高中物理第三章电磁振荡电磁波第2节电磁场和电磁波教案教科版选修3_4

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1、二、电磁场和电磁波教学目标1．知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。2．知道电磁波的特点。3．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。重点难点重点：1．麦克斯韦电磁场理论的主要内容2．电磁波的形成及基本特点难点：“变化的磁场产生电场”，根据电磁感应知识，学生是能够理解的；而对第二个要点“变化的电场产生磁场”在没有实验基础的情况下，只有让学生接收并记住结论，不宜补充课本之外的有关内容。设计思想本节课讲述了麦克斯韦发现电磁波的背景和过程,这是一次生动的科学思维和科学方法的教育.

2、麦克斯韦凭借自己的数学天赋,从研究法拉第的电磁感应定律到预言“电磁波的存在”,最终建立了完整的电磁学理论.无处不体现着科学探索的精神和方法,更在无形中渗透着创新思维在科学发展中的推动作用。对学生来说本节内容是比较抽象的,陌生的,甚至是无法感知的.对电磁波的产生机制及存在充满好奇又觉得非常神秘不易理解.所以我们必须去引导学生了解人们对电磁波认知的发展历程,从麦克斯韦预言“电磁波的存在”到赫兹用“电火花实验”证实预言的成立.在学生整体感知的过程中引导学生体会这些科学巨人们的思路、方法及他们一丝不苟的科学精神，并激发他们热

3、爱科学、探索真理的求知热情。教学资源演示实验相关器材，课件教学设计【课堂引入】问题：大家看到的图片是“神舟九号”发射场面。“神舟九号”上天后，人们是怎样知道它到达预定的地点呢？通过无线电波。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”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词。那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？这一节就要讨论这些问题。【课堂学习】学习活动一：麦克斯韦电磁理论的

4、两个基本假设●变化的磁场产生电场问题1：如图，AB中电流的方向是A→B，问为什么会有A到B的电流？A→B电流形成的实质是导体中有电场，A→B电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。问题2：如何才能使闭合金属圆环M中产生感应电流？穿过闭合回路M的B发生变化。强调：在M环中产生感应电流的实质是环内产生了电场，电场驱使电子定向移动而产生了电流，电场的方向与电流方向相同。演示实验：当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上边的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。问题3：线圈中产生感应电动势说明了什么？变化的磁场在线圈中产生电

5、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。问题4：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？有电场、无电流。问题5：线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)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。麦克斯韦还指出：变化的磁场所产生的电场，是由磁场的变化情况决定的。如果磁场的变化是均匀的，即在相等的时间内磁感应强度的变化相等，产生的电场就是稳定的，即电场强度

6、不随时间变化，如果磁场的变化是不均匀的，产生的电场就是变化的。●变化的电场产生磁场问题6：既然变化的磁场可以产生电场，那么变化的电场是否也可以产生磁场呢？考虑到电现象和磁现象的对称性，麦克斯韦做出了肯定的回答。演示实验：变化的电场周围小磁针发生摆动总结说明：一个静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间而变化，这个电荷一旦运动起来，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随着时间而变化。另一方面，运动的电荷在空间要产生磁场（磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的）。用场的观点

7、来分析这问题，就可以说：这个磁场是由变化的电场产生的。例如在电容器充放电的时候，不仅导体中的电流产生磁场，两极板间的电场发生周期性的变化，这个周期性变化的电场也产生磁场，而且这个磁场跟假定两极板间存在电流时所产生的磁场是一样的。变化的电场所产生的磁场，是由电场的变化情况决定的，如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是稳定的，如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场就是变化的。学习活动二：电磁场总结上述两个结论，麦克斯韦认为，变化的电场和磁场是互相联系的，形成一个统一的电磁场。麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某区

8、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。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。学习活动三：电磁波问题1：电磁波是如何形成的？电磁场由近及远的传播就形成电磁波。如