2019-2020年新课标粤教版3-4选修三3.2《电磁场与电磁波》WORD教案1.doc

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2019-2020年新课标粤教版3-4选修三3.2电磁场与电磁波WORD教案1一、导引人类认识客观世界,发现新的事物,常有二种方式,一种是从生产实践,科学实验中观察分析后发现新的事物,另一种是从科学理论出发,预言新的事物存在,电磁波的发现,属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发,运用了较为深奥的数学工具,得到了描述电磁场特性的规律,并预言了电磁波的存在。10年后,他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言,发射并接收了电磁波,从而开创了无线电技术的新时代。我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。A B准备知识:1、分析闭合电路中电流的形成: 分析电路中AB中电流的方向是AB,问为什么会有A到B的电流,重点确定电流形成的实质是导体中有电场的结果,而电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。 B M 结论:电路中电流形成的实质是电荷在电场力作用下发生的定向移动,而电场力的发生一定伴随电场,电场的方向与导体中电流的方向相同。2、感应电流的产生: 要使M中产生感应电流的条件是什么?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。 那么将金属环拿走,当磁场变化时的电场是否存在呢?引入麦克斯韦的电磁场理论。3、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流,这是一种电磁感应现象。麦克斯韦研究了这种现象,认为若电路闭合就会有感应电流;若电路不闭合,则会产生感应电场;这个电场驱使导体中电子的运动,从而产生了感应电流。 麦克斯韦把这种情况的分析推广到不存在闭合电路的情形,他认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍现象,跟闭合电路是否存在无关。二、授课1麦克斯韦的理论要点一,变化的磁场产生电场演示实验当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光。 (1)线圈中产生感应电动势说明了什么?麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场,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。(2)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?引导学生思考后回答,有电场、无电流。(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗?(有)(4)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。2变化的电场产生磁场我们知道,电流周围存在着磁场,麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设,变化的电场产生磁场。这一点,我们从哲学上知道,事物之间是相互联系的,可以相互转化。比如根据麦克斯韦的理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中电流要产生磁场,而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场。3电磁场、电磁波(1)概念麦克斯韦根据自己的理论进一步预言,如果在空间某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,这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生,并且由发生的区域向周围空间传播。见课本6-7图,电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。(2)电磁波的特点是横波是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性(3)波速公式cfc为真空中速度,电磁波在真空中速度等于光速。 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波,见课本表格介绍。三、扩展麦克斯韦的电磁场理论三点1变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。2均匀变化的磁场,产生稳定的电场,均匀变化的电场,产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等,或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。3不均匀变化的磁场产生变化的电场,不均匀变化的电场产生变化的磁场4振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。5变化的电场和变化的磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,向周围空间传播这就是电磁波。四、学生活动设计通过观察试验,发挥想象能力,画出变化磁场产生的电场的电场线。2总结机械波与电磁波的联系与区别五、板书设计电磁场和电磁波麦克斯韦电磁场理论1变化的磁场产生电场2变化的电场产生磁场3电磁场传播电磁波
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