高中物理选修性必修 第二册4.1电磁振荡-教案-人教版(2019)

1．电磁振荡1．通过实验，了解电磁振荡。

知道LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化情况及电场能与磁场能的转化情况。

知道电磁振荡的周期与频率，会用其分析、解释有关的简单问题。

2．经历从机械振动到电磁振荡的类比过程，体会类比推理的方法。

经历分析电磁振荡周期与L、C关系的过程，体会定性分析推理的方法。

3．经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中的作用。

电磁振荡的产生和能量变化1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。

2．振荡电路：产生振荡电流的电路。

3．振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关S掷向2，电容器通过线圈放电。

(1)放电过程：电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。

放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。

该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。

(2)充电过程：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。

由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。

该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。

此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。

(3)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有内能产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。

如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。

(1)在一个周期内，充电、放电各两次，振荡电流的方向改变两次；电场能(或磁场能)完成两次周期性变化。

(2)振荡电流的频率很高。

如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，使电容器通过线圈放电。

问题电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？提示：电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能。

电磁振荡-人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）教案一、教学内容本教案主要针对人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）中的《第一章电磁振荡》进行讲解。

本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.电磁波的基本概念和性质；2.电磁波的产生与传播；3.电磁波的谱；4.电磁波的应用。

二、教学目标1.理解电磁波的基本概念和性质，了解电磁波在空气中的传播速度；2.掌握基本的电磁波公式，包括频率、波长、波速等；3.理解电磁波的谱和种类，并了解各种电磁波在生活中的应用；4.学会使用电磁波谐振现象制作简单的电路实验。

三、教学重点和难点1.难点：学生对于电磁波产生和传播的基本原理的理解；2.重点：电磁波的谱和种类，以及电磁波在生活中的应用。

四、教学方法1.讲述：通过讲解教师将各种概念和公式传达给学生；2.实验：教师通过实验帮助学生加深对电磁波的了解和认识；3.互动：教师与学生之间的互动对于理解电磁波的原理和应用至关重要。

五、教学过程1. 电磁波的基本概念和性质1.通过物理图解等形式介绍电磁波的产生原理，并解释电磁波的基本性质；2.让学生了解电磁波在空气中的传播速度，以及电磁波的基本特征。

2. 电磁波的产生和传播1.介绍电磁波的产生方式，包括电磁感应产生电磁波和振荡电路产生电磁波；2.介绍电磁波的传播特点，包括电磁波的传播方向、传播速度和衰减等情况。

3. 电磁波的谱1.介绍电磁波的谱和种类，包括射电波、微波、红外线、可见光线、紫外线、X射线和伽马射线；2.介绍各种电磁波在生活中的应用，包括通信、遥控、照明、医学等方面。

4. 电磁波的应用1.通过实验展示电磁波的谐振现象，并介绍电磁波在谐振电路中的应用；2.让学生通过自己动手实际操作，体验电磁波的应用。

六、教学反思通过本次教学，学生们对电磁波的产生、传播、谱和应用都有了更深入的了解。

在教学过程中，我注重让学生动手操作，体验电磁波的应用，并通过互动让学生更好地理解和掌握了电磁波的相关知识。

课题：电磁振荡【教材分析】本节课程是本章的重难点内容，要理解好振荡电路的产生过程为下面的电磁波的产生和传播做铺垫。

本节课要知道在电磁振荡过程中回路中的由流变化规律及申量变化规律，要知道在整个振荡周期内，能量的转化过程，为进一步认识由磁波的产生奠定基础。

【教学目标】（1）理解电磁振荡的概念，体会物理观念产生的过程。

（2）通过振荡电路的分析，体会物理模型在探索自然规律中的作用。

（3）培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。

（4）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。

【教学重点】振荡电路中能量的转化和守恒。

【教学难点】振荡电路的变化过程中电流、电量、能量的变化规律。

【教学过程】教学过程(表格描述)时间安排教学环节主要教学活动设计意图3分钟核心问题的引入展示活动：周末作业：寻找生活中能够利用电磁波的设备和应用场景。

教师分类展示周末作业。

教师总结：这说明电磁波在我们生产生活中占有十分重要的地位，老师也同样展示一个应用电磁波的例子——旅行者一号是目前人类发射最远的探测器。

在60亿千米外给地球照了一张照片，用利用电磁波传回了地球。

既然电磁波如此重要，问题1：那么如何持续产生电磁波呢？通过周末作业让学生寻找生活中应用电磁波的例子，体会电磁波在生活中的广泛应用，同时给予认真上交作业同学的一个正向反馈。

7分钟核心问题的逻辑推演类比学习：教师引导：初中我们学过声音的产生条件，声音就是就是我们所说的声波，一切发声的物体都在振动。

说明声波是由声源振动形成的。

敲动音叉，音叉发生振动，就会产生一个向外传播的声波，要持续产生声波，则需要不断地敲击音叉。

请你通过类比，想一想如何持续产生电磁波呢？学生类比思考：可能会猜到类似于声源振动一类的回答。

但是应无法答出变化电磁场概念。

由于目前学生还没有学习机械波和机械振动相关概念，学生无法类比这部分知识学习这部分内容。

所以想通过声音的产生，类比电磁波产生。

符合学生认知，引导学生认识电磁振荡的重要地位。

第四章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡【素养目标】1.了解发现电磁波的历史背景,了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点,知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。

2.体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法,领会物理实验对物理学发展的意义。

3.通过对电磁振荡的实验观察,体会LC电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及其相关物理量的变化情况,了解电磁波的产生过程。

4.了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式,了解实际生产、生活中调节振荡电路频率的基本方法。

【必备知识】知识点一、电磁振荡(1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流。

(2)振荡电路：能产生振荡电流的电路叫做振荡电路。

(3)振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。

①放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷减少。

放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。

该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。

②充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。

该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。

此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。

(4)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有电热产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。

如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。

知识点二、电磁振荡的周期和频率(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。

(2)频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫做频率。

如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫做固有周期和固有频率。

(3)周期和频率公式：T＝2f。

学习内容：《 4.1电磁振荡》总第_____课时通过实验，了解电磁振荡课标核心素养要求1.知道什么是振荡电流和振荡电路.2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电学习目标磁振荡过程中能量转化情况.3.知道电磁振荡的周期和频率，并会进行相关的计算.学习重点LC振荡电路和振荡电流的产生过程，电磁振荡的周期和频率计算学习过程教学笔记【自主学习】1、回顾机械振动和机械波形成2、了解电磁波的形成【合作学习·难点探究】任务一、电磁振荡的产生和能量变化1、阅读教材说明震荡电路组成：即形成变化电流的电路组成2、结合下图说明震荡电流的形成过程：3、总结：（1）各物理量变化情况一览表时刻(时间) 工作过程 q E i B 能量 0→T 4放电过程 q m →0 E m →0 0→i m 0→B mE 电→E磁T 4→T 2 充电过程 0→q m 0→E m i m →0 B m →0E 磁→E电T 2→3T 4 放电过程 q m →0 E m →0 0→i m 0→B mE 电→E磁3T 4→T 充电过程0→q m 0→E m i m →0 B m →0E 磁→E电（2）.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像(如图所示)【例1】如图所示，从将开关S由b扳到a开始计时，在电流振荡了半个周期时，电路中( )A．电容器C里的电场强度最强，电场强度方向向上B．线圈L周围磁场最强C．线圈中的磁感应强度为零D．电流最大【针对训练】1、图是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（）A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.电感线圈中的电流正在增大D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大2、如图所示，在LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则( )A．B板带正电B．A、B两板间的电压在减小C．电容器C正在充电D．电场能正在转化为磁场能【例2】在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是（ ）任务二、电磁振荡的周期和频率1、LC 电路的周期和频率公式：T ＝2πLC ，f ＝12πLC.2、LC 电路的周期、频率都由电路本身的特性(L 和C 的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC 电路的固有周期和固有频率.【例3】要增大LC 振荡电路的频率，下列方法正确的是( ) A ．将正对着的电容器的两个极板错开些 B ．增大电容器的充电电荷量 C ．减少自感线圈的匝数 D ．抽出自感线圈中的铁芯【例4】某个智能玩具的声响开关与LC 电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC 振荡电路部分。