电磁波的实验与探究

概要：一、电磁波的产生与屏蔽探究 例1．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。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的接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象验证了_________的存在。现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析： （1）收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是 。 （2）谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，请问这是什么原因？ 请设计一个实验验证你的判断。（简述实验方法） 分析：收音机发出“咔咔”声，验证了电磁波的存在。由于声音不能在真空中传播，所以收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声。电梯对电磁波有屏蔽作用，所以性能完好的手机在电梯内接收不到信号。 将手机设置到响铃状态后放入密闭的金属容

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一、电磁波的产生与屏蔽探究   例1．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。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的接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象验证了_________的存在。现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：   （1）收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是                       。   （2）谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，请问这是什么原因？     请设计一个实验验证你的判断。（简述实验方法）   分析：收音机发出“咔咔”声，验证了电磁波的存在。由于声音不能在真空中传播，所以收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声。电梯对电磁波有屏蔽作用，所以性能完好的手机在电梯内接收不到信号。   将手机设置到响铃状态后放入密闭的金属容器内，试用另一手机呼叫盒内的手机，如果听不到盒内的手机声响，就说明金属容器对电磁波有屏蔽作用。   答案：电磁波 （1）真空不能传声   （2）电磁波信号被金属电梯屏蔽了   点评：本题考查学生结合生活中物理情景，尝试用物理知识去解释，并进行实验探究，有利于提高学生的科学探究的能力。   例2．张旭同学在学习了电磁波的知识后，产生了疑问：电磁波是怎样产生的呢？他打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。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，他听到收音机发出“咔咔”声。这一现象证明导线通电时产生了电磁波，被收音机接收到后产生了“咔咔”声。由此，他又联想到在生活中，当打开或闭合电灯时，会看到电视机的屏幕上有“雪花”的干扰；在夏季打雷时，收音机也会发出“咔咔”声等。于是，他得出了结论：电磁波是由电流产生的，在电流周围的空间里存在着电磁波。他把他的这一发现告诉了物理老师和同学们，老师用赞赏的目光看着他，摇了摇头，接着为同学们做了下面的实验。   如图所示，把收音机放在电路的附近，闭合开关后，灯泡发光，导线中有了电流，但收音机里并没有发出“咔咔”声；当频繁地开、关小灯泡时才会听到“咔咔”声。张旭恍然大悟，立即修改了自己先前的结论。老师看后，满意地点了点头。那么，亲爱的同学们，你认为张旭的结论是：______________________________。     然后，老师又将收音机放入一个金属网罩中，重复以上实验，频繁地开、关小灯泡，却听不到收音机发出的“咔咔”声。这一现象说明金属网罩能够______________________________。   分析：收音机里发出“咔咔”声是由于迅速变化的电流产生的电磁波引起的，这一现象证明了电磁波的存在。   金属网罩对电磁波有屏蔽作用从而使收音机接收不到电磁波信号。   答案：迅速变化的电流产生电磁波          屏蔽（或挡住）电磁波   点评：本题密切联系生活实际，以生活中的电磁屏蔽现象为素材进行探究。反映了我们人类既可以应用电磁波，也能有效地防止电磁波带来的危害。   二、电磁波的传播探究   例3．小丽等同学对电磁波在真空中能否传播的问题，进行了如下猜想：   猜想1：电磁波可能与声波类似，不能在真空中传播。   猜想2：电磁波可能与光波类似，可以在真空中传播。   接着，她们设计了如下实验：   在密封的透明玻璃罩内，放了一只处于待机状态的手机。开始没有用抽气机抽玻璃罩内的空气，用另一只手机拨打里面的手机，听到里面手机的鸣叫声，同时看到手机屏幕上显示的来电号码。   接着用抽气机将玻璃罩内的空气尽可能抽去，继续拨打里面的手机，虽听不到里面手机的鸣叫声，但看到手机屏幕上显示的来电号码。   （1）分析上述实验现象，猜想______正确；简要说明理由： _____________________________________________________________________。   （2）把手机放在真空罩中，拨打真空罩内的手机，若手机能接受到呼叫信号，则说明电磁波可以在真空中传播，这是利用了   （   ）   A．控制变量法             B．转换法   C．比较法                 D．类比法   分析：（1）猜想2正确。理由：玻璃罩内有空气时，拨打里面的手机，既能听到手机的鸣叫声，同时看到手机屏幕上显示的来电号码。将罩内空气抽出后，拨打里面的手机，虽然听不到里面手机的鸣叫声，但看到手机屏幕上显示的来电号码。表明电磁波和声音不同，可以在真空中传播。   （2）答案为B。物理学中对于一些看不见、摸不着的现象（次题中的电磁波就是这种情况）或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。