高中物理选修3-4同步教案：第14章 电磁波 第1-3节 电磁波的发现 电磁振荡 电磁波的发射和接收

高三物理选修3-4第十四章电磁波第3节电磁波的发射和接收导学案【教学目标】1．了解有效地发射电磁波的两个条件。

2．了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。

3．通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，领会无线电波在实际生活、生产中的应用流程。

【教学重点】有效地发射电磁波的两个条件及电磁波接收原理和方法【教学难点】调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用【自主学习】一、电磁波的发射1．在LC电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部，在电磁振荡过程中，电场能和磁场能主要在不同元件之间互相转化，辐射出去的能量很少。

2．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点。

第一，要有足够高的振荡频率。

理论的研究证明，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，发射电磁波的本领越大。

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。

因此，要改造如图所示甲中的LC振荡电路，像图乙、丙那样，增大电容器极板间的距离，使电场和磁场扩展到电容器的外部。

这样的振荡电路叫做开放电路。

3．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。

无线电波就由这样巨大的开放电路发射出去。

4．为了利用电磁波传递信号，例如传递声音、电视图像，就要让电磁波随着待传递的信号而改变。

在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做。

（1）一种调制的方法是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫做，如图所示；（2）另一种调制的方法是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫做，如图所示。

二、电磁波的接收1．电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流。

因此，空中的导体可以用来接收电磁波，这就是接收天线。

2．当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做。

高中物理第十四章3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会教材梳理教案新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十四章3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会教材梳理教案新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会疱丁巧解牛知识·巧学一、无线电波的发射和接收1.无线电波的发射(1）无线电波及波段划分无线电技术中把波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称为无线电波.并按波长（频率）把无线电波分为若干波段。

不同波段的无线电波的传播特点不一样,发射、接收所用的设备和技术也不同，因此有不同的用途（见下表)。

（2）发射电磁波的振荡电路的特点第一，要有足够高的振荡频率，理论研究证明：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，发射电磁波的本领越大。

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。

用于放电路可以有效地把电磁波发射出去。

(3）无线电波的发射①调制：在无线电应用技术中，首先将声音、图象等信息通过声电转换、光电转换等方式转为电信号，这种电信号频率很低,不能用来直接发射电磁波，把要传递的低频电信号“加”到高频电磁波上，使电磁波随各种信号而改变叫调制。

②调幅和调频：使高频振荡的振幅随信号的强弱而改变叫做调幅，使高频振荡的频率随信号的强弱而改变叫做调频.学法一得无线电广播中的低频信号波由于频率较低,能量小，传播距离小,只能加载到高频波上才能发射出去，这一过程就像卫星只能通过运载火箭才能达到预定轨道一样。

第1～3节电磁波的发现__电磁振荡电磁波的发射和接收____一、电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。

(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场。

图14-1-1图14-1-1甲变化的磁场在其周围空间产生电场。

图乙变化的电场在其周围空间产生磁场。

2．电磁场1.英国物理学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

德国物理学家赫兹证实了电磁波的存在。

2．LC 电路的周期(频率)公式：T ＝2πLC ，f ＝12πLC。

3．无线电波的发射和接收过程：调制⎩⎨⎧调幅调频→发射→接收→调谐→解调。

变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。

3．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。

(2)电磁波的特点：①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要介质；②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝3.0×108 m/s。

(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。

二、电磁振荡1．振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流。

2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路。

最基本的振荡电路为LC振荡电路。

3．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程。

4．电磁振荡的周期与频率(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。

(2)频率：1 s内完成周期性变化的次数。

振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。

(3)周期和频率公式：T＝2πLC，f＝12πLC。

三、电磁波的发射1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：(1)要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。

【素质教育目标】1、知识教学点(1)知道麦克斯韦电磁场理论基本内容(2)理解电磁场的产生，掌握电磁波的特性及其波长、波速的关系2、能力训练点(1) 由具体到抽象的逻辑思维方法(2) 联想能力的培养(3) 猜想能力的培养[点评：教师在课堂上向学生传授知识的同时，也要传授了科学的思维方法，使他们从小就养成科学的思维习惯，学习用科学的态度和方法去观察问题、提出问题、分析问题、解决问题。

学生俱备了一定的创造性思维的意识和创造性思维的方法，才有可能进行创造性思维的实践。

]3、德育渗透点(1) 通过介绍电磁场理论建立的简史，培养学生立志成才，为科学而献身的精神。

(2) 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，从这里渗透事物之间辩证关系。

【重点、难点、疑点及解决办法】1、电磁场理论是本课的重点，从内容上非常抽象，只要求学生定性了解。

2、麦克斯韦是如何建立起电磁场理论的两大支柱是本课的能点。

变化的磁场产生电场的理解采用逐步抽象的逻辑思维方法来帮助学生理解麦克斯韦的想法。

3、“变化的电场产生磁场”的理解，联想哲学中事物之间是可以相互联系的，可以互相转化的。

[点评：逻辑思维是遵循思维的逻辑规则，运用概念，作出判断，进行推理和论证的认识过程。

联想是由一事物理想到另一事物的心理过程。

教学中合理应用逻辑思维和联想三大定律（相似律、对比律和接近律），即能较好理解教学重点，又能培养学生创造性思维的方法。

]【教学设计】“电磁场和电磁波”一课内容既是高中物理电磁学部分的核心内容，又与现代人的生活、学习、工作密不可分的。

由于学生对电磁波认识主要来源于生活常识，了解一些有关电磁波的应用，但由于学生对电磁场和电磁波概念知之甚少，再加上麦克斯韦理论的两大支柱在理解上比较抽象，故笔者在教学设计中采用“课前准备”和“课堂多媒体辅助教学”二大步骤来突破教学重点和难点，再结合本节课的教学内容，渗透创造性思维的培养，提升学生创造性思维的能力。

一、课前准备1、学生方面：课前预习课本自我探究在上节课结束时布置预习内容：(1) 收集一些你对电磁波在现代社会中应用的实例(2) 通过多种媒体查找麦克斯韦的生平经历及贡献(3) 整理已学过的电现象和磁现象的知识，并思考两者的关联这一步旨在要求学生通过网上查寻、收集和整理，培养其查找、分析和处理信息的能力，初步建构本节课的知识体系，激发学生学习的兴趣。

高中物理选修3-4教案14、15章本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址教学案例课题：电磁波的发现（教材：人民教育出版社出版的高二物理选修3-4）14.1电磁波的发现★新课标要求（一）知识与技能．知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

2．知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的特点。

3．知道赫兹实验及其重要意义。

（二）过程与方法通过对电磁波发现过程的了解，认识规律的普遍性与特殊性，培养学生的逻辑推理和类比推理能力。

（三）情感、态度与价值观培养学生崇尚科学、献身科学的精神。

★教学重点变化的磁场产生电场。

★教学难点变化的电场产生磁场。

★教学方法演示推理和类比推理★教学用具：学生电源一台，电磁铁一块，多匝线圈、灯座、小灯泡各一个，导线若干★教学过程（一）引入新课师：“神舟六号”上天后，怎样与地面上的人联系呢？生：无线电波。

师：无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。

现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，“电磁波”就是现代文明的神经中枢。

那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？怎样利用它传递信号？这一章就要讨论这些问题。

今天我们就从电磁波的发现开始学习。

（二）进行新课．伟大的预言（教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介，激发学生的好奇心和求知欲。

）麦克斯韦（jamesclarkmexwell，1831~1879）是英国的理论物理学家、数学家。

1831年6月13日生于英国爱丁堡。

他的父亲是一个科学家，他从小就受到科学的熏陶，15岁时向英国皇家学会递交数学论文，发表在《爱丁堡皇家学会学报》上，第一次显露出他出众的才华。

1847年，考入爱丁堡大学学习数学和物理学。

1850年转入剑桥大学，1854年毕业后留校工作，1856~1865年，他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。

1871年，麦克斯韦任剑桥物理实验室主任，1874年，他主持建立的卡文迪许实验室竣工，任该实验室首任主任。

14.1电磁波的发现教案物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。

教学目标1.了解电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献；2.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；3.体会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基础意义。

领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。

教学重点与难点1.电磁场理论的内容2.电磁波的特点教学过程一、变化的磁场产生电场实验为证如右图,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讨论: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）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说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (涡旋电场) 二、变化的电场产生磁场麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场理解: (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麦克斯韦电磁场理论的理解: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电场和磁场的变化关系电磁波1电磁场:如果在空间某区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,……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场2电磁波电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波电磁波的特点:(1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B做正弦规律,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf(3) 电磁波具有波的特性电磁波的实验证明赫兹的电火花实验赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证明了麦克斯韦关于光的电磁理论赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波【作业】问题与练习：。

第1节电磁波的发现1．知道麦克斯韦电磁场理认及其在物理学发展史上的意义.2．了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别。

一、伟大的预言1．变化的磁场产生电场(1）实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里将会产生错误!感应电流.(2）麦克斯韦对现象的分析：回路中有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了错误!电场，自由电荷在错误!电场力作用下产生了错误!定向移动。

(3)麦克斯韦第一条假设：即使在变化的磁场周围没有□，05闭合电路，同样要产生错误!电场,变化的磁场产生错误!电场是一个普遍规律。

2．变化的电场产生磁场麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性，相信电场和磁场的□，08对称之美.他大胆地假设，既然变化的错误!磁场能产生电场，变化的电场也会在空间产生错误!磁场。

3．麦克斯韦对电磁波的预言如果在空间某区域内有错误!周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起错误!周期性变化的磁场；这个错误!变化的磁场又引起新的错误!变化的电场……于是,变化的错误!电场和变化的错误!磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成了错误!电磁波。

二、电磁波1．电磁波中的电场强度与磁感应强度互相错误!垂直，而且二者均与波的传播方向错误!垂直，因此电磁波是错误!横波.2．电磁波的速度等于错误!光速c,光的本质是错误!电磁波。

三、赫兹的实验1．赫兹利用如图的实验装置，证实了错误!电磁波的存在。

2．赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的错误!速度，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。

判一判（1)变化的电场一定产生变化的磁场。

( ）(2）磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。

（)（3)电磁波在真空和介质中传播速度相同。

（)（4)只要有电场和磁场，就能产生电磁波.( )(5)电磁波在同种介质中只能沿直线传播。

【单元内容】第1节电磁波的发现第2节电磁振荡第3节电磁波的发射和接收第4节电磁波和信息化社会第5节电磁波谱【学习目标】 1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义；了解电磁波的产生；了解赫兹电火花实验，感受电磁波的存在；了解电磁波的周期、频率、波长和波速以及他们之间的关系。

2．初步了解LC电路的振荡过程及LC电路的振荡周期和频率与电感L和容C的关系。

3．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念及无线电波的接收的基本原理。

4．了解电磁波谱的构成，知道各波段的电磁波的主要作用及应用。

【重点】麦克斯韦电磁场理论；LC电路的振荡过程；无线电波的发射过程和接收过程；电视、雷达、移动电话、因特网等原理及应用【难点】如何理解变化的磁（电）场产生电（磁）场；LC电路在放电时电流为什么不能立刻达到最大？调频、调幅的概念；调制和解调的关系；电视、雷达、移动电话的工作原理【自主预习】1、知识铺垫①法拉第电磁感应定律：②电容器、电感线圈的基本特性：③波长、波速和频率的关系：2、课文预习（仔细阅读课本，并填写）1．1886年，人类第一次主动地发射、接收．2．麦克斯韦电磁理论为：；，电磁波在真空的传播速度为，电磁波的传播不需．3．1866年，用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了．他还通过实验观察到了电磁波的和衍射等现象．通过实验证明了电磁波在真空中具有与光相同的.4．大小和方向都做性迅速变化的电流，叫做振荡电流，振荡电流属于．5．电磁振荡的周期公式T＝，频率公式f＝两者都决定于振荡电路本身．6．由周期和频率公式可知，适当地选择和，就可以使振荡电路的周期和频率符合我们的需要．7．要有效的发射电磁波，必须用电路，而且要有足够高的．8．调制有两种形式，一种叫用符号表示，另一种叫调频用表示．9．调谐电路的作用在于使接收电路的固有频率与收到的的频率相同，产生．10．电磁波可以通过进行有线传输，也可以实现传输．11．1927年，英国发明家在伦敦公开表演了向远处传递活动图像的技术，这个表演标志着的诞生．12．电磁波是一个很大的家族，波长大于1mm的电磁波是．13．红外线波长较大，一切物体都能发射，红外线具有显著的，所以在炉旁觉得比较温暖．可见光的波长范围在到之间．可用于杀菌消毒；和的穿透力较强．14．电磁波是一种，具有能量。