3.2 《电磁波的发现》教学设计1(沪科版选修3-4)

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1、金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com【课题】§3.2电磁波的发现【教学目标】1．了解赫兹实验以及它的重大意义。2．知道振荡电流、振荡电路、LC回路的概念。了解LC回路中振荡电流的产生过程，知道在电磁振荡过程中，LC回路中的能量转化情况；知道电磁振荡的周期和频率的决定因素。3．了解要有效地发射电磁波应满足的条件4．了解电磁波的特点【学情分析】在学了麦克斯韦电磁理论及其预言之后，学习本节知识顺理成章，且学生已具备了理解赫兹实验的电磁学基本知识之一：电磁感应；本节还向学生介绍了理解赫兹实验以及理解电磁波发射技术的基本知识之二：电磁振荡及其规律，这部分知识具有一定的难度；另外学生接触电磁波

2、尚属新知，其复杂的多个特点理解起来也有一定难度。【教学思路】教学中一定要把握好新课标的要求，不可对学生要求过高，增加学习难度，增加学生学习负担。了解的面要宽广，但不可过深，教学中应多联系实际，多联系学生的感性知识，因为在当今科学技术高度发达的当今，学生在生活中应该积累了较多的关于电磁波的知识。【教学重点、难点】1、理解赫兹实验以及它的重大意义2、理解电磁振荡及振荡电流的产生3、了解要有效地发射电磁波应满足的条件及电磁波的特点【教学方法、学习方法】1教法：指导阅读法、指导式讲授。2学法：阅读思考、讨论交流。【教学流程】金太阳新课标资源网第6页共6页wx.jtyjy.com金太阳新课标资源网

3、wx.jtyjy.com【教学过程及知识要点】一、电磁波预言的实现——赫兹实验麦克斯韦的电磁理论特别是电磁波的预言，深邃而新颖，以至在其问世后相当一段时间内没有得到普遍的认同，甚至有的科学家对此表示怀疑。直到1887年，德国物理学家赫兹才用实验发现了电磁波。了解赫兹实验装置：发射部分和接收部分。（看书了解）发射部分：开放的振荡器（装有小铜球的两块金属板、线圈、电源等）接收部分：是一个带有两个小铜球的开口的金属环实验现象：…………赫兹实验的贡献在于用实验证实了电磁波的存在，即麦克斯韦电磁理论的正确性。为人类利用电磁波奠定了重要的基础，预示着广泛利用电磁波技术的时代即将到来。二、电磁振荡在振

4、荡电路里产生振荡电流的过程中，由容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象，叫做电磁振荡。1.LC振荡电路由自感线圈和电容器组成的电路就是最简单的振荡电路，简称LC回路。在LC回路里，产生的大小和方向都做周期性变化的电流，叫做振荡电流。如图所示，先将电键S和1接触，电键闭合后电源给电容器C充电，然后S和2接触，在LC回路中就出现了振荡电流。大小与方向都做同期性变化的电流叫振荡电流．2．电磁振荡在产生振荡电流的过程中，电容器上极板上的电荷q，电路中的电流i，电容器内电场强度E，线圈中磁感应强度B都发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡．（1）

5、从振荡的表象上看：LC振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C充、放电的过程。（2）从物理本质上看：LC振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电的形式相互转化的过程。3．振荡的周期和频率电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。一秒钟内完成的周期性变化的次数叫做频率。在电磁振荡发生时，如果不存在能量损失，也不受外界其它因素的影响，这时的振荡周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。理论研究表明，周期T和频率f跟自感系数L和电容C的关系：，。4．LC振荡过程中规律的表达。金太阳新课标资源网第6页共6页wx.jtyjy.com金太阳新课标资源网wx.jtyj

6、y.com（1）定性表达：在LC振荡过程中，磁场能及与磁场能相关联的物理量（如线圈中电流强度、线圈电流周围的磁场的磁感强度、穿过线圈的磁通量等）和电场能及与电场能相关联的物理量（如电容器的极板间电压、极板间电场的电场强度、极板上电量等）都随时间做周期相同的周期性变化。这两组量中，一组最大时，另一组恰最小；一组增大时，另一组正减小。这一特征正是能的转化和守恒定律所决定的。（2）定量表达：（可以通过示波器观察，参看教材P.61的实验）在LC振荡过程中，尽管磁场能和电场能的变化曲线都比较复杂，但与之相关的其他物理量和变化情况却都可以用简单的正（余）弦曲线给出定量表达。充电充电放电放电充电放电t

7、1t1t2t2t3t3t4t4t5t5以LC振荡过程中线圈L中的振荡电流i（与磁场能相关）和电容器C的极板间交流电压u（与电场能相关）为例，其变化曲线分别如图中所示。u应用相关规律分析问题时注意：分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）：⑴理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。⑵回路中电流越大，L中的磁场能越大（磁通量越大）。⑶极板上电荷量越大，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量