载热成像仪和实时图像传输器的防火巡查无人机。其搭载的热成像仪通过物体辐射的________（选填“红外线”或“紫外线”）检测林场温度并形成图像，图像传输器利用_________（选填“超声波”或“电磁波”）将这些图像传输给操作终端。
【答案】红外线 电磁波
【解析】物体时刻向外辐射红外线，无人机搭载的热成像仪通过物体辐射的红外线检测林场温度并形成图像。
电磁波能传递信息，且能在真空中传播，图像传输器利用电磁波将这些图像信息传输给操作终端。
【例题6】如图为电磁波的频率及其应用实例,下列说法正确的是【 】
A.电磁波的传播不需要介质
B.电视机遥控器是利用γ射线工作的
C.体检胸透用的X射线频率比可见光的低
D.红外线在真空中的传播速度比紫外线的快
【答案】A
【解析】电磁波不但可以在介质中传播，而且可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质;电视机遥控器是利用发射的红外线控制电视机的；由图示可知，体检胸透用的X射线的频率比可见光的频率高；红外线和紫外线都是频率很高的电磁波，它们在真空中的传播速度相等，都为3×108 m/s.
【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4、5题