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電磁波的教學(xué)設(shè)計(jì)

時(shí)間:2022-08-17 08:01:42 高一物理教案 我要投稿
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電磁波的教學(xué)設(shè)計(jì)

  電磁波的教學(xué)設(shè)計(jì)

電磁波的教學(xué)設(shè)計(jì)

  師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì):

  教師先通過(guò)實(shí)驗(yàn)引入,啟發(fā)學(xué)生思考、想象,總結(jié)麥克斯韋理論,再利用哲學(xué)中相互聯(lián)系的規(guī)律理解掌握電磁場(chǎng)理論.結(jié)合課本講解電磁波概念,類比機(jī)械波,理解電磁波傳播規(guī)律.

  教學(xué)步驟:

  一、引言:人類認(rèn)識(shí)客觀世界,發(fā)現(xiàn)新的事物,常有兩種方式,一種是從生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物,另一種是從科學(xué)理論出發(fā),預(yù)言新的事物存在.電磁波的發(fā)現(xiàn),屬于后一種.麥克斯韋從電磁場(chǎng)理論出發(fā),運(yùn)用了較為深?yuàn)W的數(shù)學(xué)工具,得到了描述電磁場(chǎng)特性的規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在.XX年后,他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了麥克斯韋的偉大預(yù)言,發(fā)射并接收了電磁波,從而開(kāi)創(chuàng)了無(wú)線電技術(shù)的新時(shí)代.我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個(gè)理論.

  二、教學(xué)過(guò)程

  l、麥克斯韋的理論要點(diǎn)一:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)

  演示實(shí)驗(yàn)

  裝置如圖所示,當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí),上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光.

 。1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說(shuō)明了什么?

  麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng),正是這種電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng))在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng),引起了感應(yīng)電流.

 。2)如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈,線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎?

  引導(dǎo)學(xué)生思考后回答,有電場(chǎng)、無(wú)電流.

 。3)想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎?(有)

  (4)總結(jié)說(shuō)明,麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在,線圈不存在時(shí),變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),即這是一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān).

  2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)

  我們知道,電流周圍存在著磁場(chǎng),麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系.經(jīng)過(guò)反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè),變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),這一點(diǎn),我們從哲學(xué)上知道,事物之間是相互聯(lián)系的,可以相互轉(zhuǎn)化。

  比如根據(jù)麥克斯韋的理論,在給電容器充電的時(shí)候,不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場(chǎng),而且在電容器兩極板問(wèn)周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。

  3、電磁場(chǎng)、電磁波

 。╨)概念

  麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言,如果在空間某域中有周期性變化的電場(chǎng),那么,這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……可見(jiàn),變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),這種變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生,并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播.見(jiàn)課本圖19—10,電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波.

 。2)電磁波的特點(diǎn)

 、偈菣M波:用課本p270圖19-10說(shuō)明

 、谑俏镔|(zhì)波,真空中也能傳播,能獨(dú)立存在(與機(jī)械波不同)

 、劬哂蟹瓷洹⒄凵、干涉、衍射等波的一切特性

 。1)波速公式( )

  電磁波在真空中速度等于光速.

  三、總結(jié)、擴(kuò)展

  麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論

  1、變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),變化的電場(chǎng)能夠在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。

  2、均勻變化的磁場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng).這里的“均勻變化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)的變化量相等,或者說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)對(duì)時(shí)間變化率一定。

  3、不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng),不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。

  4、振蕩的(即周期性變化的)磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng),振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。

  5、變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),向周圍空間傳播就是電磁波。

  四、板書(shū)設(shè)計(jì)

  電磁場(chǎng)  電磁波

  一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論

  1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)

  2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)

  3、電磁場(chǎng)的概念

  二、電磁波

  1、電磁波的產(chǎn)生

  2、電磁波的特點(diǎn)

 

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