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2019-2020年高中物理 電磁振蕩教案 人教版第二冊 一、教學目標：認識LC回路產生電磁振蕩的現象，了解LC回路工作電流、電量變化的規(guī)律。 二、教學重點LC回路工作過程及相關物理量變化的規(guī)律 三、教學難點理解電磁振蕩一個周期內電流的變化規(guī)律 四、教學方法：探究法 五、教 具：LC振蕩電路示教板一套、示教電流計一只，大電容一只，示教示波器一只。 六、教學過程 （一）創(chuàng)設問題情境，引入新課題 師：大家看到過的畫面是和平號空間站發(fā)射場面。和平號上天后，人們是怎樣知道它到達預定的地點呢？ 生：無線電波。 師：無線電廣播、電視、人造衛(wèi)星、導彈、宇宙飛船等，傳遞信息和跟地面的聯(lián)系都要利用電磁波?，F代社會的各個部門，幾乎都離不開“電磁波”，可以說“電”作為現代文明的標志，“電磁波”就是現代文明的神經中樞，或者叫現代化的代名詞。 那么，電磁波是什么？它是怎樣產生的？它有什么性質？怎樣利用它傳遞信號？這一章就要討論這些問題，正象機械振動能夠產生機械波一樣，電磁振蕩能夠產生電磁波。今天我們就從電磁振蕩開始學習，讓我們先來觀察一個實驗。 （二）進行新課 1、實驗演示、電腦模擬，觀察分析實驗現象，認識LC振蕩電路 ⑴介紹實驗裝置： LC回路 電流表的作用 電壓表的作用 ⑵演示實驗： ⑶邊觀察邊分析 師：下面我們開始做實驗：LC回路振蕩過程中電流的變化，本實驗請大家主要觀察電壓表和電流表的指針變化特點。電流表、電壓表的指針變化有什么規(guī)律？ （學生觀察實驗） 師：為了讓大家能有較長時間觀察兩表指針的變化情況，我們通過電腦模擬兩表指針的變化，請大家再仔細觀察后回答問題 通過學生的觀察歸納出三個現象： 1、電流表、電壓表指針在零點左右來回擺動。 現象2：電流表、電壓表指針擺幅越來越小。 介紹等幅振蕩，用電腦模擬等幅振蕩過程。 師：大家觀察等幅振蕩時兩表的指針的變化還有什么規(guī)律？ （演示等幅振蕩實驗后電腦展示LC回路中的電流和電量的變化，正常速度。電腦模擬電磁振蕩，同時點動慢動演示） 師生共同總結：從觀察到的現象表明：當電容器充電后能夠產生周期性變化的電流。 2、學生自主探究物理現象本質 ⑴放電過程：（師生共同討論） 師：當電源E對電容C充電完畢，電容器上、下極板帶電量如何？ （學生觀察思考、分析） 師：為了研究方便我們可以規(guī)定：電量減少的過程叫做放電過程，把電量增大的過程叫做充電過程。下面我們先來一起討論放電過程。 師生共同探討：放電過程中的電量、電流的變化特點。 從電能的角度分析原因。 ⑵充電過程： 師：放電過程完畢，電容器兩極板上所帶的電量為0，LC回路中的電流會不會即刻突變?yōu)?？此時電感L的電路作用怎樣？ 師生共同探討：放電過程中的電量、電流的變化特點。 （3）電磁振蕩的產生過程(啟發(fā)思考進行分析講解) ①給電容充電，如圖所示，電容器中儲存一定的電場能(E電) ②電容C放電，如圖所示，電場能轉化為磁場能 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，請同學們想一下這樣轉化的條件是什么？為什么是“逐漸”的？隨后指出這是由于電容器的放電作用(兩極板上正、負電荷的吸引作用)和電感L中電流變化時產生的自感電動勢的“阻礙”作用所至，當C放電完了時，如圖所示(電場能為0，E＝0，U＝0)，磁場能達到最大(與之對應的振蕩電流也達到最大Im)． ③反向充電過程，如圖所示，是磁場能轉化為電場能的過程，C放電完了時，由于L的自感作用，電路中移動的電荷不能立即停止運動，仍保持原方向流動，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5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，回路中就產生了振蕩電流。 歸納總結指出 像上述情況，電路中的電場能和磁場能（與之對應的電荷Q和電流I)做周期性交替變化的現象叫做電磁振蕩現象。 （4）阻尼振蕩和無阻尼振蕩 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阻尼振蕩，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)，請同學們想一下，電路損耗的能量哪里去了？ 如果用振蕩器周期性地給振蕩電路補充能量，就可以保持等幅振蕩，這類似于受迫振動。 （三）鞏固練習 240頁練習一（1）、（2）兩題 （四）課堂總結 師：通過分析電流、電量、電場能和磁場能都隨時間作周期性變化，在振蕩的全過程中存在幾個過程？各種不同過程中的電流、電量、電場能和磁場能有什么變化規(guī)律？ 先由學生討論歸納，再由老師小結電腦展示 電腦展示電流、電量圖象。 討論結論3時，給出電流－時間圖象，通過分析要求學生畫出電量－時間圖象， （五）布置作業(yè)： 1．閱讀課本2．預習第二節(jié)