2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三3.2《電磁場(chǎng)與電磁波》WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三3.2《電磁場(chǎng)與電磁波》WORD教案1 一、導(dǎo)引 人類認(rèn)識(shí)客觀世界,發(fā)現(xiàn)新的事物,常有二種方式,一種是從生產(chǎn)實(shí)踐,科學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物,另一種是從科學(xué)理論出發(fā),預(yù)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(chǎng)理論出發(fā),運(yùn)用了較為深?yuàn)W的數(shù)學(xué)工具,得到了描述電磁場(chǎng)特性的規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在。10年后,他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了麥克斯韋的偉大預(yù)言,發(fā)射并接收了電磁波,從而開(kāi)創(chuàng)了無(wú)線電技術(shù)的新時(shí)代。 我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個(gè)理論。 A B 準(zhǔn)備知識(shí): 1、分析閉合電路中電流的形成: 分析電路中AB中電流的方向是A→B,問(wèn)為什么會(huì)有A到 B的電流,重點(diǎn)確定電流形成的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中有電場(chǎng)的結(jié)果,而 電場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)力使電荷發(fā)生了定向移動(dòng)。 B M 結(jié)論:電路中電流形成的實(shí)質(zhì)是電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生的定向移動(dòng),而電場(chǎng)力的發(fā)生一定伴隨電場(chǎng),電場(chǎng)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? 穿過(guò)閉合回路M的B發(fā)生變化。 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(chǎng),電場(chǎng)驅(qū) 使電子定向移動(dòng)而產(chǎn)生了電流,電場(chǎng)的方向與電流方向相同。 那么將金屬環(huán)拿走,當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)的電場(chǎng)是否存在呢?————引入麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。 3、一個(gè)變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象。麥克斯韋研究了這種現(xiàn)象,認(rèn)為若電路閉合就會(huì)有感應(yīng)電流;若電路不閉合,則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng);這個(gè)電場(chǎng)驅(qū)使導(dǎo)體中電子的運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流。 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(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng),是一種普遍現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān)。 二、授課 1.麥克斯韋的理論要點(diǎn)一,變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) 演示實(shí)驗(yàn) 當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí),上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。 (1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說(shuō)明了什么? 麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng),正是這種電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng))在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng),引起了感應(yīng)電流。 (2)如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈,線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎? 引導(dǎo)學(xué)生思考后回答,有電場(chǎng)、無(wú)電流。 (3)想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎?(有) (4)總結(jié)說(shuō)明,麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在,線圈不存在時(shí),變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),即這是一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān)。 2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 我們知道,電流周圍存在著磁場(chǎng),麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè),變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 這一點(diǎn),我們從哲學(xué)上知道,事物之間是相互聯(lián)系的,可以相互轉(zhuǎn)化。 比如根據(jù)麥克斯韋的理論,在給電容器充電的時(shí)候,不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場(chǎng),而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。 3.電磁場(chǎng)、電磁波 (1)概念 麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言,如果在空間某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)……。可見(jiàn),變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),這種變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生,并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播。見(jiàn)課本6-7圖,電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。 (2)電磁波的特點(diǎn) ①是橫波 ②是物質(zhì)波,真空中也能傳播,能獨(dú)立存在(與機(jī)械波不同) ③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性 (3)波速公式c=λf c為真空中速度,電磁波在真空中速度等于光速。 無(wú)線電技術(shù)中使用的電磁波叫無(wú)線電波,見(jiàn)課本表格介紹。 三、擴(kuò)展 麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論三點(diǎn) 1.變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。 2.均勻變化的磁場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。這里的“均勻變化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)的變化量相等,或者說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)對(duì)時(shí)間變化率一定。 3.不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng),不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 4.振蕩的(即周期性變化的)磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng),振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。 5.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),向周圍空間傳播這就是電磁波。 四、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì) 通過(guò)觀察試驗(yàn),發(fā)揮想象能力,畫(huà)出變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線。2.總結(jié)機(jī)械波與電磁波的聯(lián)系與區(qū)別 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 電磁場(chǎng)和電磁波 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) 2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 3.電磁場(chǎng)→傳播→電磁波- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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