鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 初识电磁波及其应用课文配套课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 初识电磁波及其应用课文配套课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了课前自主学习，定向移动，电磁场，电磁波，麦克斯韦，无线电，发射天线，接收到，无线基站，移动交换中心等内容，欢迎下载使用。

一、电磁波的产生　任务驱动　变化的磁场一定能产生电磁波吗？提示：不一定， 均匀变化的磁场产生恒定的电场，恒定的电场不能形成磁场，因此无法产生电磁波。
1.麦克斯韦电磁理论(1)变化的磁场在空间激发出_____，不管有无闭合回路，变化的磁场激发的_____总是存在的。(2)电场使闭合回路的自由电子_________而形成了电流。(3)变化的电场也能够产生磁场。
2.电磁波的产生周期性变化的_____周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的_____周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的_______，这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了_______。
3.光也是电磁波(1)电磁波的传播速度恰好与真空中的光速_____。(2)麦克斯韦指出，光的本质也是_______。4.德国物理学家赫兹通过实验证实了_______的存在，从而证实了_________电磁理论，并预示着无线电技术的到来。
二、电磁波的应用　任务驱动　电磁波有哪些应用呢？提示：电磁波可以进行无线电广播、通讯。
1.1901年，马可尼又成功地进行了跨越大西洋的无线电通信，实现了人类历史上第一次远距离_______通信。2.1906年，美国物理学家费森登进行了人类历史上第一次无线电_____。3.无线电通信的原理(1)用无线电波传递的声音或画面信号被送到_________发出；(2)收音机或电视机_______信号后，再将电信号资料_____为原来的声音或图像，我们就能收听到广播、看到电视画面。
4.手机通信的原理(1)移动通信所在的服务区被划分成许多看不见的正六边形服务小区，每个服务小区中心或角的顶点都设置_________。(2)只要你在服务小区内打开手机，服务小区的_________就会自动将手机与_____________接通，再由移动交换中心将电话接入普通电话通信网，接通电话。(3)当你边打电话边移动到另一个服务小区时，原服务小区的_________会自动把信号转移给新小区的无线基站，从而保证通话的连续。
5.雷达是一种用来检测飞行器、船只等远距离物体_____的系统。雷达系统由_____、_______和_______组成。雷达天线发射_____电磁波，电磁波遇到障碍物会被_____回来，接收机接收_____信号，根据信号的_________和方向可判断远处物体的方位。6.卫星通信利用距地面约36 000 km高的_____________________通信信号，只要在地球高空轨道上设置三颗同步卫星就基本可以覆盖整个地球表面。
三、电磁污染及防护　任务驱动　电磁辐射对人类的危害程度与波长有关系吗？提示：电磁辐射对人类的危害程度与波长有关，波长越短对人体作用越强。
　(1)电磁污染又称_______污染或_________污染。(2)对电磁污染与防护下列说法正确的是_________①电磁辐射对人体的危害程度随波长而异，波长越短，对人体作用越强，危害越突出。②从物理学的角度看，可以从电磁波源、电磁波的传播途径及受辐射的人这三个方面进行防护。③从电磁波源方面来防护，可以通过技术革新减小电磁波发射功率，或者将向空间发射的电磁波信号改为通过电缆或光缆传送。④将电磁辐射源与外界隔离，阻止它向外扩散与传播，或者将电磁辐射源建在远离人群的地方，使电磁波的强度随距离的增大而衰减。
主题一　电磁波的产生【实验情境】　如图所示，将可拆变压器带铁芯的左侧线圈连接220 V的交流电源，并连接电流表，在右侧线圈中连接小灯泡，观察到灯泡发光。
【问题探究】　(1)灯泡发光说明了线圈中产生了感应电流，感应电流是怎样产生的呢？提示：左边线圈通有交流电时会产生变化的磁场，使穿过右侧线圈的磁通量发生变化而产生感应电流。(2)麦克斯韦电磁场理论两个基本内容是什么？提示：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
(3)变化的磁场一定能产生电磁波吗？ 提示：不一定，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场，如果变化的磁场能产生变化的电场，变化的电场又能产生变化的磁场，才能在周围空间产生电磁波。
【结论生成】1.麦克斯韦电磁场理论(物理观念)(1)变化的磁场周围会产生电场麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场总是存在的，如图所示：(2)变化的电场周围会产生磁场麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生磁场。
(3)对麦克斯韦电磁场理论的理解
2.电磁波的性质(物理观念)(1)电磁波是一种能量形式，它可以在真空中传播也可以在其他介质中传播。(2)电磁波的传播不需要介质。
【典例示范】　(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是(　　)A.工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场B.稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场C.不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场D.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
【解题指南】理解麦克斯韦电磁场理论应注意以下四点(1)恒定电场(磁场)→不产生磁场(电场)。(2)均匀变化电场(磁场)→恒定磁场(电场)。(3)非均匀变化电场(磁场)→变化磁场(电场)。(4)周期性变化电场(磁场)→同频率磁场(电场)。
【解析】选A、C。工作时的电磁打点计时器用的周期性变化的交变电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项B错误；不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场，故选项C正确；均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，D错误。
【探究训练】1.(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是(　　)
【解析】选B、C。A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图中的下图是与其不对应的；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，且相位相差 C图是正确的；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差π，故D图错误。所以只有B、C两图正确。
2.下列说法符合实际的是(　　)A.电磁波的传播需要介质B.电场随时间变化时一定产生电磁波C.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在D.光是人眼可以看得见的、频率范围很小的电磁波
【解析】选D。电磁波传播不需要介质，在真空中也可以传播，故A错误；电场随时间变化时产生磁场，如果产生的磁场不再随时间变化，则不会再产生电场，因此不能形成电磁波，故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C错误；光是人眼可以看得见的、频率范围很小的电磁波，故D正确。
3.如图所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈。 (1)你能观察到什么现象？(2)这种现象说明了什么？
【解析】(1)灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生。(2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流。
【补偿训练】　　下列说法中正确的是(　　)A.变化的磁场不能产生电场B.变化的电场不能产生磁场C.麦克斯韦证实了电磁波的存在D.电磁波能在真空中传播
【解析】选D。变化的磁场周围会产生电场，故A错误；变化的电场周围会产生磁场，故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，但赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C错误；电磁波可以在真空、固体、液体、气体中传播，故D正确。
主题二　电磁波的应用【生活情境】
图1是移动基站，图2是雷达监测飞行器，图3是三颗同步卫星能实现全球信号全辐射。
【问题探究】　(1)手机通讯是怎样实现的？提示：移动通信在服务小区，都设置无线基站，服务小区的无线基站就会自动将手机与移动交换中心接通，再由移动交换中心将电话接入普通电话通信网，接通电话。(2)雷达系统的组成是什么呢？提示：雷达系统由天线、发射机和接收机组成。
(3)雷达能确定远距离位置的原理？提示：雷达天线发射高频电磁波，电磁波遇到障碍物会被反射回来，接收机接收反射信号，根据信号的返回时间和方向可判断远处物体的方位。(4)卫星通讯的特点是什么？提示：卫星通讯具有辐射面广，通信距离长、不受地理环境限制，以及投资少、见效快等特点。
【结论生成】1.移动通信(物理观念) (1)功能：每一部移动电话又称手机，都是一个无线电台，它将用户的声音转变为高频信号发射到空中；同时它又相当于一台收音机捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息。(2)特点：体积很小，发射功率不大；天线简单，灵敏度不高，灵活、便捷；移动电话的发射功率较小，因此它与其他用户的通话要靠基地台(基站)来转接。
(3)移动通信信号流程图：移动通讯是一个有线与无线相结合的综合通信系统。以甲市移动用户A与乙市移动用户B进行移动通信为例，如图所示：
2.雷达可测定目标的距离(科学思维)雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：s=
【典例示范】　某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4 s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图(a)所示，t=173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图(b)所示，雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s，电磁波的传播速度为c=3×108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？
【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)飞机与雷达的位置关系；(2)飞机与雷达的距离与飞机位移的关系。
【解析】由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0=10-4 s，(a)图发射波和接收波的时间间隔t1=4×10-4 s，(b)图时间间隔t2=1×10-4 s，所以第一次飞机位置距雷达的距离为s1=c× =6.0×104 m，第二次飞机在雷达正上方，所以飞机高度h=c· =1.5×104 m，
所以173 s内飞机飞行的水平距离为s= =5.8×104 m，所以v= =335 m/s。答案：335 m/s
【探究训练】1.对于雷达指示器的荧光屏上出现的尖形波如图所示，下列说法正确的是(　　)①两个尖形波都是雷达向目标发射的无线电波形成的②两个尖形波都是雷达收到反射回来的无线电波形成的③第一个尖形波是雷达向目标发射的无线电波形成的④第二个尖形波是雷达收到反射回来的无线电波形成的A.①②　　B.②③　　C.③④　　D.①
【解析】选C。第一个尖形波振幅大能量大，是发射的无线电波形成的；第二个尖形波振幅小，能量小，是反射回来的无线电波形成的，故C正确。
2.(多选)下列关于电磁波应用的说法中正确的是(　　)A.可见光射入人的眼睛，人看到物体，说明电磁波具有能量B.雷达只能接收远处物体发出的信号C.雷达天线发射高频电磁波，电磁波遇到障碍物会被反射回来，接收机接收反射信号，根据信号的返回时间和方向可判断远处物体的方位D.地球同步卫星传递微波通信信号
【解析】选A、C、D。人眼看到物体，说明人眼感受到可见光的能量，A正确；雷达天线发射高频电磁波，电磁波遇到障碍物会被反射回来，接收机接收反射信号，从而判断物体的方位，所以C正确，B错误；地球同步卫星传递微波通信信号，D正确。