教科版高中物理選修3-4：《電磁場和電磁波》教案-新版(共5頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 3.2《電磁場和電磁波》教案 【教學目標】 1、知識與技能：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 知道赫茲的貢獻 2、過程與方法：了解聯(lián)想、推理、類比、對稱等物理學的思想 了解用實驗來驗證理論的方法 3、情感態(tài)度與價值觀：體會電磁場理論建立的過程 體會自然界對稱、和諧之美 【重點難點】 1、重點：麥克斯韋電磁理論、電磁波的形成和電磁波的特點 2、難點：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基本假設(shè)

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

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

4、頻率的振蕩磁場 ⑥ 振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場 2、電場和磁場的變化關(guān)系 非均勻 變化磁 場 激發(fā) 變化電場 均勻變化 激發(fā) 穩(wěn)定磁場 不再激發(fā) 若非均勻變化 激發(fā) 變化磁場 均勻變化 激發(fā) 穩(wěn)定電場 非均勻變化 〖知識遷移〗 電磁感應(yīng)現(xiàn)象其實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用于現(xiàn)代生活的各個領(lǐng)域，如通信，遙感等。 〖方法指導〗 變化的磁場產(chǎn)生電場，電動勢的大小等于磁通量的變化率。在S一定的前提下，電動勢的大小正比于B的變化率。因此在圖像中可以通過觀察斜率來判斷被激發(fā)場的規(guī)律。 二、電磁場和電磁波 1、電磁場：如

5、果在空間某區(qū)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(chǎn)生周期性變化的磁場;這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場,……變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場這個過程可以用下圖表達。 2、電磁波： 電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波. 3、電磁波的特點： (1) 電磁波是橫波,電場強度E和磁感應(yīng)強度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 赫茲的電火花實驗 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. 他還測量出電磁波和光有相同的速度. 這樣赫茲證實了麥克斯韋關(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)了法拉第等電磁學研究先驅(qū)者們的工作，在兩個基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立了電磁場方程，預(yù)言了電磁波的存在，把電磁學發(fā)展成為完整的、優(yōu)美的理論體系，統(tǒng)一了人們對電磁和光現(xiàn)象的認識，為電和磁的利用開辟了理論前景。 麥克斯韋理論中一個重要結(jié)論是光在真空中的速率是一個常量，與參考系無關(guān)。愛因斯坦就是根據(jù)這一結(jié)論提出了光速不變的原理，而于1905年建立了狹義相對論的。狹義相對論與量子理論一起開創(chuàng)了現(xiàn)代物理學的新紀元。 【課

7、堂訓練】 1、麥克斯韋電磁理論的兩個核心是什么？ 2、舉例說明家庭照明電路在工作時會產(chǎn)生電磁波嗎？ 3、關(guān)于電磁場和電磁波的正確說法是（ ） A、電場和磁場總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場 B、電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠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沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動。若在此空間突然加上豎直向上、磁感應(yīng)強度B隨時間成正比例增加的變化磁場，設(shè)小球運動過程中的電量不變，那么（ ） v0 B A.小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力不斷增大 B.小球受到的磁場力不斷增大 C.小球先沿逆時針方向做減速運動，過一段時間后，沿順時針方向做加速運動 D.磁場力一直對小球不做功 【教后反思】 專心---專注---專業(yè)