《2021-2022年新教材高中物理 第5章 初識電磁場與電磁波 3 初識電磁波及其應用課件 魯科版必修第三冊.ppt-匯文網(wǎng)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2021-2022年新教材高中物理 第5章 初識電磁場與電磁波 3 初識電磁波及其應用課件 魯科版必修第三冊.ppt-匯文網(wǎng)（44頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié)初識電磁波及其應用,課前自主學習,一、電磁波的產(chǎn)生任務驅(qū)動變化的磁場一定能產(chǎn)生電磁波嗎？提示：不一定， 均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，恒定的電場不能形成磁場，因此無法產(chǎn)生電磁波。,1.麥克斯韋電磁理論(1)變化的磁場在空間激發(fā)出_，不管有無閉合回路，變化的磁場激發(fā)的_總是存在的。(2)電場使閉合回路的自由電子_而形成了電流。(3)變化的電場也能夠產(chǎn)生磁場。,電場,電場,定向移動,2.電磁波的產(chǎn)生周期性變化的_周圍會產(chǎn)生周期性變化的電場，周期性變化的_周圍也會產(chǎn)生周期性變化的磁場。變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系在一起，就會在空間形成一個統(tǒng)一的、不可分割的_，這種在空間交替變化的電磁場傳播出

2、去就形成了_。,磁場,電場,電磁場,電磁波,3.光也是電磁波(1)電磁波的傳播速度恰好與真空中的光速_。(2)麥克斯韋指出，光的本質(zhì)也是_。4.德國物理學家赫茲通過實驗證實了_的存在，從而證實了_電磁理論，并預示著無線電技術(shù)的到來。,相同,電磁波,電磁波,麥克斯韋,二、電磁波的應用任務驅(qū)動電磁波有哪些應用呢？提示：電磁波可以進行無線電廣播、通訊。,1.1901年，馬可尼又成功地進行了跨越大西洋的無線電通信，實現(xiàn)了人類歷史上第一次遠距離_通信。2.1906年，美國物理學家費森登進行了人類歷史上第一次無線電_。3.無線電通信的原理(1)用無線電波傳遞的聲音或畫面信號被送到_發(fā)出；(2)收音機或電視

3、機_信號后，再將電信號資料_為原來的聲音或圖像，我們就能收聽到廣播、看到電視畫面。,無線電,廣播,發(fā)射天線,接收到,轉(zhuǎn)換,4.手機通信的原理(1)移動通信所在的服務區(qū)被劃分成許多看不見的正六邊形服務小區(qū)，每個服務小區(qū)中心或角的頂點都設置_。(2)只要你在服務小區(qū)內(nèi)打開手機，服務小區(qū)的_就會自動將手機與_接通，再由移動交換中心將電話接入普通電話通信網(wǎng)，接通電話。(3)當你邊打電話邊移動到另一個服務小區(qū)時，原服務小區(qū)的_會自動把信號轉(zhuǎn)移給新小區(qū)的無線基站，從而保證通話的連續(xù)。,無線基站,無線基站,移動交換中心,無線基站,5.雷達是一種用來檢測飛行器、船只等遠距離物體_的系統(tǒng)。雷達系統(tǒng)由_、_和_組

4、成。雷達天線發(fā)射_電磁波，電磁波遇到障礙物會被_回來，接收機接收_信號，根據(jù)信號的_和方向可判斷遠處物體的方位。6.衛(wèi)星通信利用距地面約36 000 km高的_通信信號，只要在地球高空軌道上設置三顆同步衛(wèi)星就基本可以覆蓋整個地球表面。,位置,天線,發(fā)射機,接收機,高頻,反射,反射,返回時間,地球同步衛(wèi)星傳遞微波,三、電磁污染及防護任務驅(qū)動電磁輻射對人類的危害程度與波長有關系嗎？提示：電磁輻射對人類的危害程度與波長有關，波長越短對人體作用越強。,(1)電磁污染又稱_污染或_污染。(2)對電磁污染與防護下列說法正確的是_電磁輻射對人體的危害程度隨波長而異，波長越短，對人體作用越強，危害越突出。從物

5、理學的角度看，可以從電磁波源、電磁波的傳播途徑及受輻射的人這三個方面進行防護。從電磁波源方面來防護，可以通過技術(shù)革新減小電磁波發(fā)射功率，或者將向空間發(fā)射的電磁波信號改為通過電纜或光纜傳送。將電磁輻射源與外界隔離，阻止它向外擴散與傳播，或者將電磁輻射源建在遠離人群的地方，使電磁波的強度隨距離的增大而衰減。,電磁波,射頻輻射,主題一電磁波的產(chǎn)生【實驗情境】如圖所示，將可拆變壓器帶鐵芯的左側(cè)線圈連接220 V的交流電源，并連接電流表，在右側(cè)線圈中連接小燈泡，觀察到燈泡發(fā)光。,課堂合作探究,【問題探究】(1)燈泡發(fā)光說明了線圈中產(chǎn)生了感應電流，感應電流是怎樣產(chǎn)生的呢？提示：左邊線圈通有交流電時會產(chǎn)生變

6、化的磁場，使穿過右側(cè)線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應電流。(2)麥克斯韋電磁場理論兩個基本內(nèi)容是什么？提示：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。,(3)變化的磁場一定能產(chǎn)生電磁波嗎？ 提示：不一定，均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場，不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場，如果變化的磁場能產(chǎn)生變化的電場，變化的電場又能產(chǎn)生變化的磁場，才能在周圍空間產(chǎn)生電磁波。,【結(jié)論生成】1.麥克斯韋電磁場理論(物理觀念)(1)變化的磁場周圍會產(chǎn)生電場麥克斯韋提出，在變化的磁場周圍會激發(fā)出一種電場，不管有無閉合電路，變化的磁場激發(fā)的電場總是存在的，如圖所示：(2)變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場麥克斯韋從場的

7、觀點得出，即使沒有電流存在，只要空間某處的電場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生磁場。,(3)對麥克斯韋電磁場理論的理解,2.電磁波的性質(zhì)(物理觀念)(1)電磁波是一種能量形式，它可以在真空中傳播也可以在其他介質(zhì)中傳播。(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)。,【典例示范】(多選)根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，以下敘述中正確的是()A.工作時的電磁打點計時器周圍必有磁場和電場B.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C.不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場D.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場,【解題指南】理解麥克斯韋電磁場理論應注意以下四點(1)恒定電場(磁場)不產(chǎn)生磁場(電場)。(2)均勻

8、變化電場(磁場)恒定磁場(電場)。(3)非均勻變化電場(磁場)變化磁場(電場)。(4)周期性變化電場(磁場)同頻率磁場(電場)。,【解析】選A、C。工作時的電磁打點計時器用的周期性變化的交變電流，在其周圍產(chǎn)生振蕩磁場和電場，故選項A正確；穩(wěn)定的電場不會產(chǎn)生磁場，故選項B錯誤；不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，故選項C正確；均勻變化的電場周圍會產(chǎn)生恒定不變的磁場，D錯誤。,【探究訓練】1.(多選)應用麥克斯韋的電磁場理論判斷下列表示電場產(chǎn)生磁場(或磁場產(chǎn)生電場)的關系圖像中(每個選項中的上圖是表示變化的場，下圖是表示變化的場產(chǎn)生的另外的場)，正確的是(),【解析】選B、C。A圖中的上圖磁

9、場是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁場理論可知，其周圍空間不會產(chǎn)生電場，A圖中的下圖是與其不對應的；B圖中的上圖是均勻變化的電場，應該產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，下圖的磁場是穩(wěn)定的，所以B圖正確；C圖中的上圖是周期性變化的磁場，它能產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場，且相位相差 C圖是正確的；D圖的上圖是周期性變化的電場，在其周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，但是下圖中的圖像與上圖相比較，相位相差，故D圖錯誤。所以只有B、C兩圖正確。,2.下列說法符合實際的是()A.電磁波的傳播需要介質(zhì)B.電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波C.麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在D.光是人眼可以看得見的、頻率范圍很小的電磁波,【解析】選D。電

10、磁波傳播不需要介質(zhì)，在真空中也可以傳播，故A錯誤；電場隨時間變化時產(chǎn)生磁場，如果產(chǎn)生的磁場不再隨時間變化，則不會再產(chǎn)生電場，因此不能形成電磁波，故B錯誤；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；光是人眼可以看得見的、頻率范圍很小的電磁波，故D正確。,3.如圖所示，在變化的磁場中放置一個閉合線圈。 (1)你能觀察到什么現(xiàn)象？(2)這種現(xiàn)象說明了什么？,【解析】(1)靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有電流產(chǎn)生。(2)變化的磁場產(chǎn)生了電場，使閉合線圈的自由電荷發(fā)生了定向運動而形成了電流。,【補償訓練】下列說法中正確的是()A.變化的磁場不能產(chǎn)生電場B.變化的電場不能產(chǎn)生磁

11、場C.麥克斯韋證實了電磁波的存在D.電磁波能在真空中傳播,【解析】選D。變化的磁場周圍會產(chǎn)生電場，故A錯誤；變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場，故B錯誤；麥克斯韋預言了電磁波的存在，但赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；電磁波可以在真空、固體、液體、氣體中傳播，故D正確。,主題二電磁波的應用【生活情境】,圖1是移動基站，圖2是雷達監(jiān)測飛行器，圖3是三顆同步衛(wèi)星能實現(xiàn)全球信號全輻射。,【問題探究】(1)手機通訊是怎樣實現(xiàn)的？提示：移動通信在服務小區(qū)，都設置無線基站，服務小區(qū)的無線基站就會自動將手機與移動交換中心接通，再由移動交換中心將電話接入普通電話通信網(wǎng)，接通電話。(2)雷達系統(tǒng)的組成是什么呢

12、？提示：雷達系統(tǒng)由天線、發(fā)射機和接收機組成。,(3)雷達能確定遠距離位置的原理？提示：雷達天線發(fā)射高頻電磁波，電磁波遇到障礙物會被反射回來，接收機接收反射信號，根據(jù)信號的返回時間和方向可判斷遠處物體的方位。(4)衛(wèi)星通訊的特點是什么？提示：衛(wèi)星通訊具有輻射面廣，通信距離長、不受地理環(huán)境限制，以及投資少、見效快等特點。,【結(jié)論生成】1.移動通信(物理觀念) (1)功能：每一部移動電話又稱手機，都是一個無線電臺，它將用戶的聲音轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號發(fā)射到空中；同時它又相當于一臺收音機捕捉空中的電磁波，使用戶接收到通話對方送來的信息。(2)特點：體積很小，發(fā)射功率不大；天線簡單，靈敏度不高，靈活、便捷；移動

13、電話的發(fā)射功率較小，因此它與其他用戶的通話要靠基地臺(基站)來轉(zhuǎn)接。,(3)移動通信信號流程圖：移動通訊是一個有線與無線相結(jié)合的綜合通信系統(tǒng)。以甲市移動用戶A與乙市移動用戶B進行移動通信為例，如圖所示：,2.雷達可測定目標的距離(科學思維)雷達準確測量從電磁波發(fā)射時刻到接收到回波時刻的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發(fā)射機到目標，再由目標返回雷達接收機的傳播時間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標的距離為：s=,【典例示范】某一戰(zhàn)斗機正以一定的速度朝雷達的正上方水平勻速飛行，已知雷達發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時間間隔為510-4 s，某時刻在雷達熒光屏上顯示的波形如圖(a)所示，t=173 s后

14、雷達向正上方發(fā)射和接收的波形如圖(b)所示，雷達監(jiān)視相鄰刻線間表示的時間間隔為10-4 s，電磁波的傳播速度為c=3108 m/s，則該戰(zhàn)斗機的飛行速度大約為多少？,【解題指南】解答本題時應注意以下兩點：(1)飛機與雷達的位置關系；(2)飛機與雷達的距離與飛機位移的關系。,【解析】由題意知熒光屏相鄰刻線間的時間間隔t0=10-4 s，(a)圖發(fā)射波和接收波的時間間隔t1=410-4 s，(b)圖時間間隔t2=110-4 s，所以第一次飛機位置距雷達的距離為s1=c =6.0104 m，第二次飛機在雷達正上方，所以飛機高度h=c =1.5104 m，,所以173 s內(nèi)飛機飛行的水平距離為s= =

15、5.8104 m，所以v= =335 m/s。答案：335 m/s,【探究訓練】1.對于雷達指示器的熒光屏上出現(xiàn)的尖形波如圖所示，下列說法正確的是()兩個尖形波都是雷達向目標發(fā)射的無線電波形成的兩個尖形波都是雷達收到反射回來的無線電波形成的第一個尖形波是雷達向目標發(fā)射的無線電波形成的第二個尖形波是雷達收到反射回來的無線電波形成的A.B.C.D.,【解析】選C。第一個尖形波振幅大能量大，是發(fā)射的無線電波形成的；第二個尖形波振幅小，能量小，是反射回來的無線電波形成的，故C正確。,2.(多選)下列關于電磁波應用的說法中正確的是()A.可見光射入人的眼睛，人看到物體，說明電磁波具有能量B.雷達只能接收遠處物體發(fā)出的信號C.雷達天線發(fā)射高頻電磁波，電磁波遇到障礙物會被反射回來，接收機接收反射信號，根據(jù)信號的返回時間和方向可判斷遠處物體的方位D.地球同步衛(wèi)星傳遞微波通信信號,【解析】選A、C、D。人眼看到物體，說明人眼感受到可見光的能量，A正確；雷達天線發(fā)射高頻電磁波，電磁波遇到障礙物會被反射回來，接收機接收反射信號，從而判斷物體的方位，所以C正確，B錯誤；地球同步衛(wèi)星傳遞微波通信信號，D正確。,【課堂小結(jié)】,