教科版高中物理選修3-4：《電磁場(chǎng)和電磁波》教案-新版(共5頁(yè))

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 3.2《電磁場(chǎng)和電磁波》教案 【教學(xué)目標(biāo)】 1、知識(shí)與技能：知道麥克斯韋電磁理論的主要內(nèi)容 知道電磁波的形成和特點(diǎn) 知道赫茲的貢獻(xiàn) 2、過(guò)程與方法：了解聯(lián)想、推理、類比、對(duì)稱等物理學(xué)的思想 了解用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論的方法 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：體會(huì)電磁場(chǎng)理論建立的過(guò)程 體會(huì)自然界對(duì)稱、和諧之美 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1、重點(diǎn)：麥克斯韋電磁理論、電磁波的形成和電磁波的特點(diǎn) 2、難點(diǎn)：麥克斯韋電磁理論的理解 【授課內(nèi)容】 一、麥克斯韋電磁理論的兩個(gè)基本假設(shè)

2、 1、電磁場(chǎng)理論的核心之一：變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng) ◎?qū)嶒?yàn)為證 如圖,交流電產(chǎn)生了周期變化的磁場(chǎng),上面的線圈中產(chǎn)生電流使燈泡發(fā)光 ◎討論: ① 如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈,線圈中還有電流和電場(chǎng)嗎? ② 線圈不存在時(shí),線圈所處的空間還有電場(chǎng)嗎? ③ 若改成恒定的直流電,還有電場(chǎng)嗎? 麥克斯韋認(rèn)為在變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng),是一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān),導(dǎo)體環(huán)只是用來(lái)顯示電流的存在 ◎說(shuō)明:在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的 (渦旋電場(chǎng)) ◎理解: (1) 均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定電場(chǎng) (2) 非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化電場(chǎng)

3、 2、電磁場(chǎng)理論的核心之二：變化的電場(chǎng)能夠在周期空間產(chǎn)生磁場(chǎng) 麥克斯韋假設(shè):變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣,會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng),即變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 根據(jù)麥克斯韋理論,在給電容器充電的時(shí)候,不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng),而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng) ◎理解: (1) 均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng) (2) 非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng) 〖規(guī)律總結(jié)〗 1、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解: ① 恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) ② 恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng) ③ 均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) ④ 均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng) ⑤ 振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同

4、頻率的振蕩磁場(chǎng) ⑥ 振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng) 2、電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化關(guān)系 非均勻 變化磁 場(chǎng) 激發(fā) 變化電場(chǎng) 均勻變化 激發(fā) 穩(wěn)定磁場(chǎng) 不再激發(fā) 若非均勻變化 激發(fā) 變化磁場(chǎng) 均勻變化 激發(fā) 穩(wěn)定電場(chǎng) 非均勻變化 〖知識(shí)遷移〗 電磁感應(yīng)現(xiàn)象其實(shí)是麥克斯韋電磁理論的冰山一角。麥克斯韋電磁理論廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域，如通信，遙感等。 〖方法指導(dǎo)〗 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，電動(dòng)勢(shì)的大小等于磁通量的變化率。在S一定的前提下，電動(dòng)勢(shì)的大小正比于B的變化率。因此在圖像中可以通過(guò)觀察斜率來(lái)判斷被激發(fā)場(chǎng)的規(guī)律。 二、電磁場(chǎng)和電磁波 1、電磁場(chǎng)：如

5、果在空間某區(qū)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),……變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng)這個(gè)過(guò)程可以用下圖表達(dá)。 2、電磁波： 電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波. 3、電磁波的特點(diǎn)： (1) 電磁波是橫波,電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B做正弦規(guī)律,二者相互垂直,均與波的傳播方向垂直 (2)電磁波可以在真空中傳播,速度和光速相同.v=λf (3) 電磁波具有波的特性 4、赫茲的電火花 赫茲的電火花實(shí)驗(yàn) 赫茲觀察到了電磁波的反射,折射,干涉,偏振

6、和衍射等現(xiàn)象. 他還測(cè)量出電磁波和光有相同的速度. 這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論 赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波 三、麥克斯韋理論在物理發(fā)展史上的意義 麥克斯韋總結(jié)了法拉第等電磁學(xué)研究先驅(qū)者們的工作，在兩個(gè)基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立了電磁場(chǎng)方程，預(yù)言了電磁波的存在，把電磁學(xué)發(fā)展成為完整的、優(yōu)美的理論體系，統(tǒng)一了人們對(duì)電磁和光現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，為電和磁的利用開(kāi)辟了理論前景。 麥克斯韋理論中一個(gè)重要結(jié)論是光在真空中的速率是一個(gè)常量，與參考系無(wú)關(guān)。愛(ài)因斯坦就是根據(jù)這一結(jié)論提出了光速不變的原理，而于1905年建立了狹義相對(duì)論的。狹義相對(duì)論與量子理論一起開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代物理學(xué)的新紀(jì)元。 【課

7、堂訓(xùn)練】 1、麥克斯韋電磁理論的兩個(gè)核心是什么？ 2、舉例說(shuō)明家庭照明電路在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁波嗎？ 3、關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的正確說(shuō)法是（ ） A、電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場(chǎng) B、電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波 C、電磁波傳播速度總是3×108m/s D、電磁波是一種物質(zhì)，可以在真空中傳播 4、下圖中，內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。若在此空間突然加上豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比例增加的變化磁場(chǎng)，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電量不變，那么（ ） v0 B A.小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力不斷增大 B.小球受到的磁場(chǎng)力不斷增大 C.小球先沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰷p速運(yùn)動(dòng)，過(guò)一段時(shí)間后，沿順時(shí)針?lè)较蜃黾铀龠\(yùn)動(dòng) D.磁場(chǎng)力一直對(duì)小球不做功 【教后反思】 專心---專注---專業(yè)