初中物理沪科版（五四制）(2024)九年级下册（2024）第1节 电磁波作业课件ppt

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守时自律的生活离不开准确的时间，而通信、电力、交通、国防等诸多行业和部门更需要非常精准的时间测量。我国的国家标准时间（北京时间）由国家授时中心负责发送。授时中心的相关设备通过电磁波高速传递着国家标准的时间信息。
1. 麦克斯韦预言电磁波的存在英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，他的研究成果深深地吸引了另一位英国物理学家—麦克斯韦，麦克斯韦经过潜心研究，用巧妙的数学语言总结了前人的发现，建立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在。
2. 赫兹通过实验发现电磁波的存在德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言。
欣赏历史上的经典实验——《赫兹的电磁波实验》
通过赫兹发现电磁波的实验我们可以想到，电磁波的产生可能和电流有关。现实生活中我们怎样用简易的方法产生电磁波？
1. 实验探究：电磁波是怎样产生的
（1）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近；（2）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相连，从收音机中能听到一次“喀喀”声后，之后就没有“喀喀”的声音了；
注意：这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做。
（3）将导线的一端与电池的其中一极反复摩擦，使它们时断时续地接触，能从收音机中不断听到“喀喀”声。
（4）实验分析①用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有，听到“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。接通后电流稳定不再变化，没有声音，说明稳定的电流不产生电磁波。②导线的一端摩擦电池的一极，导线中电流不断变化，听到连续不断的“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。（5）探究结论
不均匀变化的电流可以产生电磁波.
（1）电磁波：不均匀变化的电流可以产生电磁波。（2）电磁波传递信息和能量：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以给我们传递各种信息和能量。
如图所示，与声波、水波类似，电磁波也是从波源向四周传播。前面提到的充电器、无线路由器和微波炉，以及国家授时中心的天线都是发射电磁波的波源。
演示实验——《时断时续的电流能够产生电磁波》
【例题1】如图所示，探究电磁波的产生和传播特性。（1）如图甲，在验证电磁波的存在的实验中，实验成功的关键是要用导线_____________（直接/时断时续）接触电池两端，才能听到收音机发出的“咔咔”声；（2）如图乙将手机放在真空罩中，用抽气机抽去罩中的空气，打电话呼叫罩内的手机，发现手机能收到呼叫信号，说明_________________；
（3）如图丙，将手机放到金属盆中，扣上金属网罩，打电话呼叫盆中的手机，不能收到呼叫信号；再将手机放在纸盒中，打电话呼叫，手机能收到呼叫信号，说明_____________。
电磁波能在真空中能传播
【解析】（1）实验中，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接触，使它们时断时续地接触，电路中有时断时续的电流出现，迅速变化的电流产生了电磁波，产生的电磁波被收音机接收到，听到“咔咔”的声音，说明电磁波的存在。（2）用抽气机抽去罩中的空气，打电话呼叫罩内的手机，手机也能收到呼叫信号，因为电磁波能在真空中能传播。（3）因为电磁波遇到金属会被反射。将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机不能收到呼叫信号；而在纸盒内的手机能收到呼叫信号，说明金属容器能屏蔽电磁波。
电磁波看不见摸不着，我们可以用类似“绳波”的波形来描述电磁波。如图所示，将绳子的一端固定，上下甩动绳子的另一端，观察绳子的变化。
1. 波长 在上述活动中，可以看到绳子形成如波浪一般的图形，且波形在向前移动。“绳波”波形的最高点称为波峰，相邻两个波峰之间的距离称为波长，用 λ 表示。单位：米（m）。通常把一个波长范围内的波形称为一个完整波。
2. 电磁波的波速与“绳波”、声波类似，电磁波也会从波源向外传播，波传播的距离与所用时间的比称为波速，我们也可以用波速来描述电磁波传播的快慢。但与“绳波”、声波不同，电磁波可以在真空中传播。电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，这就是光速，常用字母 c表示，光也是电磁波。
3. 电磁波的频率甩动绳子越快，波形就越密，相同时间内向前传播的波的个数就越多。我们把一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比叫做频率，图所示为不同频率的波形。
电磁波也可以用频率来描述，其常用单位有赫兹（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz），它们之间的换算关系如下：1 kHz=103Hz 1 MHz=106Hz 1 GHz=109Hz4. 电磁波的频率、波长与波速的关系波速=波长×频率 v= λf不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同。所以，频率越高，波长越短。
5. 探究电磁波的传播
【想一想】声波的传播需要介质，电磁波的传播是否需要介质呢？【实验过程】如图所示，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机
电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播.
屏幕仍然闪烁。同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。【实验结论】
在太空中的宇航员可以用无线电波与地面站进行联系。
美国“新视野号”探测器通过真空可以传回照片
大量的事实可以证明真空可以传播电磁波
演示实验——《真空可以传播电磁波》
【例题2】手机是人类常用的通讯工具，如图所示是手机信号从2G、3G、4G不断升级，到现在的5G，下列说法正确的是（　　）A．从2G到5G，频率越来越高B．从2G到5G，波长越来越长C．从2G到5G，波速越来越大D．5G信号不是利用电磁波进行信息传输的
【解析】ABC．2G到5G都属于电磁波，因此波速是一定的，由图可知，从2G到5G，单位时间内波的个数越多，即频率越来越高，根据c=λf 可知，波长越来越短，故A正确，BC错误；D．手机信号是利用电磁波进行信息传输的，因此2G、3G、4G、5G都是利用利用电磁波进行信息传输的，故D错误。故选A。
①麦克斯韦预言了电磁波的存在。②赫兹通过实验发现了电磁波。①不均匀变化的电流可以产生电磁波。②电磁波也是从波源向四周传播。①波长：相邻两个波峰之间的距离。②波速：波传播的距离与所用时间的比。 电磁波在真空中的传播速度为c=3×108m/s。③频率：一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比。 单位：Hz、kHz、MHz。④频率、波长与波速的关系：波速=波长×频率 v= λf
1．如图，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。从收音机里听到了“咔嚓、咔嚓”的声音，这个现象反映了_________的电流能在周围的空间中产生电磁波。如果把收音机放入一个密闭的金属盒中，进行同样的操作， _______（选填“能”或“不能”）听到咔嚓声，这说明密闭的金属容器能_______电磁波。
【解析】导线中电流的迅速变化能在周围的空间中产生电磁波。因为金属对电磁波有屏蔽作用，因此如果把收音机放入一个密闭的金属盒中，不能听到咔嚓声。
【解析】A．由图知，甲的波长大，乙的波长小，故A正确；C．甲乙都是电磁波，电磁波速是相等的，故C错误；BD．根据v= λf得，电磁波速不变，甲的波长大，甲的频率小，故BD错误。故选A。
2．如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（　　）A．甲电磁波振动的波长较长B．甲、乙两种电磁波的振动频率相同C．甲电磁波的传播速度较快D．甲电磁波振动的频率较大
3．5G技术的发展，诞生了大量的新兴科技。5G智能巡㭘机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G越来越深入我们的生活，5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　）A．太空是真空，电磁波不能传播B．光是一种电磁波C．电磁波的频率越高，传播的速度就越大D．电磁波在空气中的传播速度是340m/s
【解析】A．电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，故A错误；B．电磁波的传播速度由介质决定，同一介质中不同频率的电磁波（如5G和4G）传播速度相同，故B正确；C．电磁波既能传递声音信号，也能传递图像信号，故C错误；D．电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的波长和频率成反比关系。在真空中，电磁波的频率越高，波长越短，故D错误。故选B。
4．建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家是（ ）A．麦克斯韦 B．牛顿 C．赫兹 D．伽利略
【解析】A．麦克斯韦建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家，故A符合题意；B．牛顿有三大定律、万有引力定律等等科学成就，但没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故B不符合题意；C．赫兹用实验证实电磁波存在，故C不符合题意；D．伽利略开创了实验和逻辑相结合的科学研究方法，以及最早利用望远镜观察天体的人，没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故D不符合题意。故选A。
【解析】电磁波能在真空中传播，超声波不能，故卫星发出的是电磁波。频率为2.5×108Hz的信号的周期为
5．1965年，美国发射通信卫星les-1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les-1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号属于 （超声波/电磁波），周期为 s。
（2）在不停向外抽气的过程中，有时还是能听到微弱的铃声，请你分析原因是：_______。（3）听不见声音，但是手机_______（没有/仍然）发出响声，能看见来电号码，说明_______可以在_______中传播。
6．如图所示，在一个玻璃钟罩内用细棉线挂一只手机，先用另一个电话拨打手机，可以听到手机发出的响铃声，并能看到手机上的信号灯在闪烁。（1）用抽气设备抽钟罩内空气，在抽气的过程中，你听到音乐声将会___________ ，如果把钟罩内空气完全抽出我们将_______（能/不能）听到声音，实验表明_____________，该结论_______（能/不能）用实验直接证明。