2018-2019高中物理 第4章 電磁波與現(xiàn)代通信 4.1 電磁波的發(fā)現(xiàn)學案 滬科版選修1 -1.doc
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4.1 電磁波的發(fā)現(xiàn) 1.(3分)下列關于電機的說法,不正確的是( ) A.電機就是發(fā)電機 B.電機實現(xiàn)了電能和其他形式能源的相互轉(zhuǎn)換 C.發(fā)電機使人類獲得了高效清潔的電能 D.電機包括電動機和發(fā)電機 【解析】 電機包括電動機和發(fā)電機,前者是把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能,后者是把其他形式能轉(zhuǎn)化成電能. 【答案】 A 2.(3分)如圖411所示,矩形線圈與磁場垂直,且一半在勻強磁場內(nèi)一半在勻強磁場外,下述過程中使線圈產(chǎn)生感應電流的是( ) 圖411 A.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動45 B.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動45 C.將線圈向下平移 D.將線圈向上平移 【解析】 以bc邊為軸轉(zhuǎn)動45的過程,穿過矩形線圈中的磁通量沒有變化;以ad邊為軸轉(zhuǎn)動45,穿過矩形線圈中的磁通量減??;而將線圈上、下平移時,穿過矩形線圈的磁通量不變,根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件可知選項B對,選項A、C、D錯. 【答案】 B 3.(4分)與磁感應強度B=0.8 T垂直的線圈面積為0.05 m2,(1)此線圈的磁通量是多大?(2)若這個線圈繞有50匝時,磁通量多大? 【解析】 根據(jù)磁通量的定義:磁感應強度B與面積S的乘積,叫做穿過這個面的磁通量,但要注意S是與磁感應強度B相垂直的那部分面積,即Φ=BS,故: (1)Φ1=BS=0.80.05 Wb=410-2 Wb (2)線圈繞有50匝,但與磁感應強度B垂直的面積還是0.05 m2,故穿過這個面的磁感線條數(shù)不變.磁通量也可理解為穿過這個面的磁感線的條數(shù).所以仍然為410-2 Wb. 【答案】 (1)410-2 Wb (2)410-2 Wb 課 標 導 思 1.了解麥克斯韋和赫茲在物理學發(fā)展中的貢獻,體會科學家研究物理問題的思維方法. 2.了解變化的電場和磁場互相聯(lián)系形成電磁場,電磁場在空間傳播形成電磁波,掌握波長、頻率和波速的關系.(重點+難點) 3.通過實例認識電磁波譜,了解電磁波的組成,知道它們各自的特點及重要應用. 一、發(fā)現(xiàn)電磁波的歷程 1.麥克斯韋的天才預見:1865年,麥克斯韋建立的電磁場理論,預言了電磁波的存在,并推算出電磁波的傳播速度等于光速. 2.赫茲實驗:赫茲的實驗顯示了電磁振蕩在空間的傳播,他的天才之“手”終于“捕捉”到了向往已久的電磁波. 二、認識電磁波 1.電磁波:任何帶電體振蕩時,都會產(chǎn)生一個變化的電場,這個變化的電場會激發(fā)一個磁場,變化的磁場又會激發(fā)一個電場.電場→磁場→電場→磁場……如此反復,在帶電體周圍就會形成一個交替變化的電磁場,也叫電磁振蕩.電磁場向周圍空間由近及遠地傳播,形成電磁波. 2.電磁波的特點 (1)電磁波是橫波. (2)電磁波的傳播不需要水和空氣等介質(zhì),它可在真空中傳播. (3)電磁波具有波的一般特征,其波長λ、頻率ν、波速c之間的關系是c=λν. (4)電磁波同其他波一樣,也具有能量. 3.電磁波王國 電磁波譜:按電磁波的波長或頻率的大小順序把電磁波排列成譜,叫做電磁波譜.如按用途將電磁波譜劃分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線. 一、電磁波的基本知識 1.波長λ:電磁波在一個周期傳播的距離等于一個波長. 2.頻率f:單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)叫做頻率. 3.波速c:電磁波的傳播速度等于光速,c=3108 m/s. 4.波長、波速和頻率間的關系公式:c=λf. 5.傳播:在真空中傳播,不需要水或空氣等介質(zhì). 6.無線電波的應用 (1)長波:主要用于導航、報時等. (2)中波:主要用于電話、電報、廣播、標準頻率報時、防汛、救災、軍事通信等. (3)微波:衛(wèi)星通信、常規(guī)的中繼通信、電話、電報、傳輸數(shù)據(jù)、圖像、長途干線通信等. 7.無線電波三種傳播方式的比較 傳播方式 概念 優(yōu)點 缺點 適用波段 地波 沿地球表面?zhèn)鞑サ臒o線電波 比較穩(wěn)定 傳播過程中消耗部分能量 長波段和中波段 天波 靠大氣中電離層的反射傳播的無線電波 受地面障礙的影響較小 傳播不穩(wěn)定 短波 空間波 像光束那樣沿直線傳播的無線電波 受外界干擾小 不能進行遠距離傳播,若進行遠距離傳播要借助于中繼站 微波和超短波 【特別提醒】 由于波長不同、頻率不同、各個波段的電磁波穿透能力、傳播能力也不同,根據(jù)它們不同特點有不同應用. 二、電磁波譜 1.無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線合起來,構成了范圍非常廣泛的電磁波譜.可見光只是其中很窄的一個波段.由于它們都是本質(zhì)相同的電磁波,所以它們的行為都遵循共同的規(guī)律,但另一方面,由于它們的頻率不同而又表現(xiàn)出不同的特性.例如,波長較長的無線電波,很容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象.但對波長越來越短的可見光、紫外線、X射線、γ射線,要觀察到它們的干涉、衍射現(xiàn)象就越來越困難了. 2.各波段的電磁波譜的比較 一、對電磁波的認識 (多選)關于電磁場和電磁波,下列說法正確的是( ) A.電磁波是橫波 B.電磁波的傳播需要介質(zhì) C.電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 D.電磁波中電場和磁場的方向處處相互垂直 【解析】 電磁場由近及遠地傳播形成電磁波,電磁波在傳播過程中,電場、磁場以及傳播方向三者相互垂直,電磁波是一種波,它具有波的一切特性,它能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象,電磁波在真空中的速度最大,它的傳播不需要介質(zhì).故正確答案為ACD. 【答案】 ACD 本題涉及了電磁場、電磁波的基本知識,也啟示我們在學習中要關注科技、國防、醫(yī)療、社會生活,并能從中了解有關知識的應用. 1.(多選)下列關于電場、磁場及電磁波的說法中正確的( ) 我國電視頻道的劃分頻道號 1 2 …… 6 …… 68 頻率范圍/MHz 48.5~56.5 56.5~64.5 …… 167~178 …… 950~958 A.均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的磁場 B.只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化,就會在其周圍產(chǎn)生電磁波 C.振蕩電路發(fā)射電磁波的過程,也是向外輻射能量的過程 D.電磁波的傳播并不依賴介質(zhì) 【解析】 均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,A項錯;只有周期性變化的電場和磁場才能交替產(chǎn)生,由發(fā)生區(qū)域向外傳播形成電磁波,B項錯;發(fā)射電磁波的過程,也是向外輻射能量的過程,C項正確;電磁波是電磁場自身的運動過程不需要介質(zhì),D項正確. 【答案】 CD 二、對電磁波譜的理解 (多選)下列有關電磁波的說法中正確的是( ) A.電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無線電波 B.電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是γ射線 C.頻率大于可見光的電磁波表現(xiàn)為沿直線傳播 D.以上說法都不正確 【解析】 波長越長,越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,在電磁波中,無線電波波長最長,γ射線的波長最短,故選項A錯誤,B正確;波長越短,頻率越大的電磁波,其衍射現(xiàn)象不明顯,傳播的直線性越好,故C項正確. 【答案】 BC 無線電波到γ射線都是本質(zhì)相同的電磁波,其行為服從共同的規(guī)律,但因波長(或頻率)不同又表現(xiàn)出不同的特點,要熟記各部分的波長,頻率范圍及其關系,知道同一電磁波的波長與頻率成反比. 2.紅外線、紫外線、無線電波、可見光、γ射線、倫琴射線按波長由大到小的排列順序是( ) A.無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線 B.紅外線、可見光、紫外線、無線電波、γ射線、倫琴射線 C.γ射線、倫琴射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波 D.紫外線、紅外線、γ射線、倫琴射線、無線電波、可見光 【解析】 在電磁波譜中以無線電波波長最大,γ射線波長最小,所以正確的順序為A. 【答案】 A 1.近來軍事行動中,士兵都配戴“紅外夜視儀”,以便在夜間也能清楚地看清目標,這主要是因為( ) A.“紅外夜視儀”發(fā)射出強大的紅外線,照射被視物體 B.一切物體均不停地輻射紅外線 C.一切高溫物體不停地輻射紅外線 D.“紅外夜視儀”發(fā)射出γ射線,放射性物體受到激發(fā)而發(fā)出紅外線 【解析】 一切物體都不停地向外輻射紅外線,不同物體輻射出來的紅外線不同.采用紅外線接收器,可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置,而且不受白天和夜晚的影響.故選B. 【答案】 B 2.(多選)關于電磁波譜,下列說法中正確的是( ) 【導學號:17592046】 A.紅外線的波長比紅色光波長長,它的熱作用很強 B.X射線就是倫琴射線 C.陰極射線是一種頻率極高的電磁波 D.紫外線的波長比倫琴射線的長,它的顯著作用是化學作用 【解析】 在電磁波譜中,紅外線的波長比可見光的波長長,A項正確;陰極射線是電子流,它與電磁波有著本質(zhì)的區(qū)別,C項錯誤;紫外線的顯著作用是化學作用,倫琴射線的顯著作用是穿透作用,D項正確.故選ABD. 【答案】 ABD 3.比較可見光、無線電波以及激光在真空中的傳播速度的大小,可知( ) A.可見光最大 B.無線電波最大 C.激光最大 D.三者相同 【解析】 三者均屬于不同頻率的電磁波,它們的速度在真空中全為3108 m/s,故選項D正確. 【答案】 D 4.下列關于電磁波的說法正確的是( ) A.電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B.電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C.電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象 D.電磁波無法攜帶信息傳播 【解析】 電磁波可以在真空中傳播,能發(fā)生干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象,并且它可以傳遞信息,可知只有B選項正確. 【答案】 B- 配套講稿:
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- 2018-2019高中物理 第4章 電磁波與現(xiàn)代通信 4.1 電磁波的發(fā)現(xiàn)學案 滬科版選修1 -1 2018 2019 高中物理 電磁波 現(xiàn)代 通信 發(fā)現(xiàn) 滬科版 選修
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