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电磁波的教学设计

时间:2022-08-17 08:01:42 高一物理教案 我要投稿
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电磁波的教学设计

  电磁波的教学设计

电磁波的教学设计

  师生互动活动设计:

  教师先通过实验引入,启发学生思考、想象,总结麦克斯韦理论,再利用哲学中相互联系的规律理解掌握电磁场理论.结合课本讲解电磁波概念,类比机械波,理解电磁波传播规律.

  教学步骤:

  一、引言:人类认识客观世界,发现新的事物,常有两种方式,一种是从生产实践、科学实验中观察分析后发现新的事物,另一种是从科学理论出发,预言新的事物存在.电磁波的发现,属于后一种.麦克斯韦从电磁场理论出发,运用了较为深奥的数学工具,得到了描述电磁场特性的规律,并预言了电磁波的存在.XX年后,他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言,发射并接收了电磁波,从而开创了无线电技术的新时代.我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论.

  二、教学过程

  l、麦克斯韦的理论要点一:变化的磁场产生电场

  演示实验

  装置如图所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光.

  (1)线圈中产生感应电动势说明了什么?

  麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场,正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动,引起了感应电流.

  (2)如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还会有电流、电场吗?

  引导学生思考后回答,有电场、无电流.

  (3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗?(有)

  (4)总结说明,麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,即这是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关.

  2、变化的电场产生磁场

  我们知道,电流周围存在着磁场,麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系.经过反复思考提出一个假设,变化的电场产生磁场,这一点,我们从哲学上知道,事物之间是相互联系的,可以相互转化。

  比如根据麦克斯韦的理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中电流要产生磁场,而且在电容器两极板问周期性变化着的电场周围也要产生磁场。

  3、电磁场、电磁波

  (l)概念

  麦克斯韦根据自己的理论进一步预言,如果在空间某域中有周期性变化的电场,那么,这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……可见,变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生,并且由发生的区域向周围空间传播.见课本图19—10,电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.

  (2)电磁波的特点

  ①是横波:用课本p270图19-10说明

  ②是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)

  ③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性

  (1)波速公式( )

  电磁波在真空中速度等于光速.

  三、总结、扩展

  麦克斯韦的电磁场理论

  1、变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围产生磁场。

  2、均匀变化的磁场,产生稳定的电场,均匀变化的电场,产生稳定的磁场.这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等,或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。

  3、不均匀变化的磁场产生变化的电场,不均匀变化的电场产生变化的磁场。

  4、振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。

  5、变化的电场和变化的磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,向周围空间传播就是电磁波。

  四、板书设计

  电磁场  电磁波

  一、麦克斯韦电磁场理论

  1、变化的磁场产生电场

  2、变化的电场产生磁场

  3、电磁场的概念

  二、电磁波

  1、电磁波的产生

  2、电磁波的特点

 

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