2025年人教版高中物理精讲精练必修3第19讲：电磁波的发现及应用 解析版.docx

第19讲:电磁波的发现及应用

【考点梳理】

考点一：麦克斯韦电磁场理论

考点二：电磁波的频率与波长问题问题

考点三：电磁波与信息化社会的应用

考点四：电磁波的能量

【考点梳理】

知识点一、电磁场与电磁波

1．麦克斯韦电磁场理论

(1)变化的磁场产生电场

①在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场．

②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场．

(2)变化的电场产生磁场：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场．

2．电磁场：变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体．

3．电磁波

(1)电磁波的产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波．

(2)电磁波的特点

①电磁波可以在真空中传播．

②电磁波的传播速度等于光速．

③光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动．

(3)电磁波的波速

①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf.

②电磁波在真空中的传播速度c＝3×108m/s.

考点二、电磁波谱与电磁波的能量

1．电磁波谱

(1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱．

(2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．

(3)各种电磁波的特性

①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等信号的传输．

②红外线：用于加热理疗等．

③可见光：照亮自然界，也可用于通信．

④紫外线：用于灭菌消毒．

⑤X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁病变的细胞．

2．电磁波的能量

(1)光是一种电磁波，光具有能量．

(2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质．

知识点三：．不同波长的电磁波的比较

名称

特性

无线电波

红外线

可见光

紫外线

X射线

γ射线

主要应用

通信、

广播

红外探测器、

红外体温计

引起

视觉

灭菌、

消毒、

防伪

医学透视、

安检

治疗疾

病、金

属探伤

真空中的速度

都是c＝3×108m/s

频率

小→大

同介质中速度

大→小

【题型归纳】

题型一：麦克斯韦电磁场理论

1．（23-24高二上·江苏宿迁·期末）“中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙．关于电磁波，下列说法正确的是（）

A．电磁波是横波 B．电磁波不能在水中传播

C．电磁波看不见，不具有能量 D．不同电磁波在真空中传播速度不同

【答案】A

【详解】A．电磁波是横波，故A正确；

B．电磁波可以在任何介质或真空中传播，故B错误；

C．电磁波看不见，但具有能量。故C错误；

D．不同电磁波在真空中传播速度相同，故D错误；

故选A。

2．（23-24高二上·河南洛阳·期末）关于电磁波，下列说法正确的是（）

A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在

B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

C．电磁波可以用来通讯

D．波长越长的电磁波，其能量子能量越大

【答案】C

【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；

B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B错误；

C．电磁波可以用来通讯，故C正确；

D．波长越长的电磁波，频率越小，其能量子能量越小，故D错误；

故选C。

3．（23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习）关于电磁波，下列说法正确的是（????）

A．电磁波的频率越大，其传播速度越大

B．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在

C．电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁波

D．变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波

【答案】D

【详解】A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，故A错误；

B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故B错误；

C．电场或磁场随时间周期变化时才会产生电磁波，故C错误；

D．变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波，故D正确。

故选D。

题型二：电磁波的频率与波长问题问题

4．（23-24高二上·广东·期末）电磁波为信息的传递插上了“翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。关于电磁波，下列说法正确的是（）

A．电磁波的传播需要介质

B．雷达是用γ射线来测定物体位置的设备

C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λf

D．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长相同

【答案】C

【详解】A．电磁波的传播不需要介质，A错误；

B．雷达是用微波来测定物体位置的设备，B错误；

C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为