2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十八章 電磁和電磁波 三、電磁場(第一課時).doc

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2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十八章 電磁和電磁波 三、電磁場(第一課時) ●本節(jié)教材分析 從理論上說，電磁學的核心內(nèi)容就是電磁場的概念和麥克斯韋的電磁場方程，但這些內(nèi)容非常抽象，在中學階段還沒有很好的辦法讓學生接受，只能要求學生對電磁場的理論有一個初步的定性的了解.教材突出了電磁場理論中最核心的內(nèi)容：變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場. 電磁場理論建立的歷史過程是對我們有極大啟發(fā)的激動人心的過程，適當介紹這一歷史過程對學生有教育作用，在思想方法上也會受益.我們可簡單介紹法拉第關于場的概念和法拉第的一些設想，介紹麥克斯韋的追求和電磁理論的提出、電磁波設想的提出，介紹赫茲對電磁波存在的實驗驗證. 電磁場理論的核心之一是：變化的磁場產(chǎn)生電場.教材從電磁感應現(xiàn)象中隨時間變化的磁場在線圈中產(chǎn)生感應電動勢談起.為了使學生容易接受，可做一個演示實驗，實驗裝置如圖所示.當穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產(chǎn)生感應電動勢，引起感應電流使燈泡發(fā)光.我們可提出問題：線圈中產(chǎn)生感應電動勢說明了什么？指出麥克斯韋認為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場在線圈中引起了感應電流.我們又提出問題：如果用不導電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？（有電場、無電流）再問：想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？（有）這種逐步抽象化的方法可以幫助學生理解麥克斯韋的想法.要說明，麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場.要強調(diào)指出，麥克斯韋揭示了電磁感應現(xiàn)象的本質(zhì)——變化的磁場產(chǎn)生電場.對于電磁場理論的另一個核心——變化的電場產(chǎn)生磁場，在中學我們還沒有一個簡單的實驗能給予清楚的說明.可簡單介紹麥克斯韋繼承法拉第關于場是客觀存在、電場與磁場統(tǒng)一的思想，根據(jù)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場能產(chǎn)生電場的概念，經(jīng)過反復思考提出一個假設：變化的電場產(chǎn)生磁場.有了這一步，麥克斯韋就建立了完整的電磁場理論. ●教學目標 一、知識目標 1.知道麥克斯韋電磁場理論的重要地位. 2.知道變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場. 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. 二、能力目標 1.認識規(guī)律的普遍性與特殊性. 2.掌握類比方法的使用. 三、德育目標 培養(yǎng)學生崇尚科學的精神. ●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 演示推理和類比推理. ●教學用具 學生電源一臺，電磁鐵一塊，多匝線圈、燈座、小燈泡各一個，導線若干. ●課時安排 1課時 ●教學過程 一、引入新課 振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周圍空間中去，為什么電磁振蕩會產(chǎn)生電磁波呢？在19世紀60年代，英國物理學家麥克斯韋在總結(jié)前人研究成果的基礎上，建立了完整的電磁場理論，并且預言了電磁波的存在.這節(jié)課我們來學習麥克斯韋的電磁場理論. 二、新課教學 ［演示］變化的磁場產(chǎn)生電場.出示電路圖投影片，根據(jù)電路圖連接電路，接通電源，小燈泡發(fā)光. ［師］小燈泡為什么能發(fā)光？ ［生］由于交變電流產(chǎn)生的磁場在不斷變化，所以穿過線圈的磁通量不斷變化，在線圈中產(chǎn)生感應電動勢，形成感應電流，小燈泡發(fā)光. ［師］電路（線圈）中的電荷為什么能夠定向移動呢？ ［生］受電場力. ［師］上述實驗表明，變化的磁場在線圈里形成電場.若線圈斷開，線圈中有電流、電場嗎？ ［生］有電場、無電流. ［師］若線圈被拿走，它原來所處的空間有電場嗎？ （學生對此問題可能難以回答，但這時提出變化的磁場能在其空間產(chǎn)生電場已是水到渠成的時候了.） 結(jié)論：變化的磁場產(chǎn)生電場. ［師］在LC回路中，振蕩電流可以在導線周圍、螺線管周圍產(chǎn)生磁場，那么電容器兩極板間的電場能否產(chǎn)生磁場呢？ 引導學生分析：LC回路中的振蕩電流發(fā)生變化時，電容器兩極板間的電場也發(fā)生變化.麥克斯韋根據(jù)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場能產(chǎn)生電場的事實，提出大膽的假設：變化的電場也能產(chǎn)生磁場，并且通過嚴密的理論推導得以證明這一結(jié)論的正確性. 結(jié)論：變化的電場產(chǎn)生磁場. 總結(jié)以上兩個結(jié)論，得出變化的電場和磁場是互相聯(lián)系的，形成一個統(tǒng)一的場叫電磁場. 三、小結(jié) 本節(jié)主要學習了以下內(nèi)容： 1.麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱. （1）變化的磁場產(chǎn)生電場 （2）變化的電場產(chǎn)生磁場 2.電磁場：變化的電場和磁場相互聯(lián)系，形成一個統(tǒng)一的場. 四、作業(yè) 查閱資料了解麥克斯韋電磁理論的建立. 五、板書設計 六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計 1.關于磁場的產(chǎn)生，下列說法正確的是 A.電場可以產(chǎn)生磁場 B.電荷可以產(chǎn)生磁場 C.運動的電荷可以產(chǎn)生磁場 D.周期性變化的電場可以產(chǎn)生磁場 2.關于電場的產(chǎn)生，下列說法正確的是 A.靜止的磁體在空間某點可以產(chǎn)生電場 B.相對于空間某點運動的磁體可以在該點產(chǎn)生電場 C.電磁鐵一定能在空間某處產(chǎn)生電場 D.通有交變電流的電磁鐵可以在它周圍的空間產(chǎn)生電場 參考答案： 1.CD 2.BD