資源簡介

4　電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用
分值：50分
[1~8題，每題4分]
考點(diǎn)一　電磁場
1.(多選)在電磁學(xué)發(fā)展的過程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)，下列說法正確的是
A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)
B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D.庫侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷間的相互作用規(guī)律，密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元電荷的數(shù)值
2.關(guān)于電磁場理論，下列說法中正確的是
A.穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場
B.非均勻變化的電場產(chǎn)生的磁場一定是均勻變化的
C.均勻變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場
D.均勻變化的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場
3.下列四個(gè)選項(xiàng)中的四種磁場變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場的是
A.　　　　　　　　B.
C.　　　　　　　　D.
考點(diǎn)二　電磁波及電磁波譜
4.(2024·阜陽市高二檢測)下列關(guān)于電磁場、電磁波的說法中正確的是
A.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場
B.電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小都相同
C.人們利用電磁波傳遞信息或者能量
D.電磁場僅僅是一種描述方式，不是真正的物質(zhì)存在
5.(多選)(2024·惠州市調(diào)研)使用藍(lán)牙耳機(jī)接聽手機(jī)來電，信號傳輸示意圖如圖所示，以下說法正確的是
A.藍(lán)牙通信的電磁波是可見光
B.藍(lán)牙通信的電磁波波長比手機(jī)通信的電磁波波長短
C.兩種電磁波都能在真空中傳播
D.藍(lán)牙通信的電磁波波速大于光速
6.(2025·天津市高二期末)如圖所示是我國500 m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)，它可以通過接收來自宇宙深處的電磁波探索宇宙。下列關(guān)于電磁波說法正確的是
A.可見光不屬于電磁波
B.電磁波不可以在真空中傳播
C.X射線的波長比紅外線的波長更長
D.電磁波的傳播過程是伴隨著能量向外傳遞的
7.(2024·沈陽市高二學(xué)業(yè)考試)英國物理學(xué)家麥克斯韋推算出一個(gè)出人意料的答案：電磁波的速度等于光速！電磁波在空氣中的傳播速度近似等于3×108 m/s，某無線電波的頻率是0.998×108 Hz，該電磁波在空氣中的波長約為
A.1.52 m B.3.01 m
C.2.56 m D.1.09 m
8.(多選)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是
A.紅外線、X射線、γ射線中紅外線的波長最短
B.銀行的驗(yàn)鈔機(jī)和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線
C.微波可用于廣播及其他信號的傳播
D.X射線可以用于診斷病情，γ射線可以摧毀病變的細(xì)胞
[9、10題，每題5分]
9.(2024·上饒市高二期末)2023年10月26日11時(shí)14分，長征二號F遙十七運(yùn)載火箭托舉著神舟十七號載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，送湯洪波、唐勝杰、江新林3名航天員奔赴“天宮”。如圖所示，神十六、神十七兩個(gè)乘組“太空會師”，航天員能與地面工作人員保持實(shí)時(shí)聯(lián)絡(luò)，直播畫面通過電磁波傳送到地面。下列關(guān)于電磁波說法正確的是
A.電磁波傳播過程中，電場和磁場是獨(dú)立存在的，沒有關(guān)聯(lián)
B.電磁波可以在真空中傳播
C.不能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁波的存在
D.太空中航天員講話時(shí)畫面與聲音同步，說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度
10.(2025·徐州市高二月考)電焊作業(yè)時(shí)，會產(chǎn)生對人體有害的電焊弧光，輻射出大量頻率為1.0×1015 Hz的電磁波。已知光速c=3×108 m/s，根據(jù)如圖所示的電磁波譜，判斷它屬于哪種電磁波
A.微波 B.紅外線
C.X射線 D.紫外線
11.(8分)若你用通過靜止衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的無線電話與朋友通話，則在你講話后，至少要等多長時(shí)間才能聽到對方的回話？(已知地球質(zhì)量M=6.0×1024 kg，地球半徑R=6.4×106 m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2)
答案精析
1.ABD　[麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，C錯(cuò)誤。]
2.D　[穩(wěn)定的電場不能產(chǎn)生磁場，穩(wěn)定的磁場不能產(chǎn)生電場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，非均勻變化的電場產(chǎn)生非均勻變化的磁場，故D正確。]
3.B　[由題圖可知，產(chǎn)生的電場為穩(wěn)定的電場，由麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的磁場才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，故選B。]
4.C　[變化的電場周圍一定存在磁場，變化的磁場周圍一定存在電場，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；人們利用電磁波傳遞信息或者能量，選項(xiàng)C正確；電磁場是真正存在的物質(zhì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
5.BC　[藍(lán)牙通信的電磁波是無線電波，不是可見光，故A錯(cuò)誤；在真空中傳播時(shí)，藍(lán)牙通信與手機(jī)通信的電磁波傳播速度相等，但藍(lán)牙通信的電磁波頻率高于手機(jī)通信的電磁波頻率，所以藍(lán)牙通信的電磁波波長比手機(jī)通信的電磁波波長短，故B正確；一切電磁波都能在真空中傳播，且在真空中的傳播速度等于光速，故C正確，D錯(cuò)誤。]
6.D　[可見光屬于電磁波，故A錯(cuò)誤；電磁波可以在真空中傳播且在真空中的傳播速度為光速，故B錯(cuò)誤；根據(jù)電磁波譜，X射線的波長比紅外線的波長短，故C錯(cuò)誤；電磁波的傳播過程是伴隨著能量向外傳遞的，故D正確。]
7.B　[由c=λf，代入已知數(shù)據(jù)，解得λ== m≈3.01 m，故選B。]
8.CD　[紅外線、X射線、γ射線中紅外線的頻率最低，波長最長，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；銀行的驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光是紫外線，家用電器的遙控器發(fā)出的光是紅外線，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；微波不但能加熱物體，而且能傳播信息，故可以用于通信、廣播及其他信號傳輸，故C正確；X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體，γ射線有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)和很高的能量，可以摧毀病變的細(xì)胞，故D正確。]
9.B　[電磁波傳播過程中，電場和磁場是相互關(guān)聯(lián)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電磁波可以在真空中傳播，選項(xiàng)B正確；可以用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁波的存在，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；太空中航天員講話時(shí)畫面與聲音都是通過電磁波傳播到地面的，所以畫面和聲音同步，但不能說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
10.D　[根據(jù)c=λf，解得λ=3×10-7 m，根據(jù)電磁波譜可知，它屬于紫外線。]
11.0.48 s
解析　靜止衛(wèi)星的周期T=3 600×24 s=8.64×104 s，設(shè)衛(wèi)星離地面高h(yuǎn)，由萬有引力定律有
=m(R+h)()2，可得h=-R，
代入數(shù)據(jù)解得h≈3.59×107 m
當(dāng)二人均在靜止衛(wèi)星的正下方時(shí)，此時(shí)無線電波傳播距離最短，最短距離s=2h，
所以最短時(shí)間t=2×= s≈0.48 s。4　電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用
［學(xué)習(xí)目標(biāo)］　1.了解麥克斯韋電磁場理論，知道電磁場的概念。2.知道電磁波的特點(diǎn)，掌握電磁波波長、頻率、波速之間的關(guān)系(重點(diǎn))。3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解各種電磁波的應(yīng)用，了解電磁波的能量(重點(diǎn))。
一、電磁場
1.麥克斯韋電磁場理論
(1)變化的磁場產(chǎn)生電場
①在變化的磁場中放入一個(gè)閉合電路，由于穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中會產(chǎn)生　　　　　　　　　。這個(gè)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是變化的磁場在空間產(chǎn)生了　　　　。
②即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣會在空間產(chǎn)生　　　　。
(2)變化的電場產(chǎn)生磁場
變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生　　　　，即　　　　　的電場產(chǎn)生磁場。
2.電磁場：變化的電場和磁場相互聯(lián)系，所形成的不可分割的統(tǒng)一體。
例1　(多選)下列關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是 (　　)
A.變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關(guān)
B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場
C.變化的電場和穩(wěn)定的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場，即電磁場
D.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場
對麥克斯韋電磁場理論的理解
恒定的磁場不產(chǎn)生電場 恒定的電場不產(chǎn)生磁場
均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場 均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場
不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場 不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場
周期性變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場 周期性變化的電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場
二、電磁波
1.(1)麥克斯韋的偉大預(yù)言：周期性變化的電場引起　　　　　　變化的磁場，這個(gè)變化的磁場又引起新的變化的　　　　，這樣變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波。
(2)電磁波可以在　　　　中傳播，因?yàn)殡姶挪ǖ膫鞑タ康氖请妶龊痛艌龅南嗷ァ凹ぐl(fā)”，不需要傳播介質(zhì)。
注意：電磁波傳播雖然不需要介質(zhì)，但它也可以在其他介質(zhì)如光纖中傳播，且速度都比在真空中的小。
(3)光的電磁理論：光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)，電磁波在真空中的傳播速度等于　　　　，即c=3×108 m/s。
(4)赫茲的貢獻(xiàn)：1886年，科學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了　　　　　　，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論。
(5)電磁場中儲存著能量，電磁波的發(fā)射過程就是輻射電磁能的過程。
2.波長、頻率與波速之間的關(guān)系
(1)波速=波長×頻率，即c=λf。
(2)頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，而波長、波速的大小與介質(zhì)有關(guān)，所以同一電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，波長、波速發(fā)生改變。
(3)不同頻率的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播速度不同。
(1)麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。(　　)
(2)電磁波依賴于介質(zhì)才能傳播。(　　)
例2　(2025·保定市高二期末)下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是(　　)
A.電磁波的頻率都相同
B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3×108 m/s
C.麥克斯韋證實(shí)了電磁波的存在
D.電磁波具有波的一切特征
例3　(2024·北京市期末)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱FAST)又被稱為“中國天眼”，是中國科學(xué)院國家天文臺的一座射電望遠(yuǎn)鏡，若其工作頻率范圍是7×107~3×109 Hz，那么它觀測到的電磁波最長波長(　　)
A.約0.1米 B.約4米
C.約40米 D.約1 000米
三、電磁波譜
1.電磁波譜
(1)概念：按電磁波的　　　　或　　　　大小的順序把它們排列起來，就是電磁波譜。
(2)各種電磁波按波長由大到小排列順序?yàn)椋骸　　　　　　　　⒓t外線、　　　　、　　　　　　、X射線、γ射線。
2.不同電磁波的特性和用途
種類 波長范圍 特性 應(yīng)用
無線電波 大于1 mm 波動(dòng)能力強(qiáng) 通信、廣播、射電望遠(yuǎn)鏡
紅外線 760~106 nm 熱作用強(qiáng) 烘干、紅外遙感、測溫、夜視儀
可見光 400~760 nm 感光性強(qiáng) 照明、照相
紫外線 10~400 nm 化學(xué)作用、 熒光作用 消毒、熒光效應(yīng)、促使人體合成維生素D
X射線 0.001~10 nm 較強(qiáng)的穿透能力 透視人體、檢查金屬零件的質(zhì)量
γ射線 小于10-3 nm 穿透能力最強(qiáng) 醫(yī)學(xué)上的γ刀技術(shù)、探測金屬內(nèi)部的缺陷
(1)過強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康。(　　)
(2)電磁波頻率最大的是γ射線，醫(yī)學(xué)上常用它進(jìn)行人體透視檢查。(　　)
(3)紫外線和X射線都可以使感光底片感光。(　　)
例4　某廣播電臺發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的信號，家用微波爐中的微波，VCD機(jī)中的激光(可見光)，人體透視用的X光，都是電磁波，它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4，則(　　)
A.f1>f2>f3>f4
B.f1C.f1D.f1>f3>f2>f4
例5　(2024·長沙市高二期末)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是(　　)
A.X射線穿透力較強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視
B.紫外線能在磁場中偏轉(zhuǎn)，有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，可用于防偽
C.麥克斯韋建立了電磁場理論并證實(shí)了電磁波的存在
D.紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)發(fā)射紅外線來測量體溫的
四、電磁波的能量　電磁波通信
1.電磁波的能量
(1)電磁波是物質(zhì)存在的一種特殊形式
電磁波和我們學(xué)過的電場、磁場一樣，是一種特殊的物質(zhì)，不是由分子、原子所組成的，與通常的實(shí)物不同，但它是客觀存在的。
(2)電磁波具有能量
從場的觀點(diǎn)來看，電場具有電場能，磁場具有磁場能，電磁場具有電磁能，電磁波發(fā)射的過程就是輻射能量的過程，電磁波在空間傳播，電磁能就隨之一起傳播。
2.電磁波通信
(1)傳播途徑
電磁波攜帶的信息，既可以有線傳播，也可以無線傳播。
有線傳播利用金屬導(dǎo)線、光纖等有形媒介傳送信息，如臺式電腦、電話等。
無線傳播僅利用電磁波而不通過線纜傳遞信息，如收音機(jī)、手機(jī)、GPS、無線鼠標(biāo)等。
(2)傳輸特點(diǎn)
電磁波的頻率越高，相同時(shí)間傳遞的信息量越大，由于光的頻率比無線電波的頻率高得多，因此光纜可以傳遞大量的信息。
例6　5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡稱，目前世界各國正大力發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波通信頻率在3.0 GHz以上的超高頻段和極高頻段，比目前4G及以下網(wǎng)絡(luò)(通信頻率在0.3~3.0 GHz的特高頻段)擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小)可達(dá)10 Gbps，是4G網(wǎng)絡(luò)的50~100倍。關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波，下列說法正確的是(　　)
A.在真空中的傳播速度更快
B.在真空中的波長更長
C.在真空中的波長與4G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波相同
D.頻率更高，相同時(shí)間傳遞的信息量更大
答案精析
一、
1.(1)①感應(yīng)電流　電場　②電場
(2)磁場　變化
例1　AB　[變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，當(dāng)電場中有閉合電路時(shí)，電路中有電流，若無閉合電路，電場仍然存在，A正確；周期性變化的磁場產(chǎn)生的電場一定也是周期性變化的，且頻率相同，B正確；周期性變化的電場和周期性變化的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成電磁場，C錯(cuò)誤；只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場，只有變化的磁場才能產(chǎn)生電場，D錯(cuò)誤。]
二、
1.(1)周期性　電場　(2)真空　(3)光速　(4)電磁波
易錯(cuò)辨析
(1)√　(2)×
例2　D　[不同的電磁波，頻率可以不同，故A錯(cuò)誤；電磁波只有在真空中傳播時(shí)，其速度才為3×108 m/s，故B錯(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故C錯(cuò)誤；因?yàn)殡姶挪ㄒ彩且环N波，故電磁波具有波的一切特征，故D正確。]
例3　B　[頻率最小的電磁波的波長最長，則最長波長為λ== m≈4 m，故選B。]
三、
1.(1)波長　頻率　(2)無線電波　可見光　紫外線
易錯(cuò)辨析
(1)×　(2)×　(3)√
例4　B　[由電磁波譜排列知廣播電臺發(fā)射的“中波”段某套節(jié)目的信號頻率最低，其次是家用微波爐中的微波，頻率較高的是VCD機(jī)中的激光(可見光)，頻率最高的是人體透視用的X光，即f1]
例5　A　[X射線穿透力較強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視，故A正確；紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，可用于防偽，但不帶電，不能在磁場中偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；麥克斯韋建立了電磁場理論并預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故C錯(cuò)誤；紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體發(fā)射紅外線來測量體溫的，不是體溫計(jì)發(fā)射紅外線，故D錯(cuò)誤。]
四、
例6　D　[無線電波在真空中的傳播速度與光速相同，保持不變，其速度與頻率沒有關(guān)系，A錯(cuò)誤；由c=λf，知頻率變大，波長變短，B、C錯(cuò)誤；無線電波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量越大，D正確。](共51張PPT)
電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用
4
第
十
三
章
1.了解麥克斯韋電磁場理論，知道電磁場的概念。
2.知道電磁波的特點(diǎn)，掌握電磁波波長、頻率、波速之間的關(guān)系(重點(diǎn))。3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解各種電磁波的應(yīng)用，了解電磁波的能量(重點(diǎn))。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
內(nèi)容索引
課時(shí)對點(diǎn)練
一、電磁場
二、電磁波
三、電磁波譜
四、電磁波的能量　電磁波通信
< 一 >
電磁場
1.麥克斯韋電磁場理論
(1)變化的磁場產(chǎn)生電場
①在變化的磁場中放入一個(gè)閉合電路，由于穿過
電路的磁通量發(fā)生變化，電路中會產(chǎn)生 。
這個(gè)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是變化的磁場在空間產(chǎn)生了 。
②即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣會在空間產(chǎn)生 。
(2)變化的電場產(chǎn)生磁場
變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生 ，即 的電場產(chǎn)生磁場。
2.電磁場：變化的電場和磁場相互聯(lián)系，所形成的不可分割的統(tǒng)一體。
感應(yīng)電流
電場
電場
磁場
變化
　(多選)下列關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是
A.變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關(guān)
B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場
C.變化的電場和穩(wěn)定的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場，即電磁場
D.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場
例1
√
√
變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，當(dāng)電場中有閉合電路時(shí)，電路中有電流，若無閉合電路，電場仍然存在，A正確；
周期性變化的磁場產(chǎn)生的電場一定也是周期性變化的，且頻率相同，B正確；
周期性變化的電場和周期性變化的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成電磁場，C錯(cuò)誤；
只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場，只有變化的磁場才能產(chǎn)生電場，D錯(cuò)誤。
對麥克斯韋電磁場理論的理解
總結(jié)提升
恒定的磁場不產(chǎn)生電場 恒定的電場不產(chǎn)生磁場
均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場 均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場
不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場 不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場
周期性變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場 周期性變化的電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場
返回
< 二 >
電磁波
1.(1)麥克斯韋的偉大預(yù)言：周期性變化的電場引起 變化的磁場，這個(gè)變化的磁場又引起新的變化的 ，這樣變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波。
(2)電磁波可以在 中傳播，因?yàn)殡姶挪ǖ膫鞑タ康氖请妶龊痛艌龅南嗷ァ凹ぐl(fā)”，不需要傳播介質(zhì)。
注意：電磁波傳播雖然不需要介質(zhì)，但它也可以在其他介質(zhì)如光纖中傳播，且速度都比在真空中的小。
(3)光的電磁理論：光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)，電磁波在真空中的傳播速度等于 ，即c＝3×108 m/s。
周期性
電場
真空
光速
(4)赫茲的貢獻(xiàn)：1886年，科學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了 ，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論。
(5)電磁場中儲存著能量，電磁波的發(fā)射過程就是輻射電磁能的過程。
電磁波
2.波長、頻率與波速之間的關(guān)系
(1)波速＝波長×頻率，即c＝λf。
(2)頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，而波長、波速的大小與介質(zhì)有關(guān)，所以同一電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，波長、波速發(fā)生改變。
(3)不同頻率的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播速度不同。
(1)麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。(　　)
(2)電磁波依賴于介質(zhì)才能傳播。(　　)
√
×
　(2025·保定市高二期末)下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是
A.電磁波的頻率都相同
B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3×108 m/s
C.麥克斯韋證實(shí)了電磁波的存在
D.電磁波具有波的一切特征
例2
√
不同的電磁波，頻率可以不同，故A錯(cuò)誤；
電磁波只有在真空中傳播時(shí)，其速度才為3×108 m/s，故B錯(cuò)誤；
麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故C錯(cuò)誤；
因?yàn)殡姶挪ㄒ彩且环N波，故電磁波具有波的一切特征，故D正確。
　(2024·北京市期末)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱FAST)又被稱為“中國天眼”，是中國科學(xué)院國家天文臺的一座射電望遠(yuǎn)鏡，若其工作頻率范圍是7×107~3×109 Hz，那么它觀測到的電磁波最長波長
A.約0.1米 B.約4米
C.約40米 D.約1 000米
例3
√
頻率最小的電磁波的波長最長，則最長波長為λ＝ m≈4 m，故選B。
返回
< 三 >
電磁波譜
1.電磁波譜
(1)概念：按電磁波的 或 大小的順序把它們排列起來，就是電磁波譜。
(2)各種電磁波按波長由大到小排列順序?yàn)椋? 、紅外線、_______、 、X射線、γ射線。
波長
頻率
無線電波
可見光
紫外線
2.不同電磁波的特性和用途
種類 波長范圍 特性 應(yīng)用
無線電波 大于1 mm 波動(dòng)能力強(qiáng) 通信、廣播、射電望遠(yuǎn)鏡
紅外線 760~106 nm 熱作用強(qiáng) 烘干、紅外遙感、測溫、夜視儀
可見光 400~760 nm 感光性強(qiáng) 照明、照相
紫外線 10~400 nm 化學(xué)作用、熒光作用 消毒、熒光效應(yīng)、促使人體合成維生素D
X射線 0.001~10 nm 較強(qiáng)的穿透能力 透視人體、檢查金屬零件的質(zhì)量
γ射線 小于10－3 nm 穿透能力最強(qiáng) 醫(yī)學(xué)上的γ刀技術(shù)、探測金屬內(nèi)部的缺陷
(1)過強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康。(　　)
(2)電磁波頻率最大的是γ射線，醫(yī)學(xué)上常用它進(jìn)行人體透視檢查。
(　　)
(3)紫外線和X射線都可以使感光底片感光。(　　)
×
×
√
　某廣播電臺發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的信號，家用微波爐中的微波，VCD機(jī)中的激光(可見光)，人體透視用的X光，都是電磁波，它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4，則
A.f1>f2>f3>f4 B.f1C.f1f3>f2>f4
例4
√
由電磁波譜排列知
廣播電臺發(fā)射的“中波”段某套節(jié)目的信號頻率最低，其次是家用微波爐中的微波，頻率較高的是VCD機(jī)中的激光(可見光)，頻率最高的是人體透視用的X光，即f1　(2024·長沙市高二期末)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是
A.X射線穿透力較強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視
B.紫外線能在磁場中偏轉(zhuǎn)，有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，可用于防偽
C.麥克斯韋建立了電磁場理論并證實(shí)了電磁波的存在
D.紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)發(fā)射紅外線來測量體溫的
例5
√
返回
X射線穿透力較強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視，故A正確；
紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，可用于防偽，但不帶電，不能在磁場中偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；
麥克斯韋建立了電磁場理論并預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故C錯(cuò)誤；
紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體發(fā)射紅外線來測量體溫的，不是體溫計(jì)發(fā)射紅外線，故D錯(cuò)誤。
< 四 >
電磁波的能量　電磁波通信
1.電磁波的能量
(1)電磁波是物質(zhì)存在的一種特殊形式
電磁波和我們學(xué)過的電場、磁場一樣，是一種特殊的物質(zhì)，不是由分子、原子所組成的，與通常的實(shí)物不同，但它是客觀存在的。
(2)電磁波具有能量
從場的觀點(diǎn)來看，電場具有電場能，磁場具有磁場能，電磁場具有電磁能，電磁波發(fā)射的過程就是輻射能量的過程，電磁波在空間傳播，電磁能就隨之一起傳播。
2.電磁波通信
(1)傳播途徑
電磁波攜帶的信息，既可以有線傳播，也可以無線傳播。
有線傳播利用金屬導(dǎo)線、光纖等有形媒介傳送信息，如臺式電腦、電話等。
無線傳播僅利用電磁波而不通過線纜傳遞信息，如收音機(jī)、手機(jī)、GPS、無線鼠標(biāo)等。
(2)傳輸特點(diǎn)
電磁波的頻率越高，相同時(shí)間傳遞的信息量越大，由于光的頻率比無線電波的頻率高得多，因此光纜可以傳遞大量的信息。
　5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡稱，目前世界各國正大力發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波通信頻率在3.0 GHz以上的超高頻段和極高頻段，比目前4G及以下網(wǎng)絡(luò)(通信頻率在0.3~3.0 GHz的特高頻段)擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小)可達(dá)10 Gbps，是4G網(wǎng)絡(luò)的50~100倍。關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波，下列說法正確的是
A.在真空中的傳播速度更快
B.在真空中的波長更長
C.在真空中的波長與4G網(wǎng)絡(luò)
使用的無線電波相同
D.頻率更高，相同時(shí)間傳遞
的信息量更大
例6
√
無線電波在真空中的傳播速度與光速相同，保持不變，其速度與頻率沒有關(guān)系，A錯(cuò)誤；
由c＝λf，知頻率變大，波長變短，B、C錯(cuò)誤；
無線電波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量越大，D正確。
返回
< 五 >
課時(shí)對點(diǎn)練
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 ABD D B C BC D B CD
題號 9 10 11 答案 B D 0.48 s
對一對
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
考點(diǎn)一　電磁場
1.(多選)在電磁學(xué)發(fā)展的過程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)，下列說法正確的是
A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)
B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D.庫侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷間的相互作用規(guī)律，密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元
電荷的數(shù)值
基礎(chǔ)對點(diǎn)練
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，C
錯(cuò)誤。
2.關(guān)于電磁場理論，下列說法中正確的是
A.穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場
B.非均勻變化的電場產(chǎn)生的磁場一定是均勻變化的
C.均勻變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場
D.均勻變化的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
穩(wěn)定的電場不能產(chǎn)生磁場，穩(wěn)定的磁場不能產(chǎn)生電場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，非均勻變化的電場產(chǎn)生非均勻變化的磁場，故D正確。
3.下列四個(gè)選項(xiàng)中的四種磁場變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
由題圖可知，產(chǎn)生的電場為穩(wěn)定的電場，由麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的磁場才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，故選B。
考點(diǎn)二　電磁波及電磁波譜
4.(2024·阜陽市高二檢測)下列關(guān)于電磁場、電磁波的說法中正確的是
A.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場
B.電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小都相同
C.人們利用電磁波傳遞信息或者能量
D.電磁場僅僅是一種描述方式，不是真正的物質(zhì)存在
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
變化的電場周圍一定存在磁場，變化的磁場周圍一定存在電場，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
人們利用電磁波傳遞信息或者能量，選項(xiàng)C正確；
電磁場是真正存在的物質(zhì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
5.(多選)(2024·惠州市調(diào)研)使用藍(lán)牙耳機(jī)接聽手機(jī)來電，信號傳輸示意圖如圖所示，以下說法正確的是
A.藍(lán)牙通信的電磁波是可見光
B.藍(lán)牙通信的電磁波波長比手機(jī)
通信的電磁波波長短
C.兩種電磁波都能在真空中傳播
D.藍(lán)牙通信的電磁波波速大于光速
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
藍(lán)牙通信的電磁波是無線電波，不是可見光，故A錯(cuò)誤；
在真空中傳播時(shí)，藍(lán)牙通信與手機(jī)通信的電磁波傳播速度相等，但藍(lán)牙通信的電磁波頻率高于手機(jī)通信的電磁波頻率，所以藍(lán)牙通信的電磁波波長比手機(jī)通信的電磁波波長短，故B正確；
一切電磁波都能在真空中傳播，且在真空中的傳播速度等于光速，故C正確，D錯(cuò)誤。
6.(2025·天津市高二期末)如圖所示是我國500 m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)，它可以通過接收來自宇宙深處的電磁波探索宇宙。下列關(guān)于電磁波說法正確的是
A.可見光不屬于電磁波
B.電磁波不可以在真空中傳播
C.X射線的波長比紅外線的波長更長
D.電磁波的傳播過程是伴隨著能量向外傳遞的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
可見光屬于電磁波，故A錯(cuò)誤；
電磁波可以在真空中傳播且在真空中的傳播速度為光速，故B錯(cuò)誤；
根據(jù)電磁波譜，X射線的波長比紅外線的波長短，故C錯(cuò)誤；
電磁波的傳播過程是伴隨著能量向外傳遞的，故D正確。
7.(2024·沈陽市高二學(xué)業(yè)考試)英國物理學(xué)家麥克斯韋推算出一個(gè)出人意料的答案：電磁波的速度等于光速！電磁波在空氣中的傳播速度近似等于3×108 m/s，某無線電波的頻率是0.998×108 Hz，該電磁波在空氣中的波長約為
A.1.52 m B.3.01 m
C.2.56 m D.1.09 m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
由c＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，解得λ＝ m≈3.01 m，故選B。
8.(多選)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是
A.紅外線、X射線、γ射線中紅外線的波長最短
B.銀行的驗(yàn)鈔機(jī)和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線
C.微波可用于廣播及其他信號的傳播
D.X射線可以用于診斷病情，γ射線可以摧毀病變的細(xì)胞
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
紅外線、X射線、γ射線中紅外線的頻率最低，波長最長，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
銀行的驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光是紫外線，家用電器的遙控器發(fā)出的光是紅外線，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
微波不但能加熱物體，而且能傳播信息，故可以用于通信、廣播及其他信號傳輸，故C正確；
X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體，γ射線有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)和很高的能量，可以摧毀病變的細(xì)胞，故D正確。
9.(2024·上饒市高二期末)2023年10月26日11時(shí)14分，長征二號F遙十七運(yùn)載火箭托舉著神舟十七號載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，送湯洪波、唐勝杰、江新林3名航天員奔赴“天宮”。如圖所示，神十六、神十七兩個(gè)乘組“太空會師”，航天員能與地面工作人員保持實(shí)時(shí)聯(lián)絡(luò)，直播畫面通過電磁波傳送到地面。下列關(guān)于電磁波說法正確的是
A.電磁波傳播過程中，電場和磁場是獨(dú)立存在的，
沒有關(guān)聯(lián)
B.電磁波可以在真空中傳播
C.不能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁波的存在
D.太空中航天員講話時(shí)畫面與聲音同步，說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
√
能力綜合練
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
電磁波傳播過程中，電場和磁場是相互關(guān)聯(lián)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
電磁波可以在真空中傳播，選項(xiàng)B正確；
可以用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁波的存在，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
太空中航天員講話時(shí)畫面與聲音都是通過電磁波傳播到地面的，所以畫面和聲音同步，但不能說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
10.(2025·徐州市高二月考)電焊作業(yè)時(shí)，會產(chǎn)生對人體有害的電焊弧光，輻射出大量頻率為1.0×1015 Hz的電磁波。已知光速c＝3×108 m/s，根據(jù)如圖所示的電磁波譜，判斷它屬于哪種電磁波
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
A.微波 B.紅外線
C.X射線 D.紫外線
√
根據(jù)c＝λf，解得λ＝3×10－7 m，根據(jù)電磁波譜可知，它屬于紫外線。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
11.若你用通過靜止衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的無線電話與朋友通話，則在你講話后，至少要等多長時(shí)間才能聽到對方的回話？(已知地球質(zhì)量M＝6.0×1024 kg，地球半徑R＝6.4×106 m，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2)
尖子生選練
答案　0.48 s
靜止衛(wèi)星的周期T＝3 600×24 s＝8.64×104 s，設(shè)衛(wèi)星離地面高h(yuǎn)，由萬有引力定律有
＝m(R＋h)()2，可得h＝－R，
代入數(shù)據(jù)解得h≈3.59×107 m
當(dāng)二人均在靜止衛(wèi)星的正下方時(shí)，此時(shí)無線電波傳播距離最短，最短距離s＝2h，
所以最短時(shí)間t＝2× s≈0.48 s。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
返回
本課結(jié)束
第
十
三
章

展開更多......

收起↑