2019-2020學(xué)年高中物理下學(xué)期第七周 電磁振蕩教學(xué)設(shè)計(jì).doc

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2019-2020學(xué)年高中物理下學(xué)期第七周 電磁振蕩教學(xué)設(shè)計(jì) 課題 第1節(jié) 電磁振蕩 課時(shí) １ 考點(diǎn)、知識點(diǎn) 1．理解LC回路中產(chǎn)生振蕩電流的過程．了解電容器的充電、放電作用及電感阻礙電流變化的作用． 2．會分析振蕩電流變化過程中，電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并會分析振蕩電流在一個(gè)周期變化過程中，電容器上電荷的變化情況及電感線圈中電流的大小和方向的變化情況． 3．知道阻尼振蕩和無阻尼振蕩的區(qū)別，以及振幅減小的原因． 4．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出電磁振蕩等概念，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、類比推理能力，以及理解和概括能力． 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．理解LC回路中產(chǎn)生振蕩電流的過程．了解電容器的充電、放電作用及電感阻礙電流變化的作用． 2．會分析振蕩電流變化過程中，電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并會分析振蕩電流在一個(gè)周期變化過程中，電容器上電荷的變化情況及電感線圈中電流的大小和方向的變化情況． 3．知道阻尼振蕩和無阻尼振蕩的區(qū)別，以及振幅減小的原因． 4．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出電磁振蕩等概念，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、類比推理能力，以及理解和概括能力． 重、難點(diǎn) LC回路產(chǎn)生電磁振蕩, 分析重點(diǎn)應(yīng)放在電場能和磁場能的轉(zhuǎn)化上；其次要明確轉(zhuǎn)化條件是電感線圈自感作用和電容器的充放電作用，可借助單擺振動(dòng)類比，形容電磁振蕩中能量的轉(zhuǎn)化情況。 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng)建議 教師活動(dòng)建議 調(diào)整記錄 一、導(dǎo)入新課： 在我們乘飛機(jī)旅行時(shí)，空中小姐請我們系上安全帶的同時(shí)，會特別強(qiáng)調(diào)：為了您和飛機(jī)的安全，請把手機(jī)、手提電腦關(guān)閉，這是為什么呢？ （提出問題，引起學(xué)生思考） 這是因?yàn)槭謾C(jī)發(fā)射的電磁波會對飛機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)形成干擾，使這些設(shè)備不能正常工作。實(shí)際上，無線電廣播、電視、人造衛(wèi)星、導(dǎo)彈、宇宙飛船等，傳遞信息和跟地面的聯(lián)系都要利用電磁波．現(xiàn)代社會的各個(gè)部門，幾乎都離不開“電磁波”，可以說“電”作為現(xiàn)代文明的標(biāo)志，“電磁波”就是現(xiàn)代文明的神經(jīng)中樞，或者叫現(xiàn)代化的代名詞． 那么，電磁波是什么？它是怎樣產(chǎn)生的？就要從電磁振蕩開始學(xué)習(xí)． 二、新課展示： 演示實(shí)驗(yàn) （觀察演示實(shí)驗(yàn)：LC回路和電磁振蕩現(xiàn)象） 介紹儀器裝置，提醒學(xué)生注意觀察：電容C、電感L、電流表G、電池組。 （投影） 電路圖 （定義）由電感線圈和電容器組成的電路我們稱之為LC振蕩電路。 （演示實(shí)驗(yàn)）接著把開關(guān)扳到電池組一邊，給電容器充電，稍后把它扳到a端，讓電容器放電 （學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)后描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象） （定義）LC振蕩電路產(chǎn)生的電流稱為振蕩電流 （比較）在力學(xué)中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)簡諧振動(dòng)的知識，要使振動(dòng)系統(tǒng)能產(chǎn)生振動(dòng)，僅有系統(tǒng)本身還不夠，在開始前應(yīng)先注入初始的能量。同樣，在LC振蕩電路中也需要注入初始的能量，現(xiàn)在我們采用的方法：如圖1，當(dāng)電建S和b接通，電源給電容器充電，在電容器中存入電場能。 Flash課件演示剛才的實(shí)驗(yàn)過程 （設(shè)問）振蕩電流是如何產(chǎn)生的？接下來，我們來分析這個(gè)問題。 運(yùn)用多媒體輔助手段，分階段分析電磁振蕩過程 ①給電容C充電——如圖2所示，電容器中儲存一定的電場能(E電)． ②電容C放電，如圖3所示，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能：C上帶電量、電場能(電壓)逐漸減小(降低)，電路中的電流、磁場能則逐漸增大，請同學(xué)們想一下這樣轉(zhuǎn)化的條件是什么？為什么是“逐漸”的？隨后指出這是由于電容器C的放電作用(兩極板上正、負(fù)電荷的吸引作用)和電感L中電流變化時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢的“阻礙”作用所至．當(dāng)C放電完了時(shí)，如圖4所示(電場能為零，Qc=0，Uc=0)，磁場能達(dá)到最大(與之對應(yīng)的振蕩電流也達(dá)到最大(Im)． ③反向充電過程，如圖5所示，是磁場能轉(zhuǎn)化為電場能的過程，C放電完了時(shí)，由于L的自感作用，電路中移動(dòng)的電荷不能立即停止運(yùn)動(dòng)，仍保持原方向流動(dòng)，經(jīng)C反向充電，同理則有i減小，E磁減小，而E電增大(Qc，Uc也隨之增大)．直到E磁(i)減為零，E電(Qc，Uc)增為最大，如圖6所示． ④電容C再次反向放電過程，——如圖7所示，同理可知E電(Qc，Uc)減小，直到為零，E磁(i)增大，直到最大(Im)如圖8所示．如此下去，回路中就產(chǎn)生了振蕩電流． 歸納總結(jié)指出： 像上述情況，電路中的電場能和磁場能(與之對應(yīng)的電荷Q和電流i)做周期性交替變化的現(xiàn)象叫做電磁振蕩現(xiàn)象，微觀實(shí)質(zhì)是導(dǎo)線中的電子在其平衡位置附近做簡諧振動(dòng)． 電場能與電容器上的電荷有關(guān)，Q，E電場能， 磁場能與流過線圈的電流有關(guān)，I，E磁場能， 在理想的LC振蕩電路中，在任何時(shí)刻，電場能和磁場能的總和不變。 動(dòng)畫演示：各物理量的周期性變化 動(dòng)畫演示：電磁振蕩與單擺的對比 電源給電容器充電相當(dāng)于把擺球從平衡位置拉到最高點(diǎn)，作為震動(dòng)的初始條件。電場能相當(dāng)于重力勢能，磁場能相當(dāng)于動(dòng)能，放電過程是把電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，相當(dāng)于擺球從最高點(diǎn)擺至最低點(diǎn)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 （關(guān)鍵：抓住放電、充電結(jié)束時(shí)刻的特點(diǎn)） LC回路中 簡諧振動(dòng) ①給電容器充電 ②電容C ③電感L(相當(dāng)于慣性) ④電荷Q ⑤電流i ⑥電場能E電 ⑦磁場能E磁 ①外力把m拉離平衡位置做功 ②勁度系數(shù)k(或單擺的l) ③振動(dòng)質(zhì)量m(慣性) ④位移x ⑤速度v ⑥勢能Ep ⑦動(dòng)能Ek 幾個(gè)有關(guān)概念 1、振蕩電路中，若沒有能量損耗，則振蕩電流的振幅(Im)將不變，如圖9所示，叫做無阻尼振蕩(或等幅振蕩)． 2、任何振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流i的振幅逐漸減小，如圖10所示，這叫做阻尼振蕩(或叫減幅振蕩)．請同學(xué)們想一下：電路損耗的能量哪里去了？ 3、如果用振蕩器周期性地給振蕩電路補(bǔ)充能量，就可以保持等幅振蕩，這類似于受迫振動(dòng)． 電磁振蕩的周期和頻率 1．周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫做周期，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做頻率． ? LC回路的周期和頻率： ? 由回路本身的特性決定．這種由振蕩回路本身特性所決定的振蕩周期（或頻率）叫做振蕩電路的固有周期（或固有頻率），簡稱振蕩電路的周期（或頻率）． 2．在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場能（或磁場能）完成兩次周期性變化． LC回路的周期和頻率公式 （1）式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz． （2）適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要． 三、針對性練習(xí)： 1．某時(shí)刻LC回路的狀態(tài)如圖19－5所示，則此時(shí)刻[ ] A．振蕩電流i正在減小 B．振蕩電流i正在增大 C．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化 D．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化 2．如圖19－6所示，初始C1帶電，C2不帶電，S接1時(shí)的振蕩電流如圖所示，若分別在a、b、c、d不同時(shí)刻將s由1→2，則回路中是否有振蕩電流？ 3．為了增大LC振蕩電路的固有頻率，下列辦法中可采取的是[ ] A．增大電容器兩極板上的正對面積并在線圈中放入鐵芯 B．減小電容器兩極板間的距離并增加線圈的匝數(shù) C．減小電容器兩極板間的距離并在線圈中放入鐵芯 D．減小電容器兩極板間的正對面積并減少線圈的匝數(shù) 4．在LC振蕩電路中，電容器上的帶電量從最大值變化到零的最短時(shí)間是 [ ] 四、家庭作業(yè)與活動(dòng)： 1、完成課后家庭作業(yè)與活動(dòng)相關(guān)習(xí)題； 2、完成配套資料相關(guān)習(xí)題； 五、板書設(shè)計(jì)： 電磁振蕩 概念： 規(guī)律： 故事情景引入，激發(fā)學(xué)生思考 學(xué)生看書回答對應(yīng)問題，教師引導(dǎo)。積極思考，理解電磁振蕩應(yīng)用 師生互動(dòng)，討論分析解決共性問題 教師組織學(xué)生，完成練習(xí)，并展示練習(xí)結(jié)果 課題 第2節(jié) 電磁場和電磁波 課時(shí) １ 考點(diǎn)、知識點(diǎn) 1．了解交變電場和交變磁場的相互聯(lián)系，定性理解麥克斯韋的電磁場理論． 2．了解電磁場和電磁波概念，記住真空中電磁波的傳播速度． 3．了解我國廣播電視事業(yè)的發(fā)展． 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解交變電場和交變磁場的相互聯(lián)系，定性理解麥克斯韋的電磁場理論． 2．了解電磁場和電磁波概念，記住真空中電磁波的傳播速度． 　　3．了解我國廣播電視事業(yè)的發(fā)展． 重、難點(diǎn) １. 了解交變電場和交變磁場的相互聯(lián)系，定性理解麥克斯韋的電磁場理論 ２. 定性理解麥克斯韋的電磁場理論 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng)建議 教師活動(dòng)建議 調(diào)整記錄 1、 導(dǎo)入新課： 一、電磁振蕩 1．振蕩電路：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變兒的電流叫做振蕩電流，能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路，LC回路是一種簡單的振蕩電路。 2．LC回路的電磁振蕩過程：可以用圖象來形象分析電容器充、放電過程中各物理量的變化規(guī)律，如圖所示 3．LC回路的振蕩周期和頻率 注意：（1）LC回路的T、f只與電路本身性質(zhì)L、C有關(guān) （2）電磁振蕩的周期很小，頻率很高，這是振蕩電流與普通交變電流的區(qū)別。 分析電磁振蕩要掌握以下三個(gè)要點(diǎn)（突出能量守恒的觀點(diǎn)）： i q t t o o 放電 充電 放電 充電 ⑴理想的LC回路中電場能E電和磁場能E磁在轉(zhuǎn)化過程中的總和不變。 ⑵回路中電流越大時(shí)，L中的磁場能越大（磁通量越大）。 ⑶極板上電荷量越大時(shí)，C中電場能越大（板間場強(qiáng)越大、兩板間電壓越高、磁通量變化率越大）。 C L LC回路中的電流圖象和電荷圖象總是互為余函數(shù)（見右圖）。 二、電磁場 1．麥克斯韋的電磁場理論 要深刻理解和應(yīng)用麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。 （1）變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生電場（磁場）； （2）均勻變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場（磁場）； （3）振蕩的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場（磁場）； 可以證明：振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場；振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。 點(diǎn)評：變化的磁場在周圍空間激發(fā)的電場為渦旋電場，渦旋電場與靜電場一樣，對電荷有力的作用，但渦旋電場又于靜電場不同，它不是靜電荷產(chǎn)生的，它的電場線是閉合的，在渦旋電場中移動(dòng)電荷時(shí)，電場力做的功與路徑有關(guān)，因此不能引用“電勢”、“電勢能”等概念。另外要用聯(lián)系的觀點(diǎn)認(rèn)識規(guī)律，變化的磁場產(chǎn)生電場是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。 2．電磁場：按照麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一場，稱為電磁場。電場和磁場只是這個(gè)統(tǒng)一的電磁場的兩種具體表現(xiàn)。 理解電磁場是統(tǒng)一的整體： 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論的兩個(gè)要點(diǎn)：在變化的磁場的周圍空間將產(chǎn)生渦漩電場，在變化的電場的周圍空間將產(chǎn)生渦漩磁場．當(dāng)變化的電場增強(qiáng)時(shí)，磁感線沿某一方向旋轉(zhuǎn)，則在磁場減弱時(shí)，磁感線將沿相反方向旋轉(zhuǎn)，如果電場不改變是靜止的，則就不產(chǎn)生磁場．同理，減弱或增強(qiáng)的電場周圍也將產(chǎn)生不同旋轉(zhuǎn)方向的磁場．因此，變化的電場在其周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場在其周圍產(chǎn)生電場，一種場的突然減弱，導(dǎo)致另一種場的產(chǎn)生．這樣，周期性變化的電場、磁場相互激發(fā)，形成的電磁場鏈一環(huán)套一環(huán)，如下圖所示．需要注意的是，這里的電場和磁場必須是變化的，形成的電磁場鏈環(huán)不可能是靜止的，這種電磁場是無源場（即：不是由電荷激發(fā)的電場，也不是由運(yùn)動(dòng)電荷-電流激發(fā)的磁場．），并非簡單地將電場、磁場相加，而是相互聯(lián)系、不可分割的統(tǒng)一整體．在電磁場示意圖中，電場E矢量和磁場B矢量，在空間相互激發(fā)時(shí)，相互垂直，以光速c在空間傳播． 3．電磁波 變化的電場和磁場從產(chǎn)生的區(qū)域由近及遠(yuǎn)地向周圍空間傳播開去，就形成了電磁波。 （1）有效地發(fā)射電磁波的條件是：①頻率足夠高（單位時(shí)間內(nèi)輻射出的能量P∝f 4）；②形成開放電路（把電場和磁場分散到盡可能大的空間里去）。 （2）電磁波的特點(diǎn)： ①電磁波是橫波。在電磁波傳播方向上的任一點(diǎn)，場強(qiáng)E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B均與傳播方向垂直且隨時(shí)間變化，因此電磁波是橫波。 ②電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播。在真空中的波速為c=3.0108m/s。 ③波速和波長、頻率的關(guān)系：c＝λf 注意：麥克斯韋根據(jù)他提出的電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在以及在真空中波速等于光速c，后由赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 （3）電磁波和機(jī)械波有本質(zhì)的不同 4．無線電波的發(fā)射和接收 （1）無線電波：無線電技術(shù)中使用的電磁波 （2）無線電波的發(fā)射：如圖所示。 ①調(diào)制：使電磁波隨各種信號而改變 ②調(diào)幅和調(diào)頻 （3）無線電波的接收 ①電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。 ②調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程。調(diào)諧電路如圖所示。通過改變電容器電容來改變調(diào)諧電路的頻率。 ③檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號。 4.電磁波的應(yīng)用 廣播、電視、雷達(dá)、無線通信等都是電磁波的具體應(yīng)用。 雷達(dá)：無線電定位的儀器，波位越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能強(qiáng)，多數(shù)的雷達(dá)工作于微波波段。缺點(diǎn)，沿地面?zhèn)鞑ヌ綔y距離短。中、長波雷達(dá)沿地面的探測距離較遠(yuǎn)，但發(fā)射設(shè)備復(fù)雜。 二、針對性練習(xí)： 1．對處于圖所示時(shí)刻的LC振蕩電路，下列說法正確的是（　　　?。? L C － ＋ i A、電容器正在放電，電場能正轉(zhuǎn)變成磁場能； B、電容器正在充電，電場能正轉(zhuǎn)變成磁場能； C、電容器正在放電，磁場能正轉(zhuǎn)變成電場能； D、電容器正在充電，磁場能正轉(zhuǎn)變成電場能． 2.下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是 A.電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播 B.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長將變長 C.電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象 D.雷達(dá)是利用自身發(fā)射的電磁波來對目標(biāo)進(jìn)行定位的 3．在我們的周圍空間存在著各種不同頻率的電磁波，它的存在為人類的信息交流帶來了極大的方便： （1）是誰首先預(yù)言了電磁波的存在？答：　　　　　　?。? （2）是誰用實(shí)驗(yàn)的方法證實(shí)了電磁波的存在？答：　　　　　　?。? （3）無線電波按波長從大到小可分為長波、中波、中短波、短波等，按傳播方式可分為天波傳播、地波傳播和直線傳播，其中地波是依靠波的衍射作用沿地球表面?zhèn)鞑サ?，那么上面提到的四種無線電波中哪種最適宜地波傳播．答：　　　　　?。? 三、家庭作業(yè)與活動(dòng)： 1、完成課后家庭作業(yè)與活動(dòng)相關(guān)習(xí)題； 2、完成配套資料相關(guān)習(xí)題； 四、板書設(shè)計(jì)： 電磁波譜 故事情景引入，激發(fā)學(xué)生思考 學(xué)生看書回答對應(yīng)問題，教師引導(dǎo)。積極思考，理解電磁波的運(yùn)用 師生互動(dòng)，討論分析解決共性問題 教師組織學(xué)生，完成練習(xí)，并展示練習(xí)結(jié)果 課題 第3節(jié) 電磁波譜　電磁波的應(yīng)用 課時(shí) １ 考點(diǎn)、知識點(diǎn) 1．知道麥克斯韋電磁理論。 2．知道變化的電場和磁場形成一個(gè)互相聯(lián)系的統(tǒng)一場，即電磁場。 3．知道電磁場在空間的傳播形成電磁波。 4．知道什么樣的電磁振蕩和電路有利于向往發(fā)射電磁波。 5．知道電磁波的基本特點(diǎn)，電磁波是橫波。 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道麥克斯韋電磁理論。 2．知道變化的電場和磁場形成一個(gè)互相聯(lián)系的統(tǒng)一場，即電磁場。 3．知道電磁場在空間的傳播形成電磁波。 重、難點(diǎn) １．知道什么樣的電磁振蕩和電路有利于向往發(fā)射電磁波。 ２．知道電磁波的基本特點(diǎn)，電磁波是橫波。 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng)建議 教師活動(dòng)建議 調(diào)整記錄 1、 導(dǎo)入新課： 一．麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場 1．恒定的磁場不能產(chǎn)生電場，恒定的電場也不能產(chǎn)生磁場． 2．磁場是均勻變化的（磁感應(yīng)強(qiáng)度B是時(shí)間t的一次函數(shù)），產(chǎn)生的電場是恒定的（電場強(qiáng)度E是恒量），這樣的電磁場不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波． 3．若磁場變化是不均勻的（B不是t的一次函數(shù)），則產(chǎn)生的電場是變化的．變化不均勻的電場產(chǎn)生變化的磁場． 4．周期性變化的磁場（電場），產(chǎn)生同頻率的電場（磁場）． 二．電磁場：變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場． 三．電磁波 1．電磁波：電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播形成電磁波． 2．電磁波在空間傳播不需要介質(zhì)．電磁波是橫波．電磁波傳遞電磁場的能量． 3．電磁波的波速、波長和頻率的關(guān)系為v=fλ，電磁波在真空中速度為 3108m／s． 4．對電磁波的理解，要注意與機(jī)械波的相同點(diǎn)和區(qū)別點(diǎn)： 相同點(diǎn)：電磁波與機(jī)械波都可發(fā)生反射、折射、衍射等． A B 區(qū)別點(diǎn)：（1）電磁波是橫波，機(jī)械波有橫波和縱波兩大類．（2）電磁波的速度（在真空中等于光速）遠(yuǎn)大于機(jī)械波．（例如聲速只有 340 m／s）（3）電磁波傳播不一定需要介質(zhì)（在真空中也能傳播），機(jī)械波傳播必須有介質(zhì)．（4）電磁波向外傳播的是電磁能，機(jī)械波傳播的是機(jī)械能． 二、新課展示： 1、分析閉合電路中電流的形成： 電路中電流形成的實(shí)質(zhì)是電荷在電場力作用下發(fā)生的定向移動(dòng)， B M 而電場力的發(fā)生一定伴隨電場，電場的方向與導(dǎo)體中電流的方向相同。 2、感應(yīng)電流的產(chǎn)生： 要使M中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？ 強(qiáng)調(diào)：在M環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)質(zhì)是環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了電場，電場驅(qū) 使電子定向移動(dòng)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(dāng)磁場變化時(shí)的電場是否存在呢？————引入麥克斯韋的電磁場理論 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(rèn)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)。 1、變化的磁場產(chǎn)生電場。 2、麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，他預(yù)言既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，那么變化的電場也能產(chǎn)生磁場。變化的電場產(chǎn)生磁場 3、分析 ①恒定的電場周圍無磁場，恒定的磁場周圍無電場。 ②均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，均勻變化 的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場。 ③周期性變化的電場周圍存在同周期的磁場，周期 性變化的磁場在周圍產(chǎn)生同周期的電場。 4、電磁場的形成：變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。 麥克斯韋預(yù)言：這種電磁場由發(fā)生區(qū)域向無限遠(yuǎn)處的空間傳播就形成了電磁波。且在真空中電磁 波的傳播速度跟光速相等。 麥克斯韋的預(yù)言最后由物理學(xué)家赫子證實(shí)了電磁波的存在，并進(jìn)一步分 析電磁波在真空中的傳播速度為C=3.00108m/s 電磁波的波長由V=λf得到 f=C/λ 5、無線電波：無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波。無線電波的波長從幾毫米到幾十千米。通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段————長波、中波、中短波、短波、微波。 三、針對性練習(xí)： 1、關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是 A．電磁波是橫波 B．電磁波的傳播需要介質(zhì) C．電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．電磁波中電場和磁場方向處處互相垂直 2、下列關(guān)于電磁波的說法正確的是 A．均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場 B．電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同 C．只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波 D．電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播 3、LC回路的頻率為100赫茲，電容為0.1微法.求電感是多大? 如果LC回路的頻率為1000赫茲,電容不變,電感又是多大? 4、關(guān)于電磁場與電磁波，下列說法中正確的是（ ） A、變化的磁場產(chǎn)生電場，其電場線與靜電場中電場線相同 B、變化的電場產(chǎn)生磁場，所產(chǎn)生磁場的磁感線是閉合的 C、電磁波中的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大值有先后 D、電磁波與機(jī)械波相同，必須在有介質(zhì)的空間傳播 5、關(guān)于電磁波和機(jī)械波，下列說法中錯(cuò)誤的是（ ） A．電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象 B．電磁波和機(jī)械波都需要通過介質(zhì)傳播 C．電磁波和機(jī)械波傳播過程都傳遞了能量 D．發(fā)射無線電波時(shí)常需要對電磁波進(jìn)行調(diào)制 四、視野拓展 麥克斯韋 麥克斯韋是英國的理論物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。15歲就曾向英國皇家學(xué)會遞交數(shù)學(xué)論文，發(fā)表在《愛丁堡皇家學(xué)會學(xué)報(bào)》上。16歲考入愛丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理學(xué)，19歲轉(zhuǎn)入劍橋大學(xué)。他讀到法拉第的著作《電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》，立即被它吸引住了，24歲發(fā)表了第一篇有關(guān)電磁學(xué)的論文——《法拉第的力線》。年輕的麥克斯韋以他卓越的數(shù)學(xué)才能把法拉第用直觀、形象方式表述的電磁理論，加以概括提高，總結(jié)了當(dāng)時(shí)對電磁現(xiàn)象研究的成果，建立了電磁場的基本方程，即麥克斯韋方程組，確立了電磁場的理論。從理論上預(yù)言了電磁波的存在。麥克斯韋的電磁理論實(shí)現(xiàn)了科學(xué)認(rèn)識的一個(gè)革命性變革，其簡潔的數(shù)學(xué)形式中蘊(yùn)藏著完美的對稱結(jié)構(gòu)：電場和磁場的對稱性；時(shí)間和空間的對稱性。1879年11月5日麥克斯韋在劍橋逝世，年僅49歲。 四、板書設(shè)計(jì)： 1、變化的磁場產(chǎn)生電場。 2、麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，他預(yù)言既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，那么變化的電場也能產(chǎn)生磁場。變化的電場產(chǎn)生磁場 3、分析 ①恒定的電場周圍無磁場，恒定的磁場周圍無電場。 ②均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，均勻變化 的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場。 ③周期性變化的電場周圍存在同周期的磁場，周期 性變化的磁場在周圍產(chǎn)生同周期的電場。 4、電磁場的形成：變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。 麥克斯韋預(yù)言：這種電磁場由發(fā)生區(qū)域向無限遠(yuǎn)處的空間傳播就形成了電磁波。且在真空中電磁 波的傳播速度跟光速相等。 麥克斯韋的預(yù)言最后由物理學(xué)家赫子證實(shí)了電磁波的存在，并進(jìn)一步分 析電磁波在真空中的傳播速度為C=3.00108m/s 電磁波的波長由V=λf得到 故事情景引入，激發(fā)學(xué)生思考 學(xué)生看書回答對應(yīng)問題，教師引導(dǎo)。積極思考，理解。 師生互動(dòng)，討論分析解決共性問題 教師組織學(xué)生，完成練習(xí)，并展示練習(xí)結(jié)果 課題 第4節(jié) 無線電波的發(fā)射、傳播和接收 課時(shí) １ 考點(diǎn)、知識點(diǎn) 1、了解無線電波的波長范圍． 2、了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單概念 3、了解調(diào)諧、檢波及無線電波的接收的基本原理． 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、知識與技能：了解無線電波的波長范圍． 　　 了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單概念． 　　 了解調(diào)諧、檢波及無線電波的接收的基本原理． 2、過程與方法：理解無線電波發(fā)射的過程 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：體會科學(xué)與技術(shù)的結(jié)合之美 重、難點(diǎn) 1、重點(diǎn)：調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧和解調(diào) 2、難點(diǎn)：調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧和解調(diào) 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng)建議 教師活動(dòng)建議 調(diào)整記錄 一、導(dǎo)入新課： 一、介紹無線電波的波段的劃分： 　　通常使用的無線電波的波長范圍從幾毫米到幾千米，根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段，如下表所示： 二、無線電波的發(fā)射： 　　在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對我們來說越來越重要，例如，廣播、電視要利用電磁波，無線電通信要利用電磁波，航空、航天中的自動(dòng)控制和通信聯(lián)系都要利用電磁波……那么，學(xué)習(xí)了前面幾節(jié)的電磁學(xué)內(nèi)容，我們知道了電磁波是怎樣產(chǎn)生的以及電磁波的性質(zhì)。那么怎樣利用電磁波來傳遞各種信號呢？下面我們便來學(xué)習(xí)無線電波的發(fā)射。二、新課展示： 1、閱讀課文回答下列問題（學(xué)生通過復(fù)習(xí)電磁波一節(jié)的內(nèi)容可以得到正確答案）： 〖問題1〗有效的向外發(fā)射電磁波的條件是什么？ 　?。?）要有足夠高的振蕩頻率，因?yàn)轭l率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。 　?。?）振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，才有可能有效的將電磁場的能量傳播出去。 〖問題2〗采用什么手段可以有效的向外界發(fā)射電磁波？ 　　改造 振蕩電路——由閉合電路成開放電路 2、〖教師總結(jié)〗無線電波的發(fā)射裝置是： 　　天線、地線、開放電路構(gòu)成的基本發(fā)射裝置與振蕩器電路耦合構(gòu)成了實(shí)際應(yīng)用的發(fā)射無線電波的裝置。 3、在利用無線電波傳遞信號時(shí)，需要通過調(diào)制過程，使得電磁波隨著信號而改變，如圖所示過程，分為調(diào)幅和調(diào)頻。講解時(shí)分步繪制。 調(diào)幅：使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅。 調(diào)頻：使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻。 三、無線電波的接收： 1、閱讀課文回答下面的問題： 〖問題3〗發(fā)射的無線電波如何被接收到呢？ 答案：電磁波在空間傳播時(shí)，如果遇到導(dǎo)體，會使導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體，就可以接收到電磁波了。 〖問題4〗如何使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)呢？ 答案：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。 2、這樣我們便可以接收無線電波了，下圖是收音機(jī)內(nèi)接收無線電波的調(diào)諧裝置： 通過改變可變電容的電容大小改變調(diào)諧電路的固有頻率，進(jìn)而使其與接收電臺的電磁波頻率相同，這個(gè)頻率的電磁波就在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流，這樣就選出了電臺。 3、用調(diào)諧電路接收到的感應(yīng)電流是調(diào)制的高頻振蕩電流，要直接感受到所需要的信號，還需要檢波。（分步繪制） 教師講解：檢波是調(diào)制的逆過程，因此也叫做解調(diào)。檢波以后信號再經(jīng)過放大、重現(xiàn)，我們就可以聽到和看到了。 4．無線電波的發(fā)射和接收 （1）無線電波：無線電技術(shù)中使用的電磁波 （2）無線電波的發(fā)射：如圖所示。 ①調(diào)制：使電磁波隨各種信號而改變 ②調(diào)幅和調(diào)頻 （3）無線電波的接收 ①電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。 ②調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程。調(diào)諧電路如圖所示。通過改變電容器電容來改變調(diào)諧電路的頻率。 ③檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號。 三、家庭作業(yè)與活動(dòng)： 1、完成課后家庭作業(yè)與活動(dòng)相關(guān)習(xí)題； 2、完成配套資料相關(guān)習(xí)題； 四、板書設(shè)計(jì)： 故事情景引入，激發(fā)學(xué)生思考 學(xué)生看書回答對應(yīng)問題，教師引導(dǎo)。積極思考，理解. 師生互動(dòng)，討論分析解決共性問題 教師組織學(xué)生，完成練習(xí)，并展示練習(xí)結(jié)果