【公开课】电磁场和电磁波+教案高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
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课题电磁振荡周次第 8 周课时 4 第 1 课时课型新授课教学目标知识与技能:了解电磁振荡产生的过程。
过程与方法:通过结合生活中各种相应现象及常识,理解电磁振荡在人们生活中的地位情感态度与价值观:养成乐于科学探索的思维习惯,培养学生实验探求知识的意识,增强求知欲望重点电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。
难点LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律。
教学过程二次备课新课引入:电视、广播接收的是电磁波,要产生持续的电磁波,需要持续变化的电流。
怎样才能产生这样的电流呢?观察振荡电路中电压的波形讲授新课:一、电磁振荡的产生【思考】想一想与交流电有何区别?振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流,叫作振荡电流。
振荡电路:能够产生振荡电流的电路。
LC振荡电路:当开关置于线圈一侧时,由电感线圈L和电容C组成的电路,就是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路。
LC电磁振荡的产生原理电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的LC电磁振荡的产生过程LC振荡电路电流的周期性变化电容器极板上电荷量的周期性变化LC 回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为:放电过程:电场能转化为磁场能,q ↓→ i ↑充电过程:磁场能转化为电场能,q ↑ → i ↓二、LC 电磁振荡中的能量变化(1)总能量守恒=电场能+磁场能=恒量(2)电场能与磁场能交替转化三、电磁振荡的周期和频率1.周期和频率:电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期,一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。
【思考与讨论】LC 电路的周期(频率)与哪些因素有关?电容较大时,电容器充电、放电的时间长些还是短些?线圈的自感系数较大时,电容器充电、放电时间长些还是短些?根据上面的讨论结果,定性地讲,LC 电路的周期(频率)与电容C 、电感L 的大小有什么关系?LC 回路的周期和频率公式T =LC π2 f =LC π21(1)式中各物理量T 、L 、C 、f 的单位分别是s 、H 、F 、Hz .(2)适当地选择电容器和线圈,可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要. 巩固练习 课本 73页第1题 作业 课本73页 第3题 课堂小结 1.电磁振荡的产生 2.电磁振荡中的能量变化 3.电磁振荡的周期和频率 板书设计电磁振荡 1.电磁振荡的产生 2.电磁振荡中的能量变化 3.电磁振荡的周期和频率 课后反思备课组长审核: 签名:。
【课题】第四章第 2节电磁场与电磁波课标要求初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,初步了解场的统一性与多样性,体会物理学对统一性的追求。
素养达成物理观念∶理解电磁理论的内容,体会物理观念产生的过程。
科学思维∶结合前面学习过的知识,理解变化的磁场产生电场。
科学探究:培养学生实验探求知识的意识,增强求知欲望。
科学态度与责任∶通过结合生活中各种相应现象及常识,理解电磁波在人们生活中的地位。
本节重点麦克斯韦的电磁场理论本节难点电磁场、电磁波学情学法本节内容对学生来说比较抽象,学习起来有一定的难度。
总结、归纳教学内容教师复案备注学生学习笔迹【温故知新】1麦克斯韦电磁场理论 2.机械波传播的实质【知识展示】问题探究一、麦克斯韦的电磁场理论(预言)1.变化的磁场产生 .2.变化的电场产生 .分析:②恒定的电场周围无磁场,恒定的磁场周围无电场。
②均匀变化的电场周围产生的磁场,均匀变化的磁场周围产生的电场。
③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场,的磁场在周围产生同周期的电场。
问题探究二、电磁场、电磁波1.电磁场:麦克斯韦预言,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。
2.电磁波:电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波3.电磁波传播的速度是。
光是电磁波的一种。
4.电磁波是横波。
电磁波在空间传播时,在任一位置上(或任一时刻)E、B、v 三矢量相互垂直。
问题探究三、电磁波的发现1.赫兹的实验:2.赫兹在人类历史上首先捕捉到电磁波,使假说变成现实。
赫兹以前,由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论,因为未经一系列的科学实验证明,始终处于“预想”阶段。
把天才的预想变成世人公认的真理,是赫兹的功劳。
【典例分析】1.关于电磁场理论的叙述正确的是( )A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C.电场和磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场D.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场【规律方法】变化的电场产生变化的磁场:恒定的电场不产生磁场;均匀变化的电场产生恒定的磁场;振荡的电场产生同频率变化的磁场。
电磁场与电磁波【教学目标】1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
2.了解电磁波的产生和电磁波的特点。
3.了解电磁场的物质性。
4.了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。
【教学重难点】1.电磁振荡中电场能和磁场能的转化。
2.麦克斯韦电磁场理论的基本内容。
【教学过程】一、新课导入1.打开收音机的开关,转动选台旋钮,旋到使收音机收不到电台的频道,然后开大音量。
在收音机附近,将电池盒的两根引线反复碰撞,你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。
为什么会产生这种现象呢?打开电扇,将它靠近收音机,看看又会怎样。
提示:电磁波是由电磁振荡产生的,在收音机附近,将电池盒两引线反复碰触,变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生变化的电场,这样会发出电磁波,从而导致收音机中发出“喀喀”声。
若将转动的电扇靠近收音机,因为电扇中电动机内通有交变电流,电动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声。
2.复习电磁振荡的周期和频率:(1)电磁振荡的周期T:电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间。
(2)电磁振荡的频率f:1s内完成周期性变化的次数。
(3)LC回路的周期公式。
周期公式:T=2π√LC。
其中:周期T、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)。
二、新课教学(一)电磁场1.变化的磁场产生电场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逐步深入讲解:1.均匀变化的磁场产生稳定的电场;非均匀变化的磁场产生变化的电场。
周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场。
2.均匀变化的电场产生稳定的磁场;非均匀变化的电场产生变化的磁场。
周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场。
英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上,建立了完整的电磁场理论。
可定性表述为变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分离的统一场,这就是电磁场。
(二)电磁波紧接着电磁场进行讲述:1.电磁波的产生:变化的电场和磁场由近及远地向周围传播,形成了电磁波。
4.3电磁波的发射与接收教学设计通过之前的学习,我们已经知道电磁波是怎么产生的,我们目前经常利用电磁波发射电磁波,那我们怎样才能发射有效电磁波,怎么将需要的信息加载到电磁波上,又怎么接收到电磁波呢?(一)有效发射电磁波的条件和方法 有效发射电磁波的条件是什么?如何改装第一节学习的LC 电路,就可以有效的发射电磁波了?1.有效发射电磁波的条件和方法 第一:要有足够高的振荡频率。
振荡电路向外界辐射能量的本领,与振荡频率密切相关。
频率越高,发射电磁波的本领就越大。
LC f π21=①减小电容C :增大板间距d ,减小正对面积S ①减小自感系数L第二:振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去。
振荡电路变为成为一条导线实际应用中的开放电路,线圈的一端用导线与大地相连,这条导线叫作地线;线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。
无线电波就能由这样的开放电路有效地发射出去。
天线和大地构成一个巨大的电容声音、文字、图象等转变成电信号能直接发射吗?怎么做才能发射出去?(二)调制2.调制——使载波随各种信号而改变的技术为了传送声音、文字、图象等信号,首先要把传递的信号转变成电信号。
但这种电信号的频率较低,不能直接发射出去,需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。
①调制:把传递的电信号(叫做调制信号)加到高频振荡电路(叫做载波)上的过程。
进行调制的装置叫做调制器。
①常用的调制方式——调幅、调频调幅:使高频振荡电磁波的振幅随调制信号而改变叫做调幅.调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。
声音信号的调制过程调频:使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频。
①调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制;①通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。
电磁波的接收的原理和设备是什么?从诸多信号中把我们需要的信号筛选出来的电路是什么电路?其原理是什么?(一)接收原理和设备①原理:电磁感应现象,导体遇到电磁波会产生感应电流。
2 电磁场与电磁波- 人教版高中物理选择性必修第二册(2019版)教案一、教学目标本节课的教学目标主要分为以下两部分:知识目标1.学生能够了解电磁场的基本概念及其特点;2.学生能够掌握用库仑定律计算电场强度,用毕奥-萨伐尔定律计算磁场强度;3.学生能够理解电场、磁场、电流之间的相互作用,并掌握它们之间的关系;4.学生能够了解电磁场的能量传递和介质的电磁性质。
能力目标1.学生能够运用所学知识,正确解决有关电场、磁场、电流间相互作用的计算题;2.学生能够合理运用电磁场的知识分析和解决实际问题;3.学生能够掌握实验方法,观察电磁场的产生、变化过程,加深对电磁场的理解。
二、教学重点•电磁场的特点以及电磁场的能量传递;•电磁场、电流之间的相互作用及它们之间的关系;•掌握用库仑定律和毕奥-萨伐尔定律计算电场强度和磁场强度的方法。
三、教学难点•电磁波的产生和传播机制;•静电场与静磁场的傅里叶分解的思想和方法。
四、教学方法在教学过程中,我们将以以下方法对学生进行知识的传授:1.给学生提供大量的练习题,让学生通过计算练习题来掌握电流、电场、磁场的计算方法;2.引导学生参与实验,让学生对电磁场、电磁波的产生和传播有更深刻的认识;3.通过例题和实验,引导学生分析和解决问题,培养学生解决问题的能力。
五、教学内容及顺序知识点学习内容学习目标教学步骤及方法教学时间第一节电磁场的基本概念与性质学习了解电磁场的基本概念及其特点;1.讲解电磁场的基本概念;2.让学生完成部分例题;3.掌握电场强度和磁场强度的计算方法。
35分钟第二节电荷,电场,和静电场学习了解电场的产生和属性1.通过实验介绍电场的产生过程;2.介绍用库仑定律计算电场强度;3.让学生完成部分例题。
40分钟第三节磁场,安培力和磁场学习了解磁场的产生和性质1.用实验介绍磁场的产生过程;2.通过实验介绍磁感线的特点;3.介绍用毕奥-萨伐尔定律计算磁场强度;4.让学生完成部分例题。
教学设计课程基本信息学科高中物理年级高二学期春季课题电磁场与电磁波教学目标1.进一步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
知道电磁波概念。
初步了解电磁场是物质的一种形式。
会从电磁场的物质性与能量传播的观点解释电磁波的发射与接受。
2.领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法,体会赫兹实验证明电磁波存在的重点意义。
3.了解发现电磁波的历史背景,知道麦克斯韦对电磁波的伟大贡献。
领会物理实验对物理学发展的基础意义。
教学内容教学重点:1. 电磁波的概念及其形成的条件;2. 麦克斯韦发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法,赫兹实验证明电磁波存在的重点意义。
教学难点:电磁场的概念和麦克斯韦电磁场理论教学过程【教学环节1】【情境问题引入】:回顾第1节“电磁振荡”实验:“观察振荡电路电压的波形”回顾:电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去。
[问题]:如何证实电磁波的存在?【实验1】电磁波的发射器+放大接收器(通过电磁波接收将声音放大)[实验过程]:采用一个改装后的LC 振荡电路装置,上面插板是一个高频振荡器,实验发射装置选择音乐模式,自带喇叭播放音乐;打开实验发射装置选择音乐模式,打开自带喇叭播放音乐,打开接收装置,隔空接收,音乐显化了电磁波的存在,关闭发射装置自带喇叭,与接受装置喇叭音乐进行对比。
[问题]:这些电磁波是怎样产生的?【教学环节2】【实验2】隔空亮灯按照图示实验装置进行实验演示(螺线管接入交流电)[问题链]+ [实验模型化、抽象化处理][问题链]:[问题1]:实验中二极管发光,说明线圈中有电流,该电流是如何产生的?[问题2]:根据电流的定义进一步分析,电流是如何形成的?[问题3]:线圈中的自由电荷是为什么会定向移动的呢?[问题4]:该感应电场是如何产生的?[问题5]:在此基础上,如果把线圈换成塑料圈(延伸追问:直接拿掉线圈),线圈所处的空间还有电流和电场吗?[结论]:麦克斯韦认为:线圈只不过是用来探知和显示电场的存在,无论有没有线圈,周围空间都产生电场,麦克斯韦实质上揭露了电磁感应现象的本质:变化的磁场产生电场。
教案上课时间:年月日题课选择性必修二第四章第2节:电磁场与电磁波课型新课时 1教学目标1.了解麦克斯韦电磁场理论,知道电磁场是物质的一种形式。
2.领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法,体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义。
3.了解发现电磁波的历史背景,知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。
领会物理实验对物理学发展的基础意义。
学习重点麦克斯韦电磁场理论学习难点领会科学精神和科学研究方法教学过程教学环节(含备注)教学内容引入新课进行新课一.引入新课电磁波是怎样形成的?二.进行新课(一)电磁场1.变化的磁场产生电场证明:交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光2.变化的电场产生磁场麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性,相信电场和磁场的对称美.3.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场,周期性变化的磁场产生周期性变化的电场;变化的电场产生磁场,周期性变化的电场产生周期性变化的磁场。
4.理解:①恒定的电场不产生磁场②恒定的磁场不产生电场③均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场④均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场⑤振荡电场产生同频率的振荡磁场⑥振荡磁场产生同频率的振荡电场(二)电磁波1.电磁波的产生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,电磁场由发生区域向远处传播就形成了电磁波。
2.电磁波的特点①电磁波是横波,在传播过程中,每一处的电场E 方向、磁场B 方向和传播方向都是互相垂直的。
②电磁波是物质波,在真空中也能传播,且以光速传播,在介质中传播的速度比光速小。
③电磁波从一种介质进入另一种介质,在传播过程中频率(周期)不变。
④电磁波能够脱离“振源”而继续传播(类同于机械波)。
⑤电磁波可以发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应等的现象。
⑥电磁波的波长、波速、频率三者间关系v =λT =λf ,真空中有c =λT=λf 。
3.与机械波的区别4. 1886年,赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性,第一次发现了电磁波。
课题电磁场与电磁波
周次第 8周课时 4 第 2 课时课型新授课
教学目
标知识与技能:电磁波理论的理解
过程与方法:通过结合生活中各种相应现象及常识,理解变化的磁场产生电场。
体会物理知识在生活中的重要作用
情感态度与价值观:培养学生实验探求知识的意识,增强求知欲望。
重点了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义.
难点了解电磁波的基本特点及其发现过程,通过电磁波体会电磁场的物质性.
教学过程二次备课
新课引入:电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去,那么,这些电磁波是怎样产生的?电磁学之父:麦克斯韦简介
讲授新课:
一、电磁场
麦克斯韦假设的两大观点:
变化的磁场产生电场这是一个普遍规律,跟闭合电路是否存在无关。
变化的电场产生磁场电场就像运动的电荷,也会在空间产生磁场。
变化的磁场周围产生电场变化的电场周围产生磁场
电磁场理论的理解——变化的磁场产生电场
如图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光
老师引出:
1、如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流电场吗?(有电场,无电流)
2、线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?(有电场,无电流)
3、若改成恒定的直流电,还有电场吗?(无)
麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在。
电磁场理论的理解——变化的电场产生磁场
理解:(1) 电场均匀变化产生稳定磁场(2) 非均匀变化产生变化磁场
电磁场与电磁波的概念(课本75页第1段)
二、电磁波
(一)电磁波的形成过程
麦克斯韦预言光也是电磁波
(二)、电磁波的特点:
1、电磁波是横波,在电磁波中,每处的电场强度和磁感强度的方向总是相互垂直,且与电磁波的传播方向垂直.
2、电磁波的传播不需要介质,波速V取决于传播介质,任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速,电磁波的频率在传播过程中不会发生变化。
随着介质的不同波长会发生变化。
C=3.0×108m/s
赫兹的电火花实验
实验现象:当感应圈两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过了火花。
实验原理:当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时,周围空间出现了迅速变化的电磁场。
这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。
当电磁波到达导线环时,它在导线环中激发出感应电动势,使得导线环的空隙中也产生了火花,说明这个导线环接收到了电磁波。
微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的光辉,赫兹向全世界宣告:电磁波发现了。
巩固练习77页 1、2、3题作业77页第4题
课堂小结 1.电磁场 2.电磁波
板书设计电磁场与电磁波
1.电磁场
2.电磁波
课后
反思
备课组长审核:签名:。