2017-2018学年高中物理 第三章 电磁场与电磁波 3.2 电磁波的发现教案 沪科版选修3-4

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1、3.2电磁波的发现【教学目标】(一)知识与技能1.知道赫兹用实验证实了电磁波的存在.2.知道振荡电流、振荡电路、LC回路的概念。3.LC回路中振荡电流的产生过程。4.知道电磁振荡的周期和频率。5.了解有效发射电磁波的两个条件，知道电磁波的特点及其与机械波的异同．(二)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。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

2、】电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。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。变化的磁场产生电场。【教学难点】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。【教学方法】演示推理和类比推理【教学过程】(一)引入新课(导入画面)师：大家看到的画面是“神舟六号”发射场面。“神舟六号”上天后，人们是怎样知道它到达预定的地点呢？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”，可以

3、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？怎样利用它传递信号？这一章就要讨论这些问题。要解决这些问题，我们首先来学习有关电磁振荡的知识。(二)进行新课1.赫兹的电火花师：麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。(引导学生阅读教材，了解赫兹证实电磁波存在的探索历程)教师可以向学生介绍赫兹的生平简介(见附录)，激发学生求知上进的热情，对学生进行物

4、理情感教育。2.电磁振荡的产生实验演示：(1)出示电路图投影片，照电路图连接电路。(2)引导学生分析：将S扳到a点，电容器是充电还是放电？上极板带何种电荷？［学生得出结论］电容器充电，上极板带正电。(3)提示学生注意观察示波器图象，然后将开关S扳到b点。［提问学生］你观察到什么信号？［学生回答］振幅逐渐减小的正弦交流信号。分析上述电路的主要组成部分，并指出示波器和电源分别用来显示信号波形和充电，板书LC回路定义。LC回路：由自感线圈和电容器组成的电路叫做LC回路。［演示］多媒体课件演示，从电容器

5、放电瞬间开始，LC回路在振荡过程中，电容器的带电量和极板间场强，自感线圈中的电流和磁感应强度的变化规律，将结果填入表格，板书小标题和表格。LC回路的工作特点(图表和图象)工作过程qEiB放电瞬间qmEm00放电过程qm→0Em→00→im0→Bm充电过程0→qm0→Emim→0Bm→0放电过程qm→0Em→00→im0→Bm充电过程0→qm0→Emim→0Bm→0其中qm，Em，im，Bm分别表示电量、场强、电流和磁感应强度的最大值。先将示波器观察到的电流信号绘制成图象，然后根据上表请学生绘制i

6、-t，q-t等图象，板书图象。放电充电放电充电分析上述电流的变化特点，板书振荡电流概念。振荡电流、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流，实际振荡电流的频率很高，是高频正弦交流。继续分析振荡电流的来源，板书振荡电路概念。振荡电路，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路是一种简单的振荡电路。电磁振荡，振荡电路中的电荷、电流、电场和磁感应强度都发生同期性变化的现象叫电磁振荡，在电磁振荡过程中，电场能和磁场能同时发生周期性变化。［请学生回答］本节开始观察到的振荡电流的振幅怎样变化？［学生回

7、答］不断减小。师：由于电路中存在电阻，电阻消耗电能，转化为内能。另外，电路中的一部分能量还要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，所以，振荡电路中能量不断减少，振荡电流的振幅不断减小，最后会停止振荡。师：怎样才能保持振荡电流的振幅不变呢？生：可以不断地把能量补充到振荡电路中。师：在实际电路中，可以用晶体管等电子器件为LC电路补充能量。3.电磁振荡的周期和频率师：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫周期，用T表示。一秒钟完成周期性变化的次数叫频率，用f表示。(给出上述定义之后，利用设问进行引导)［设

8、问］电磁振荡的周期和频率跟哪些因素有关呢？下面就通过实验来研究这个问题。［出示电路图投影片］根据电路图连接电路，将L、C调到某一值，然后通过开关S先给电容器充电，再观察振荡周期。分别改变L、C的值，先后重复上面操作，观察振荡周期是否变化。通过上面的实验发现，电磁振荡的周期跟电路中的工作元件有关，即与电路的特点有关。师：理论分析表明，LC回路的周期与自感系数L、电容C的关系是T=2π频率：f=请学生填出公式中各量对应的单位。T(s)f(Hz)L(H)C(F)4.电磁波师：机械波有横波和纵波之分，且