1、1第十三章 電磁感應與電磁波初步 4 電磁波的發現及應用知識點一 電磁場1變化的磁場產生電場(1)實驗基礎： 如圖所示， 在變化的磁場中放一個閉合電路， 電路里就會產生感應電流。(2)麥克斯韋對該問題的見解： 回路里有感應電流產生， 一定是變化的磁場產生了電場， 自由電荷在電場的作用下發生了定向移動。(3)該現象的實質：變化的磁場產生了電場。2變化的電場產生磁場麥克斯韋大膽地假設， 既然變化的磁場能產生電場， 變化的電場也會在空間產生磁場。按照這個理論，變化的電場和磁場總是相互聯系的， 形成一個不可分割的統一的電磁 場知識點二 電磁波1電磁波的產生如果空間某區域存在不均勻變化的電場， 那么它就

2、會在空間引起不均勻變化的磁場， 這 一不均勻變化的磁場又引起不均勻變化的電場 于是變化的電場和變化的磁場交替產生， 由近及遠向周圍傳播，形成電磁波。2電磁波的速度麥克斯韋指出了光的電磁本性，他預言電磁波的速度等于光速。知識點三 赫茲的電火花1886 年，赫茲用實驗證明了麥克斯韋預言的正確性，第一次發現了電磁波。1赫茲的實驗裝置 如圖所示2實驗現象當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時， 導線環兩個小球間也跳過火花。3現象分析當感應圈使得與它相連的兩個金屬球間產生電火花時，空間出現了迅速變化的電磁場。 這種電磁場以電磁波的形式在空間傳播。 當電磁波到達導線環時， 它在導線環中激發出感應 電動勢，使得導

3、線環的空隙中也產生了火花。知識點四 電磁波譜在一列水波中， 凸起的最高處叫作波峰； 凹下的最低處叫作波谷。 鄰近的兩個波峰(或 波谷)的距離叫作波長。波的頻率表示在 1 s 內有多少次波峰(或波谷)通過。水波不停地向 遠方傳播， 用來描述波傳播快慢的物理量叫作波速。 波速、 波長、 頻率三者之間的關系是波 速波長頻率。對于電磁波，有同樣的關系。如果用 表示電磁波的波長， f 表示它的頻 率，那么電磁波的波速 c 與 、f 的關系是 cf，電磁波在真空中的速度 c3108 m/s。(1)電磁波譜的概念：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成的光譜。(2)電磁波譜中，不同波長(或頻率)的電磁波

4、的特點及應用對比：2電磁波譜頻率真空中波 長特性X 射線紫外線 射線無線電波 紅外線 可見光由左向右，頻率變化為：由小到大由左向右，波長變化為：由長到短化學作用，熒光作用日光燈、 殺菌、治療皮 膚病等穿透力最 強探測、治 療波動性強通訊廣 播、無線電技 術感光性強穿透力強熱效應強檢查、探測、 透視、治療遙測、加照明、照相 等用途熱、紅外攝像、紅外制導(3)電磁波的能量：電磁波是一種物質，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在。電磁波可以被探測到，表明電磁波具有能量。(4)太陽輻射的特點：太陽輻射的能量集中在紅外線、可見光和紫外線三個區域， 在眼睛感覺最敏感的黃綠光 附近，輻射的能量最強。拓展 雷達的工

5、作原理：雷達利用微波遇到障礙物的反射現象來測定物體位置。根據發射無線電波到接收反射ct波的時間 t，確定障礙物的距離2 ，再根據發射無線電波的方向和仰角，可以確定障礙物的 位置。【例 1】根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是 ( )A有電場的空間一定存在磁場，有磁場的空間也一定能產生電場B在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產生變化的電場 C均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場D周期性變化的磁場周圍空間一定產生周期性變化的電場【例 2】電磁波包含了 射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是 ( )A 無線電波、紅外線、紫外線、 射線B 紅外線、無

6、線電波、 射線、紫外線C 射線、紅外線、紫外線、無線電波 D 紫外線、無線電波、 射線、紅外線【例 3】雷達在搜尋目標時， 接收到回波所用時間為 1.2104s，則此目標距雷達 ( )A 36kmC 18kmB 72kmD 9km3隨堂練習1麥克斯韋預言了電磁波的存在，通過實驗驗證電磁波存在的科學家是( )A貝爾 B赫茲C西門子 D愛迪生2根據麥克斯韋的電磁場理論，下列說法正確的是( )A變化的電場一定能產生磁場B變化的磁場一定能產生變化的電場 C恒定的電場一定能產生恒定的磁場 D恒定的電場一定能產生恒定的電場3手機 A 的號碼為 12345670002，手機 B 的號碼為 123456700

7、08，手機 A 撥手機 B 時，手機 B 發出響聲并且顯示屏上顯示 A 的號碼為 12345670002。若手機 A 置于一透明真空罩中，用手機 B 撥叫手機 A，則( )A發出響聲，并顯示 B 的號碼為 12345670008B不發出響聲，但顯示 B 的號碼為 12345670008 C不發出響聲，但顯示 B 的號碼為 12345670002 D即不發出響聲，也不顯示號碼4間諜衛星上裝有某種遙感照相機，可用來探測軍用和民用目標。這種照相機能拍到晚上關燈行駛的汽車， 即使車隊離開也瞞不過它。這種遙感照相機敏感的電磁波屬于( )A可見光波段 B紅外波段C紫外波段 D X 射線波段5 (多選)根據

8、麥克斯韋的電磁場理論，以下敘述中正確的是( )A教室中開亮的日光燈周圍空間必有磁場和電場B工作時打點計時器必有磁場和電場C穩定的電場產生穩定的磁場，穩定的磁場激發穩定的電場D電磁波在傳播過程中，電場方向、磁場方向和傳播方向三者互相垂直6(多選)根據麥克斯韋電磁場理論， 變化的磁場可以產生電場。 當產生的電場的電場線 如圖所示時，可能是( )4A向上方向的磁場在增強B向上方向的磁場在減弱C向上方向的磁場先增強，然后反向減弱D向上方的磁場減弱，然后反向增強7聲波和電磁波均可傳遞信息，且都具有波的共同特征。下列說法正確的是( )A聲波的傳播速度小于電磁波的傳播速度B聲波和電磁波都能引起鼓膜振動C電磁

9、波都能被人看見，聲波都能被人聽見D二胡演奏發出的是聲波，而電子琴演奏發出的是電磁波8 (物理與生活)甲坐在人民大會堂臺前 60 m 處聽報告，乙坐在家里離電視機 5 m 處聽 電視轉播，已知乙所在處與人民大會堂相距 1000 km，不考慮其他因素，則(空氣中聲速為340 m/s) ( )A甲先聽到聲音 B乙先聽到聲音C甲、乙同時聽到 D不能確定D不論機械波、電磁波，都滿足 vf，式中三參量依次為波速、波長、頻率9關于電磁場和電磁波，下列說法不正確的是( )A變化的電場能夠產生磁場，變化的磁場能夠產生電場B麥克斯韋第一次通過實驗驗證了電磁波的存在C 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、 X射線、

10、射線都是電磁波D紫外線是一種波長比紫光更短的電磁波，能夠滅菌消毒10如圖所示，王亞平進行“太空授課”時，與地面同學通過同步通信衛星通話，他們之 間每一問一答總是遲“半拍”，這是為什么？如果地面上有兩個手持衛星電話的人通過同步衛 星通話，一方講話，另一方至少要等多長時間才能聽到對方的講話？ (已知地球的質量為 6.01024kg，地球半徑為 6.4106m，引力常量為 6.671011N m2 kg2)56第十三章 電磁感應與電磁波初步 4 電磁波的發現及應用【例 1】答案： D解析： 根據麥克斯韋電磁場理論， 只有變化的電場才能產生磁場， 均勻變化的電場產生 恒定的磁場，非均勻變化的電場產生變

11、化的磁場，只有選項D正確?！纠?2】答案： A解析： 在電磁波譜中，無線電波波長最長， 射線波長最短，紅外線的波長大于紫外線 的波長。則 A 正確， B 、C 、D 錯誤。【例 3】答案： C1 1解析： sc 2t3105 2 1.2104km18km，故 C 正確。隨堂練習1 、答案： B解析：首先用實驗驗證了電磁波存在的科學家是赫茲，而麥克斯韋預言了電磁波的存在， 故 B 正確， A 、C 、D 錯誤。2 、答案： A解析： 變化的電場一定產生磁場，變化的磁場一定產生電場， A 正確， B 錯誤；恒定的 電(磁)場，不能產生磁(電)場， C 、D 錯誤。3 、答案： B解析： 電磁波可以

12、在真空中傳播，而聲波傳播則需要介質，當手機B 撥打手機 A 時(A 置于一透明真空罩中)，A 能顯示 B 的號碼，不能發出響聲，即 B 正確。4 、答案： B解析： 任何物體都在向外輻射紅外線，溫度越高輻射越強，導彈發射、汽車行駛時發動 機溫度很高，會輻射出強烈的紅外線。車隊離開后，空氣中的熱還沒有馬上散發掉，遙感照 相機還能探測到車隊剛剛走過的軌跡。5 、答案： ABD解析： 教室中開亮的日光燈、 工作時打點計時器用的振蕩電流， 在其周圍產生振蕩磁場 和電場，故選項A、B 正確；穩定的電場不會產生磁場，故選項C 錯誤；電磁波是橫波，電 場方向、磁場方向和傳播方向相互垂直，故選項D正確。6 、

13、答案： AC解析： 向上方向的磁場增強時， 感應電流的磁場阻礙原磁場的增強而方向向下， 根據安 培定則感應電流方向如圖中 E 的方向所示。選項 A 正確， B 錯誤。同理，當磁場反向即向 下的磁場減少時，也會得到如圖中E 的方向，選項 C 正確， D 錯誤。7 、答案： A解析： 聲波屬于機械波， 其傳播需要介質，傳播速度小于電磁波的傳播速度；鼓膜的振 動是空氣的振動帶動的，人耳聽不到電磁波；電磁波的傳播不需要介質，人耳聽不到電磁波； 二胡和電子琴發出的都是聲波。8 、答案： B60m 1000km 解析： 聲音傳到甲所需時間為 t1 340m/s0. 176s，傳到乙所需時間為 t2 300000 km/s5m 340m/s0.018s。9 、答案： B解析： 變化的電場能產生磁場， 變化的磁場能產生電場 所以電場和磁場總是相互聯系 著的，故 A 正確；麥克斯韋只是預言了電磁波的存在，是赫茲第一次通過實驗驗證了電磁 波的存在； 故 B 錯誤； 電磁波有： 無線電波、 紅外線、 可見光、 紫外線、 倫琴射線、 射線， 故 B 正確； 紫外線的波長比紫光的短， 它可以進行滅菌