2018-2019高中物理 第4章 电磁波与现代通信 4.1 电磁波的发现学案 沪科版选修1 -1.doc

41电磁波的发现1(3分)下列关于电机的说法，不正确的是()A电机就是发电机B电机实现了电能和其他形式能源的相互转换C发电机使人类获得了高效清洁的电能D电机包括电动机和发电机【解析】电机包括电动机和发电机，前者是把电能转化成其他形式的能，后者是把其他形式能转化成电能【答案】A2(3分)如图411所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，下述过程中使线圈产生感应电流的是()图411A以bc边为轴转动45B以ad边为轴转动45C将线圈向下平移D将线圈向上平移【解析】以bc边为轴转动45的过程，穿过矩形线圈中的磁通量没有变化；以ad边为轴转动45，穿过矩形线圈中的磁通量减小；而将线圈上、下平移时，穿过矩形线圈的磁通量不变，根据产生感应电流的条件可知选项B对，选项A、C、D错【答案】B3(4分)与磁感应强度B0.8 T垂直的线圈面积为0.05 m2，(1)此线圈的磁通量是多大？(2)若这个线圈绕有50匝时，磁通量多大？【解析】根据磁通量的定义：磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，但要注意S是与磁感应强度B相垂直的那部分面积，即BS，故：(1)1BS0.80.05 Wb4102 Wb(2)线圈绕有50匝，但与磁感应强度B垂直的面积还是0.05 m2，故穿过这个面的磁感线条数不变磁通量也可理解为穿过这个面的磁感线的条数所以仍然为4102 Wb.【答案】(1)4102 Wb(2)4102 Wb课标导思1.了解麦克斯韦和赫兹在物理学发展中的贡献，体会科学家研究物理问题的思维方法2了解变化的电场和磁场互相联系形成电磁场，电磁场在空间传播形成电磁波，掌握波长、频率和波速的关系(重点难点)3通过实例认识电磁波谱，了解电磁波的组成，知道它们各自的特点及重要应用.一、发现电磁波的历程1麦克斯韦的天才预见：1865年，麦克斯韦建立的电磁场理论，预言了电磁波的存在，并推算出电磁波的传播速度等于光速2赫兹实验：赫兹的实验显示了电磁振荡在空间的传播，他的天才之“手”终于“捕捉”到了向往已久的电磁波二、认识电磁波1电磁波：任何带电体振荡时，都会产生一个变化的电场，这个变化的电场会激发一个磁场，变化的磁场又会激发一个电场电场磁场电场磁场如此反复，在带电体周围就会形成一个交替变化的电磁场，也叫电磁振荡电磁场向周围空间由近及远地传播，形成电磁波2电磁波的特点(1)电磁波是横波(2)电磁波的传播不需要水和空气等介质，它可在真空中传播(3)电磁波具有波的一般特征，其波长、频率、波速c之间的关系是c.(4)电磁波同其他波一样，也具有能量3电磁波王国电磁波谱：按电磁波的波长或频率的大小顺序把电磁波排列成谱，叫做电磁波谱如按用途将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线.一、电磁波的基本知识1波长：电磁波在一个周期传播的距离等于一个波长2频率f：单位时间内完成的全振动的次数叫做频率3波速c：电磁波的传播速度等于光速，c3108 m/s.4波长、波速和频率间的关系公式：cf.5传播：在真空中传播，不需要水或空气等介质6无线电波的应用(1)长波：主要用于导航、报时等(2)中波：主要用于电话、电报、广播、标准频率报时、防汛、救灾、军事通信等(3)微波：卫星通信、常规的中继通信、电话、电报、传输数据、图像、长途干线通信等7无线电波三种传播方式的比较传播方式概念优点缺点适用波段地波沿地球表面传播的无线电波比较稳定传播过程中消耗部分能量长波段和中波段天波靠大气中电离层的反射传播的无线电波受地面障碍的影响较小传播不稳定短波空间波像光束那样沿直线传播的无线电波受外界干扰小不能进行远距离传播，若进行远距离传播要借助于中继站微波和超短波【特别提醒】由于波长不同、频率不同、各个波段的电磁波穿透能力、传播能力也不同，根据它们不同特点有不同应用.二、电磁波谱1无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线合起来，构成了范围非常广泛的电磁波谱可见光只是其中很窄的一个波段由于它们都是本质相同的电磁波，所以它们的行为都遵循共同的规律，但另一方面，由于它们的频率不同而又表现出不同的特性例如，波长较长的无线电波，很容易表现出干涉、衍射现象但对波长越来越短的可见光、紫外线、X射线、射线，要观察到它们的干涉、衍射现象就越来越困难了2各波段的电磁波谱的比较一、对电磁波的认识(多选)关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A电磁波是横波B电磁波的传播需要介质C电磁波能产生干涉和衍射现象D电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直【解析】电磁场由近及远地传播形成电磁波，电磁波在传播过程中，电场、磁场以及传播方向三者相互垂直，电磁波是一种波，它具有波的一切特性，它能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，电磁波在真空中的速度最大，它的传播不需要介质故正确答案为ACD.【答案】ACD本题涉及了电磁场、电磁波的基本知识，也启示我们在学习中要关注科技、国防、医疗、社会生活，并能从中了解有关知识的应用.1(多选)下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的()我国电视频道的划分频道号12668频率范围/MHz48.556.556.564.5167178950958A.均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场B只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波C振荡电路发射电磁波的过程，也是向外辐射能量的过程D电磁波的传播并不依赖介质【解析】均匀变化的电场产生恒定的磁场，A项错；只有周期性变化的电场和磁场才能交替产生，由发生区域向外传播形成电磁波，B项错；发射电磁波的过程，也是向外辐射能量的过程，C项正确；电磁波是电磁场自身的运动过程不需要介质，D项正确【答案】CD二、对电磁波谱的理解(多选)下列有关电磁波的说法中正确的是()A电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波B电磁波谱中最难发生衍射的是射线C频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播D以上说法都不正确【解析】波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波中，无线电波波长最长，射线的波长最短，故选项A错误，B正确；波长越短，频率越大的电磁波，其衍射现象不明显，传播的直线性越好，故C项正确【答案】BC无线电波到射线都是本质相同的电磁波，其行为服从共同的规律，但因波长(或频率)不同又表现出不同的特点，要熟记各部分的波长，频率范围及其关系，知道同一电磁波的波长与频率成反比.2红外线、紫外线、无线电波、可见光、射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是()A无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线B红外线、可见光、紫外线、无线电波、射线、伦琴射线C射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D紫外线、红外线、射线、伦琴射线、无线电波、可见光【解析】在电磁波谱中以无线电波波长最大，射线波长最小，所以正确的顺序为A.【答案】A1近来军事行动中，士兵都配戴“红外夜视仪”，以便在夜间也能清楚地看清目标，这主要是因为()A“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B一切物体均不停地辐射红外线C一切高温物体不停地辐射红外线D“红外夜视仪”发射出射线，放射性物体受到激发而发出红外线【解析】一切物体都不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，而且不受白天和夜晚的影响故选B.【答案】B2(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是() 【导学号：17592046】A红外线的波长比红色光波长长，它的热作用很强BX射线就是伦琴射线C阴极射线是一种频率极高的电磁波D紫外线的波长比伦琴射线的长，它的显著作用是化学作用【解析】在电磁波谱中，红外线的波长比可见光的波长长，A项正确；阴极射线是电子流，它与电磁波有着本质的区别，C项错误；紫外线的显著作用是化学作用，伦琴射线的显著作用是穿透作用，D项正确故选ABD.【答案】ABD3比较可见光、无线电波以及激光在真空中的传播速度的大小，可知()A可见光最大B无线电波最大C激光最大 D三者相同【解析】三者均属于不同频率的电磁波，它们的速度在真空中全为3108 m/s，故选项D正确【答案】D4下列关于电磁波的说法正确的是()A电磁波必须依赖介质传播B电磁波可以发生衍射现象C电磁波不会发生偏振现象D电磁波无法携带信息传播【解析】电磁波可以在真空中传播，能发生干涉、衍射、偏振等现象，并且它可以传递信息，可知只有B选项正确【答案】B