九年級物理《電磁波的發(fā)現(xiàn)》教學設計人教版

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1、 14.1 電磁波的發(fā)現(xiàn) 【教學設計思想】 本節(jié)課的內(nèi)容是該章第一單元的開篇 . 這一單元教材在安排上是按照物理學史的發(fā)展脈絡展開的 , 講述了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)電磁波的背景和過程 , 這是一次生動的科學思維和科學方法的教育 . 麥克斯韋憑借自己的數(shù)學天賦 , 從研究法拉第的電磁感應定律到預言“電磁波的存在” , 最終建立了完整的電磁學理論 . 無處不體現(xiàn)著科學探索的精神和方法 , 更在無形中滲透著創(chuàng)新思維在科學發(fā)展中的推 動作用。 這節(jié)內(nèi)容在本章教學中起到開門磚的作用 . 對學生來說本節(jié)內(nèi)容是比較抽象 的 , 陌生的 , 甚至是無

2、法感知的 . 對電磁波的產(chǎn)生機制及存在充滿好奇又覺得非 常神秘不易理解 . 所以我們必須去引導學生了解人們對電磁波認知的發(fā)展歷程, 從麥克斯韋預言“電磁波的存在”到赫茲用“電火花實驗”證實預言的成立 . 在學生整體感知的過程中引導學生體會這些科學巨人們的思路、方法及他們一絲不茍的科學精神，并激發(fā)他們熱愛科學、探索真理的求知熱情。 本節(jié)內(nèi)容包括 “麥克斯韋電磁場理論” 的內(nèi)容、電磁波及電磁場的概念等內(nèi) 容。 【教學目標】 〖知識與技能〗 1. 了解電磁波發(fā)現(xiàn)的歷史背景，知道麥克斯韋對電磁學的偉大貢獻。 2. 知道麥克斯

3、韋電磁場理論的兩大支柱： 變化的電場產(chǎn)生磁場， 變化的磁場產(chǎn)生電場。 3. 知道變化的電場和磁場形成一個互相聯(lián)系的統(tǒng)一場，即電磁場。 〖過程與方法〗 1. 通過了解電磁場理論建立的歷史過程， 使學生感認識規(guī)律的普遍性和特殊 性。 2．通過學習使學生體會科學家研究物理問題的思想方法， 例如聯(lián)想、推理、類比、對稱等。 用心 愛心 專心 〖情感態(tài)度與價值觀〗 1．通過學習電磁場理論建立的簡史，培養(yǎng)學生崇尚科學并愿為科學獻身的精神。 2. 變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，從中滲透事物

4、之間是相互聯(lián)系的，可以轉化的。 【教學重點】 變化的磁場產(chǎn)生電場。 【教學難點】 變化的電場產(chǎn)生磁場。 【教學方法】 體現(xiàn)新課程的理念， 讓學生在參與中自主與合作學習， 并體驗簡單的科學探究過程和方法。 【教學儀器】、 矩形線圈、通電螺線管、滑動變阻器、電鍵、小燈泡及 220V交流電源。 【教學設計流程圖】 學生（主體） 教師（主導） 創(chuàng)設情境 播放有關 演示實驗 Ⅰ 引入新課 “衛(wèi)星”視頻 了解簡史 補充說明

5、 介紹麥克斯韋生平 開始探索 提出問題 麥克斯韋 演示實驗 交流合作， 類比分析 電磁場論 引導啟發(fā) 電磁場 師生互動 明確概念， 理解要點 電磁波 概括總結 用心 愛心 專心 增設疑問，鋪陳后文 【教學過程】 ● 小實驗創(chuàng)設情景 , 導入新課 ( 在 臺上放置一臺 于無波段的收音機 , 一名 手機的同學上前來 號 ) ( 師): 同學 聽到了什么 ?如何解 著 象出 的原因

6、呢 ? ( 生): 收音機 出的“喀喀喀”聲是因 接收到了 出的信號。 ( 師): 出的信號是什么?。? ( 生): 是 磁波！ ( 師): 很好！那么 種 景你在哪里 呢？ ( 生): 看 ，上網(wǎng) ?? ( 師): 看來我 生活的世界中隨 可 磁波的身影?。? ( 播放有關人造 星的 ) ( 師): 同學 在 中看到了什么？它有什么作用呢？ ( 生): 人造 星。它就像我 人 在于宇宙中的第三只眼睛，可以幫助我 捕捉和 取我 看不 的各種宇宙信息。 ( 師): 同學 的比 真的太恰當了，那么居于大氣 外的人造

7、 星是通 什么將 息 人 的呢 ? ( 生): 磁波。 ( 師): 很好！看來 磁波 于我 來 是十分重要的。那么如此重要的 磁波在 史上又是如何被 和使用的呢？ 我 就將追 史的足跡，共同揭秘“ 磁波的 ”之 。 ( 板 ： 14.1 磁波的 ) ● 探索 程， 行新 ( 一名同學介 麥克斯 的生平和 磁波的 史 程，激 學生探索新 事物的 情和學 的 趣。教 鼓勵 價并 充 明 ) ( 一) 麥克斯韋電磁場理論 1. 變化的磁場產(chǎn)生電場 ( 演示法拉第 磁感 ， 察到：與矩形 圈相 的小燈泡 光了。

8、 ) ( 師): 燈泡 什么會 光呢？ ( 生): 因 矩形 圈切割磁感 生的感 流流 了燈泡。 ( 師):Good ！我 知道 流的形成因 荷的定向移 ，那么 荷 什么會 生定向移 呢？ 用心 愛心 專心 ( 生): 由于受到了電場力的作用。 ( 師): 那么這個電場是誰激發(fā)的呢？它是如何形成的呢？ ( 學生小組討論，相互交流補充 ) ( 生): 是由變化的磁場生產(chǎn)的。 ( 師): 很好！大家都猜想是變化的磁場產(chǎn)生了電場，那么大家試想一下：如果矩形線圈由不導電的塑料繞制而成的，那么會有電流嗎？會有電場

9、嗎？ ( 生): 無電流但有電場。 ( 師): 那么請大家再想：如果沒有這個矩形線圈，電場還存在嗎？ ( 生): 存在！ ( 師):Very Good ！看來這個線圈只是用來顯示電場的存在，即便它不存在，變化的磁場同樣會在其周圍空間及發(fā)電場。我們的想法和當年的麥克斯韋的想法便不謀而合了！因此他提出了“變化的磁場激發(fā)電場” . ( 板書：變化的磁場激發(fā)電場 ) ( 師): 這一觀點也揭示了電磁感應現(xiàn)象的實質。 2. 變化的電場產(chǎn)生磁場 ( 師 ): 那么麥克斯韋的第二個預言“變化的電場產(chǎn)生磁場”又是如何讓提出的呢？其實這是他假設的。此時一定

10、有同學心生疑問：假設不就相當于它信口開河的想當然嘛？事實并不如此，他的假設是有一定依據(jù)的。他堅信物理世界是一個充溢著和諧美與對稱美的世界，尤其相信電與磁之間是完美對稱的。現(xiàn)在請同學們結合你們所掌握的知識想一想電與磁之間有哪些對稱之處呢？ ( 生 1): 電荷有正負兩種，磁極有南北兩極。 ( 生 2): 電場可以用電場線、電場強度來描述，而磁場可以用磁感線和磁場強度描述。 ( 生 3): 電場對帶電體有力的作用，磁場對運動的物體也有力的作用，即二者都有力的屬性。 ( 師): 很好！看來大家都是生活中的有心人啊！其實奧斯特發(fā)現(xiàn)電生磁后，法拉第經(jīng)過十年努力提出了磁生電的觀點也

11、是從對稱的角度入手研究的?，F(xiàn)在請大家思考：我們前面學過靜止的電荷能在空間激發(fā)靜電場，就是穩(wěn)定分布的電場。那么假想電荷是運動的呢？ ( 生): 產(chǎn)生變化的電場。 ( 師): 既然電荷運動了，它就可能形成電流，根據(jù)奧斯特的觀點：電流周圍會有 磁場，那么又沒有可能電流周圍的磁場是由于變化的電場形成的呢 ?于是麥克斯韋大膽的假設：變化的電場就是電流。因此他提出了：變化的電場產(chǎn)生磁場。 ( 板書：變化的電場產(chǎn)生磁場 ) 用心 愛心 專心 ( 師): 假 他的猜想是正確的， 化的 生磁 。 大家想象：假 在局部空 中存在著 化的 ，那么會

12、生什么呢？ ( 利用 PPT演示： 化的 和磁 的交替 化 ) ( 師): 合我 的分析，同學 能得出那些 呢？ ( 小 ) ： ① 均勻 化的磁 （ ）激 恒的 （磁 ） ； ② 周期性 化的磁 （ ）激 同 率周期性 化的 （磁 ） 。 ( 二) 電磁場 ( 師): 的看來，我 不 ： 化的 和磁 的交替激 ， 密相 形成了一個不可分割的整體， 就是麥克斯 定 的 磁 。 ( 教 言 后，板 ： 磁 —— 化的 和磁 交替激 ，所形成的一個不可分割的 一體。 ) ( 三) 電磁波

13、 ( 師): 大家想象一下：如果在 個區(qū)域中存在著周期性 化的 ，那么接下來會 生什么呢？ ( 生): 它會激 出同 率 化的周期性磁 ，磁 再激 同周期 化的 ?? ( 師): 很好！那么大家感 種 化形式像什么呢？ ( 生): 像水波 ! ( 師): 所以呀，我 便把 磁 種由近及 的 播叫做 磁波。 ( 板 ： 磁波： 磁 從 生區(qū)域向 的 播。 ) 【課堂小結】 至此，我 探索“ 磁波的 ”之旅也畫上了 的句號。相信同學 一 路上一定收 多吧！ 我 到了麥克斯 建立的 磁 理 具有 大的

14、史意 ，是物理學 展史中的一座劃 代的里程碑。它揭示了 、光、 磁本 上的 一?？?的是麥克斯 有生之年沒能 察到 磁波的存在，更無 體 磁波的廣泛 用。而是 20 年后的德國物理學家赫 了 一 大的 言，把天才的猜想 成了世人公 的真理。那么他是如何做到的呢？就 我 期待下 的學 。 用心 愛心 專心 【板書設計】 14.1 電磁波的發(fā)現(xiàn) （一） 麥克斯韋電磁場理論① 變化的磁場激發(fā)磁場，變化的電場激發(fā)磁場；

15、 電 ② 均勻變化的磁場（電場）激發(fā)穩(wěn)恒的電場（磁場） ； 磁 場 ③ 周期性變化的磁場（電場）激發(fā)同頻率周期性變化的電 理 論 場（磁場）。 的 建 立 （二） 電磁場：變化的電場和磁場交替激發(fā)， 所形成的一個 不可分割的統(tǒng)一體。 （三） 電磁波：電磁場從發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播。 用心 愛心 專心 用心 愛心 專心