2019-2020年高中物理 14.2《電磁振蕩》教學設(shè)計 新人教版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 14.2《電磁振蕩》教學設(shè)計 新人教版選修3-4 　　【教學目標】 　　一、知識與技能 　　1．會分析電磁振蕩過程中極板上的電荷量、板間電場強度、電場能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強度、磁場能等各物理量的變化規(guī)律。 　　2．理解電容、電感線圈在振蕩過程中的作用。 　　3．知道振蕩過程中振幅逐漸減小的原因，知道如何得到振幅不變的振蕩。 　　4．知道電磁振蕩的周期與頻率公式。 　　二、過程與方法 　　1．通過對演示實驗的觀察，培養(yǎng)學生的觀察能力、邏輯推理能力和想象能力。 　　2．通過對電磁振蕩課件的觀察，培養(yǎng)學生的分析能力、比較能力和概括能力。 　　三、情感態(tài)度與價值觀 　　1．通過對振蕩過程中各物理量變化的分析，讓學生體會物理過程中的守恒思想。 　　2．通過畫出一些物理量變化圖形，讓學生體會圖象對復雜現(xiàn)象研究的簡潔之美、對稱美、和諧美。 　　【教學重點】 　　電磁振蕩過程中各物理量的變化規(guī)律及各物理量變化之間的關(guān)系。 　　【教學難點】 　　電容、電感線圈在振蕩過程中的作用。 　　【教學方法】 　　啟發(fā)學生思考討論；對比總結(jié)歸納；演示實驗；多媒體課件輔助。 　　【教學模式】 　　教師引導下的討論式。 　　【教學用具】 　　電磁振蕩演示實驗儀；多媒體課件及配套設(shè)施；振蕩過程分析圖表（提前印發(fā)給學生，一式兩份） 　　【教學過程】 　　一、復習并引入新課 　　師：什么叫機械振動，它有哪些重要的特點？ 　　生討論得：物體在某一位置兩側(cè)所做的往復運動叫機械振動，它的最重要的特點是一些物理量都做周期性的變化，如回復力、加速度、位移、速度、動能、勢能等。 　　師：機械振動在介質(zhì)中傳播就形成了機械波，我們第1節(jié)學習的電磁波肯定也是某種振動的傳播引起的，我們把這種振動叫做電磁振蕩，本節(jié)課我們就研究電磁振蕩的產(chǎn)生及變化規(guī)律。 　　二、新課教學 　　板書一：電磁振蕩的產(chǎn)生 　　板書1．振蕩電路──LC回路 　　板圖（如圖-1所示）并介紹各組成部分，指出哪部分電路叫LC回路． 　　板書2．電磁振蕩的產(chǎn)生 　　介紹與板圖對應(yīng)的LC回路實驗裝置、實驗的做法。 　　先讓學生猜可能看到什么現(xiàn)象，然后教師再演示（可以多做幾次），讓學生說出看到了什么現(xiàn)象？說明了什么？（電流表的指針左右擺動；擺動幅度越來越小，最后停止。說明了電路中的電流是大小、方向都在變化的，最后變?yōu)榱恪＃? 　　師：如果忽略能量損耗，LC回路中的電流大小就不會變化，也就是說回路中的電流的大小和方向做周期性的變化，我們把這種電流叫振蕩電流。 　　板書3．振蕩電路中產(chǎn)生的大小和方向做周期性的變化的電流叫振蕩電流。 　　師：這種電流其實就是交變電流，如果用示波器觀察會發(fā)現(xiàn)，它的波形也是正弦形狀，但是由于頻率很高，可以達到KHZ或MHZ，因此把它叫做振蕩電流。 　　師：從演示實驗中我們可以看出振蕩電流的變化經(jīng)過幾個過程后就開始重復，從電容器剛開始放電說起，電流的大小、方向經(jīng)歷了幾個過程后就完成一個周期呢？可以把演示實驗中看到的現(xiàn)象與黑板上的電路圖結(jié)合起來考慮。 　　生討論得：逆時針增大；逆時針減小；順時針增大；順時針減小。 　　師：大家把電流的變化規(guī)律填在印發(fā)的振蕩過程分析圖表上，甲圖即為電容器剛開始放電的瞬間，如在甲圖下方填上i=0，在的下方填寫電流逆時針，增大，依次類推，把一個周期中的振蕩電流的變化規(guī)律填在圖表上。 　　學生填寫后，教師讓幾個同學上講臺用實物投影演示答案、教師組織大家核對點評。 　　師：大家知道機械振動過程中發(fā)生周期性變化的物理量有多個，那么在電磁振蕩過程中發(fā)生周期性變化的物理量是只有電流嗎，還有什么物理量？ 　　生討論得：極板上的電荷量、板間電場強度、電場能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強度、磁場能。 　　師：從演示實驗的裝置中我們只能感性認識振蕩電流的變化規(guī)律，要感性認識其它物理量的變化規(guī)律，我們要借助多媒體課件，把我們看不到的東西顯現(xiàn)出來。 　　板書二、振蕩過程中的變化規(guī)律 　　教師演示電磁振蕩課件，將所有物理量的變化都顯示出來，要求學生觀察一個周期中極板上的電荷量、板間電場強度、電場能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強度、磁場能等各物理量的變化規(guī)律。將觀察到的結(jié)果填在分析圖表的相應(yīng)位置上，比如第一個過程如圖-2所示（用實物投影演示）。同時若規(guī)定逆時針方向的電流為正，在相應(yīng)位置畫出i-t圖象，畫出電容器上極板的q-t圖象。 　　學生觀看課件（課件中的變化過程要緩慢），一邊討論，一邊填寫各物理量的變化規(guī)律，最后找?guī)讉€同學上講臺用實物投影展示、講解自己的結(jié)論（學生自己用暫停鍵控制課件進行講解，每個學生只展示一個過程，教師組織其他同學點評），最后形成如圖-3所示的結(jié)論。 　　師：為什么LC 回路中會出現(xiàn)這樣的變化規(guī)律呢？這肯定與線圈和電容器起的作用有關(guān)。 　　教師組織學生討論線圈與電容器都起到什么作用，教師可以提問：如果用導線直接連接充滿電的電容器還有沒有振蕩產(chǎn)生？如果用導線直接連接充滿磁場能的線圈還有沒有振蕩產(chǎn)生？以此來激發(fā)學生的討論。 　　板書三、振蕩的產(chǎn)生機理：線圈的自感作用和電容器的充放電作用造成電場能與磁場能的相互轉(zhuǎn)化。 　　師：既然我們知道了振蕩的產(chǎn)生機理，我們能不能不從感官上分析物理量的變化規(guī)律，而完全根據(jù)機理邏輯推理各物理量的變化規(guī)律呢？ 　　生討論，教師點撥關(guān)鍵之處：如第一次放電完畢的瞬間電流開始減小，但方向仍是逆時針，同時電流方向是正電荷流動方向，因此電容器的下極板的正電荷越來越多，上極板的負電荷越來越多，即電容器開始反向充電。 　　師：大家從邏輯推理的角度再填寫一次分析圖表，填完后與剛才的進行核對，看是否一樣。 　　生：邏輯推理，填寫圖表，核對。 　　師：在剛才的演示實驗中我們可以看到，由于能量的損耗，振蕩電流是逐漸減弱的，如果畫出電流隨時間變化的曲線，我們發(fā)現(xiàn)它的振幅會越來越小，仿照阻尼振動的說法，這種振蕩我們可以叫做阻尼振蕩，同樣類比受迫振動的知識，請你說一說如何能得到振幅不變的電磁振蕩？ 　　生：不斷補充能量 　　板書四、實際的等幅振蕩是依靠電源不斷補充能量得到的。 　　師：大家知道簡諧振動的周期具有固有性，只與振動系統(tǒng)自身有關(guān)；那么電磁振蕩的周期會不會也有固有性，也只與自身結(jié)構(gòu)有關(guān)呢？猜一猜與自身的什么有關(guān)？是什么關(guān)系？ 　　組織學生討論。 　　最后教師與學生共同看教材上的公式，并簡單了解晶體振蕩器。 　　板書五、電磁振蕩的周期與頻率具有固有性 　??； 　　【課堂小結(jié)】 　　1．電磁振蕩過程中極板上的電荷量、板間電場強度、電場能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強度、磁場能等各物理量的變化規(guī)律。 　　2．電容、電感線圈在振蕩過程中的作用。 　　3．電磁振蕩的周期。