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電磁波的教學設計

時間：2022-08-17 08:01:42 高一物理教案我要投稿

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電磁波的教學設計

　　電磁波的教學設計

電磁波的教學設計

　　師生互動活動設計：

　　教師先通過實驗引入，啟發(fā)學生思考、想象，總結麥克斯韋理論，再利用哲學中相互聯(lián)系的規(guī)律理解掌握電磁場理論．結合課本講解電磁波概念，類比機械波，理解電磁波傳播規(guī)律．

　　教學步驟：

　　一、引言：人類認識客觀世界，發(fā)現(xiàn)新的事物，常有兩種方式，一種是從生產實踐、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．XX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．

　　二、教學過程

　　l、麥克斯韋的理論要點一：變化的磁場產生電場

　　演示實驗

　　裝置如圖所示，當穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產生感應電動勢，引起感應電流使燈泡發(fā)光．

　�。�1）線圈中產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生電場，正是這種電場（渦旋電場）在線圈中驅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．

　　2、變化的電場產生磁場

　　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．經過反復思考提出一個假設，變化的電場產生磁場，這一點，我們從哲學上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉化。

　　比如根據麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時候，不僅導體中電流要產生磁場，而且在電容器兩極板問周期性變化著的電場周圍也要產生磁場。

　　3、電磁場、電磁波

　�。╨）概念

　　麥克斯韋根據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生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產生新的周期性變化的電場……可見，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生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播．見課本圖19—10，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

　　①是橫波：用課本p270圖19－10說明

　�、谑俏镔|波，真空中也能傳播，能獨立存在（與機械波不同）

　　③具有反射、折射、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、擴展

　　麥克斯韋的電磁場理論

　　1、變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，變化的電場能夠在周圍產生磁場。

　　2、均勻變化的磁場，產生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，產生穩(wěn)定的磁場．這里的“均勻變化”指在相等時間內磁感應強度（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生變化的電場，不均勻變化的電場產生變化的磁場。

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