2019-2020年新課標粵教版3-4選修三3.2《電磁場與電磁波》WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標粵教版3-4選修三3.2電磁場與電磁波WORD教案1一、導引人類認識客觀世界,發(fā)現(xiàn)新的事物,常有二種方式,一種是從生產(chǎn)實踐,科學實驗中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物,另一種是從科學理論出發(fā),預言新的事物存在,電磁波的發(fā)現(xiàn),屬于后一種。麥克斯韋從電磁場理論出發(fā),運用了較為深奧的數(shù)學工具,得到了描述電磁場特性的規(guī)律,并預言了電磁波的存在。10年后,他的學生赫茲用實驗方法證實了麥克斯韋的偉大預言,發(fā)射并接收了電磁波,從而開創(chuàng)了無線電技術(shù)的新時代。我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個理論。A B準備知識:1、分析閉合電路中電流的形成: 分析電路中AB中電流的方向是AB,問為什么會有A到B的電流,重點確定電流形成的實質(zhì)是導體中有電場的結(jié)果,而電場產(chǎn)生的電場力使電荷發(fā)生了定向移動。 B M 結(jié)論:電路中電流形成的實質(zhì)是電荷在電場力作用下發(fā)生的定向移動,而電場力的發(fā)生一定伴隨電場,電場的方向與導體中電流的方向相同。2、感應電流的產(chǎn)生: 要使M中產(chǎn)生感應電流的條件是什么?穿過閉合回路M的B發(fā)生變化。 強調(diào):在M環(huán)中產(chǎn)生感應電流的實質(zhì)是環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了電場,電場驅(qū)使電子定向移動而產(chǎn)生了電流,電場的方向與電流方向相同。 那么將金屬環(huán)拿走,當磁場變化時的電場是否存在呢?引入麥克斯韋的電磁場理論。3、一個變化的磁場中放一個閉合線圈會產(chǎn)生感應電流,這是一種電磁感應現(xiàn)象。麥克斯韋研究了這種現(xiàn)象,認為若電路閉合就會有感應電流;若電路不閉合,則會產(chǎn)生感應電場;這個電場驅(qū)使導體中電子的運動,從而產(chǎn)生了感應電流。 麥克斯韋把這種情況的分析推廣到不存在閉合電路的情形,他認為在變化的磁場周圍產(chǎn)生電場,是一種普遍現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無關(guān)。二、授課1麥克斯韋的理論要點一,變化的磁場產(chǎn)生電場演示實驗當穿過螺線管的磁場隨時間變化時,上面的線圈中產(chǎn)生感應電動勢,引起感應電流使燈泡發(fā)光。 (1)線圈中產(chǎn)生感應電動勢說明了什么?麥克斯韋認為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場,正是這種電場(渦旋電場)在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動,引起了感應電流。(2)如果用不導電的塑料線繞制線圈,線圈中還會有電流、電場嗎?引導學生思考后回答,有電場、無電流。(3)想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎?(有)(4)總結(jié)說明,麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在,線圈不存在時,變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場,即這是一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無關(guān)。2變化的電場產(chǎn)生磁場我們知道,電流周圍存在著磁場,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)過反復思考提出一個假設,變化的電場產(chǎn)生磁場。這一點,我們從哲學上知道,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候,不僅導體中電流要產(chǎn)生磁場,而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場。3電磁場、電磁波(1)概念麥克斯韋根據(jù)自己的理論進一步預言,如果在空間某域中有周期性變化的電場,那么,這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場,這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場??梢?,變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的,形成一個不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場,這種變化的電場和變化的磁場總是交替產(chǎn)生,并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播。見課本6-7圖,電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波。(2)電磁波的特點是橫波是物質(zhì)波,真空中也能傳播,能獨立存在(與機械波不同)具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性(3)波速公式cfc為真空中速度,電磁波在真空中速度等于光速。 無線電技術(shù)中使用的電磁波叫無線電波,見課本表格介紹。三、擴展麥克斯韋的電磁場理論三點1變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。2均勻變化的磁場,產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,均勻變化的電場,產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。這里的“均勻變化”指在相等時間內(nèi)磁感應強度(或電場強度)的變化量相等,或者說磁感應強度(或電場強度)對時間變化率一定。3不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場,不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場4振蕩的(即周期性變化的)磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場,振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。5變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著,形成一個不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場,向周圍空間傳播這就是電磁波。四、學生活動設計通過觀察試驗,發(fā)揮想象能力,畫出變化磁場產(chǎn)生的電場的電場線。2總結(jié)機械波與電磁波的聯(lián)系與區(qū)別五、板書設計電磁場和電磁波麥克斯韋電磁場理論1變化的磁場產(chǎn)生電場2變化的電場產(chǎn)生磁場3電磁場傳播電磁波- 配套講稿:
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