作为一名默默奉献的教育工作者,常常需要准备教案,编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点,进而选择恰当的教学方法。那么你有了解过教案吗?下面是小编整理的电磁波教案,欢迎阅读与收藏。
电磁场与电磁波课件 篇1
(一)知识与技能
1.知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。
2.知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的特点。
3.知道赫兹实验及其重要意义。
(二)过程与方法
通过对电磁波发现过程的了解,认识规律的普遍性与特殊性,培养学生的逻辑推理和类比推理能力。
(三)情感、态度与价值观
培养学生崇尚科学、献身科学的精神。
教学重点
变化的磁场产生电场。
教学难点
变化的电场产生磁场。
教学方法
演示推理和类比推理
教学用具:
学生电源一台,电磁铁一块,多匝线圈、灯座、小灯泡各一个,导线若干
教学过程
(一)引入新课
师: “神舟六号”上天后,怎样与地面上的人联系呢?
生:无线电波。
师:无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”, “电磁波”就是现代文明的神经中枢。
那么,电磁波是什么?它是怎样产生的?它有什么性质?怎样利用它传递信号?这一章就要讨论这些问题。今天我们就从电磁波的发现开始学习。
(二)进行新课
1.伟大的预言
(教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介,激发学生的好奇心和求知欲。)
麦克斯韦(James Clark Mexwell,1831~1879)是英国的理论物理学家、数学家。1831年6月13日生于英国爱丁堡。他的父亲是一个科学家,他从小就受到科学的熏陶,15岁时向英国皇家学会递交数学论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,第一次显露出他出众的才华。1847年,考入爱丁堡大学学习数学和物理学。1850年转入剑桥大学,1854年毕业后留校工作,1856~1865年,他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。1871年,麦克斯韦任剑桥物理实验室主任,1874年,他主持建立的卡文迪许实验室竣工,任该实验室首任主任。1879年11月5日,麦克斯韦在剑桥逝世。
麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响.他信服法拉第的思想,决心为法拉第的场的概念提供数学方法的基础。尤其是他在伦敦皇家学院任教期间,有机会拜访了法拉第以后,更加强了他的这种信念.年轻的'麦克斯韦以他卓越的数学才能和严密的逻辑推理,对法拉第的直观形象的电磁场理论加以高度概括,并总结了当时电磁学的研究成果,建立了电磁场方程,确立了电磁场理论。
师:我们现在粗略地介绍一下麦克斯韦的电磁场理论。
● 变化的磁场产生电场
演示实验
装置如图所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光。
[提出问题]小灯泡为什么能发光?
[学生回答]由于交变电流产生的磁场在不断变化,所以穿过线圈的磁通量不断变化,在线圈中产生感应电动势,形成感应电流,小灯泡发光。
[继续提问]电路(线圈)中的电荷为什么能够定向移动呢?
[学生回答]受电场力。
[教师总结]麦克斯韦认为变化的磁场在空间产生电场。电路中的自由电荷就是在这个电场的作用下做定向运动,产生了感应电流。
[讨论](1)如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流、电场吗?
(2)如果线圈不存在,线圈所在处的空间还有电场吗?
麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,这是一个普遍规律,跟闭合电路是否存在无关(如图甲、乙所示)。
我们可以很自然的提出一个假设:变化的磁场产生电场。
说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的;而静电场中的电场线是不闭合的。
● 变化的电场产生磁场
师:麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的现象,提出了另一个大胆的假设:变化的电场也能产生磁场。
教师点拨:这个假设没有直接的实验做基础,它出于对自然规律的洞察力,是很大胆的,但却更有创造力。
师:根据这两个基本论点,麦克斯韦推断:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么,它就在空间产生周期性变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。
2.电磁波
师:机械振动在介质中的传播形成机械波,电磁场在空中的传播会形成什么?
生:电磁场在空中传播形成电磁波。
师:机械波有横波和纵波之分,且能够传递能量;能发生反射、折射、干涉和衍射;靠介质传播,波速v=λf。
类比机械波的特点,学生讨论电磁波具有的特点。
师生共同得到电磁波的特点:
(1)电磁波中的电场和磁场互相垂直,并且都与波的传播方向垂直,即电磁波是横波。光是一种电磁波。在前面学习的光的偏振现象已经证明了这一点。如上图所示。
(2)电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播电磁能,在传播过程中,电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。
(3)三个特征量的关系:v=λf。在真空中v=3.0×108 m/s。
师:麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义,足以根牛顿力学体系相媲美,它是物理学发展史中的一个划时代的里程碑。
3.赫兹的电火花
师:麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。
(引导学生教材,了解赫兹证实电磁波存在的探索历程)
教师可以向学生介绍赫兹的生平简介(见附录),激发学生求知上进的热情,对学生进行物理情感教育。
(三)课堂总结、点评
本节主要学习了麦克斯韦电磁场理论的主要内容。知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。还知道了变化的电场和磁场相互联系,形成一个统一的场,即电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播形成电磁波。电磁波中的电场与磁场相互垂直,且二者均与波的传播方向垂直,即电磁波是横波。
课余作业
完成P79“问题与练习”的题目。
电磁场与电磁波课件 篇2
(一)教学目的
1.使学生知道当导体中有迅速变化的电流时,周围空间会有电磁波向外传播,借助于电磁波可以传输信号。
2.使学生知道电磁波的频率、波长的初步概念,能记住波长和频率的关系,能记住电磁波在空气中的传播速度。
(二)教具
粗棉绳一根(用5根粗棉线搓在一起构成)、金属锉刀一把、电池、导线、半导体收音机一台、画有收音机刻度板的小黑板。
课前要求有条件的学生自带一个小半导体收音机。
(三)教学过程
1.电磁波
用类此推理的方法,由机械波引出电磁波。
我们把导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做电磁波(板书)。
无线电通信正是利用电磁波来传输信号的。
2.电磁波的频率
就水面波来说,振源(木杆)每上下振动一次,水面上就出现一个波峰(凸起部分)和一个波谷(凹下部分)。在1秒钟内木杆振动的次数越多(即振动越快),水面上出现的波峰(或波谷)数也越多。
我们再观察一下绳上形成的波。
演示用手捏住竖直下垂绳子的上端,沿水平向左右先后做快慢不同的振动,可以看到,当振动较快时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较多;当振动较慢时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较少。
在以上情况下(指水波和绳上形成的波),1秒内出现的波峰(或波谷)数,叫做频率。它的单位名称叫赫兹(Hz),简称赫,常用频率单位还有千赫(kHz)和兆赫(mHz)。
1千赫=103赫
1兆赫=106赫
跟水波和绳上形成的波类似,电磁波也有自己的频率,电磁波的频率由电路中每秒电流变化的次数(或说每秒种电流振荡的次数)决定。
3.电磁波的波长
像前面那样,再做一次用绳子形成波的演示,让学生仔细观察:当改变振动的快慢时,不但波的频率发生改变,而且相邻两个波峰(或波谷)间的距离也不相同。
相邻两个波峰(或波谷)的距离,叫做波长。
由上面的演示还可看出,手捏住绳第一次振动出现一个波峰,第二次振动又出现一个波峰,而此时第一个波峰已向下传播了一段距离,这个距离恰好是一个波长。因此,也可以说波长等于每振动一次波峰沿波的传播方向传播的距离。波长的单位是米。
电磁波也有自己的波长,电磁波的波长表示电磁波每振动(或说振荡)一次传播的`距离。[经典范文网 WWW.995563.cOm]
4.波长、频率、波速三者间的关系
波速表示波传播的快慢,由教材上水波在1秒内传播的波形图可以知道:
波速=波长×频率
对电磁波来说,同样有
波速=波长×频率
电磁波的波速和光速相同,在空气或真空中每秒传播的距离约30万千米,记为3×108米/秒。在空气或真空中,各种频率的电磁波的波速是相同的,所以,频率越高的电磁波,它的波长就越短。
指导学生阅读教材上的电磁波(无线电波)波段划分表。
5.布置作业
课外观察一台多波段收音机的选台指示盘,注意看各波段都在哪些频率范围和波长范围?把对应的波长和频率相乘,看看是不是等于光速?
(四)设想、体会
电磁波一节的教案,以演示为基础,有意识地突出振动和波的形成的关系。通过观察分析水波和绳上形成的波,让学生初步了解波的频率和波长的物理意义,再运用类比方法引出电磁波的频率和波长,以及波速、波长、频率三者间的关系,并注意引导学生初步建立在空气或真空中电磁波的波速与光速相同的观念。
电磁场与电磁波课件 篇3
教学目标:
1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。
2、 了解电磁场在空间传播形成电磁波。
3、 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
教学过程:
一、伟大的预言
说明:法拉第发现电磁感应现象那年,麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生,从小就表现出了惊人的数学和物理天赋,他从小热爱科学,喜欢思考,1854年从剑桥大学毕业后,精心研读了法拉第的著作,法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦,但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点,那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。因此,这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。1860年初秋,麦克斯韦特意去拜访法拉第,两人虽然在年龄上相差四十岁,在性情、爱好、特长方面也迥然各异,可是对物质世界的看法却产生了共鸣。法拉第鼓励麦克斯韦:“你不应停留在数学解释我的观点”,而应该突破它。
说明:麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,结合了自己的创造性工作,最终建立了经典电磁场理论。
说明:法拉第电磁感应定律告诉我们:闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流,我们知道电荷的`定向移动形成电流,为什么会产生感应电流呢?一定是有了感应电场,因此,麦克斯韦认为,这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场,电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动,产生了感应电流。即使变化的磁场周围没有闭合电路,同样要产生电场。变化的磁场产生电场,这是一个普遍规律
说明:自然规律存在着对称性与和谐性,例如有作用力就有反作用力。既然变化的磁场能够产生电场,那么变化的电场能否产生磁场呢?麦克斯韦大胆地假设,变化的电场能够产生磁场。
问:什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场?(例如通电螺线管中的电流发生变化,那么螺线管内部的磁场要发生变化)
说明:根据这两个基本论点,麦克斯韦推断:如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场,那么这个变化的电场能够引起变化的磁场,这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场,变化的磁场又引起变化的电场,变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播就形成了电磁波。
二、电磁波
问:在机械波的横波中,质点的振动方向和波的传播方向之间有何关系?(两者垂直)
说明:根据麦克斯韦的理论,电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直,电磁波是横波。
问:电磁波以多大的速度传播呢?(以光速C传播)
问:在机械波中是位移随时间做周期性变化,在电磁波中是什么随时间做周期性变化呢?(电场强度E和磁感应强度B)
三、赫兹的电火花
说明:德国科学家赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论
板书设计
一、伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
2、变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播形成电磁波
二、电磁波
1、电磁波是横波,E和B互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直÷
2、电磁波以光速C传播)
3、电磁波中电场强度E和磁感应强度B随时间做周期性变化
三、赫兹的电火花
赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论
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