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1、四川省宜宾市一中2016-2017学年高中物理下学期第7周教学设计四川省宜宾市一中2016-2017学年高中物理下学期第7周教学设计内容：选修3-4第三章 电磁振荡电磁波 第一节：电磁振荡 第二节：电磁场与电磁波 第三节：电磁波谱电磁波的应用 第四节：无线电波的发射传播和接收课标要求：第三章 电磁振荡 电磁波节教学要求教学建议基本要求发展要求1电磁振荡1了解电磁振荡的过程。2了解电容、电感线圈在振荡过程中的作用。3了解振荡过程中振幅逐渐减小的原因，了解如何得到振幅不变的振荡。不要求电磁振荡的周期（频率）公式。1本章重点：麦克斯韦电磁场理论。本章难点：本章概念、规律抽象。2加强实验演示和动画展示
2、，了解电磁振荡的过程。3教学中可与当代新科技、新成果相结合，特别是中国现代科技成就：如神州飞船、登月计划等科学成就的展示，加强学生的爱国主义教育。2电磁场和电磁波1了解麦克斯韦电磁场理论。2了解电磁场和电磁波的概念。3知道真空中电磁波的传播速度等于真空中光的传播速度。初步了解麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。3电磁波谱 电磁波的应用1知道电磁波谱。2知道波长、频率和波速之间的关系。3知道电磁波谱中，不同电磁波的用途不同。能利用c=f进行简单计算。4无线电波的发射、传播和接收1了解有效地发射电磁波的两个条件。2了解无线电波的发射过程。3了解电磁波的接收过程
3、。考纲要求：16年考纲17年考纲考纲对比；从两年的考纲来看，17年的更重视应用。所以在教学中电磁振荡不讲太深，着重在电磁波的产生传播与接收上来。电磁振荡电磁场和电磁波学习目标定位1.了解振荡电流、LC回路中振荡电流的产生过程，会求LC回路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁理论的基础内容以及在物理发展史上的物理意义.4.了解电磁波的基本特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质环节一：学生自主预习探究一、电磁振荡问题设计把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关按图2连成电路图2先把开关置于电源一边，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电
4、观察到电流表指针有何变化？这说明了什么问题呢？答案指针左右摆动说明了电路中产生了变化的电流要点提炼1电磁振荡中各物理量的变化情况时刻(时间)工作过程qEiB能量0放电瞬间qmEm00E电最大E磁最小0放电过程qm0Em00im0BmE电E磁放结束电00imBmE电最小E磁最大充电过程0qm0Emim0Bm0E磁E电充电结束qmEm00E电最大E磁最小放电过程qm0Em00im0BmE电E磁放电结束00imBmE电最小E磁最大T充电过程0qm0Emim0Bm0E磁E电T充电结束qmEm00E电最大E磁最小说明：在T的时间内，q、E、i、B等变化情况与0内相同，只是q的正负，E、i、B的方向与0内
5、相反.2.无阻尼振荡和阻尼振荡(1)无阻尼振荡：如图3所示，如果没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的电磁振荡图3(2)阻尼振荡：如图4所示，能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡的电磁振荡图43电磁振荡的周期与频率周期T2，频率f.其中周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)延伸思考为什么放电完毕时，电流反而最大？答案开始放电时，由于线圈的自感作用，放电电流不能瞬间达到最大值，而是逐渐增大，随着线圈的阻碍作用减弱，放电电流增加变快，与此同时，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能当放电完毕时，电场能全部转化为磁场能，此时
6、电流达到最大二、电磁场和电磁波问题设计如图5所示，当磁铁相对闭合线圈运动时，线圈中的电荷做定向移动，是因为受到什么力的作用？若把闭合线圈换成一个内壁光滑的绝缘环形管，管内有直径略小于环内径的带正电的小球，则磁铁运动过程中会有什么现象？小球受到的是什么力？以上现象说明什么问题？图5答案电荷受到电场力作用做定向移动磁铁运动过程中，带电小球会做定向滚动，小球受到的仍然是电场力空间磁场变化，就会产生电场，与有没有闭合线圈无关要点提炼1麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点(1)变化的磁场产生电场实验基础：如图6所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流图6 图7(2)变化的电场产生磁场，如图
7、7所示麦克斯韦大胆地假设：既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场2电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波(2)电磁波是横波(3)电磁波在真空中的速度等于光速3电磁波和机械波的比较(1)电磁波和机械波的共同点二者都能产生干涉和衍射；二者在不同介质中传播时频率不变(2)电磁波和机械波的区别二者本质不同电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有
8、横波和纵波，例如地震波节二：典型例题讲解一、电磁振荡例1在LC振荡电路中，可以使振荡频率增大一倍的方法是()A自感系数L和电容C都增大一倍B自感系数L增大一倍，电容C减小一半C自感系数L减小一半，电容C增大一倍D自感系数L和电容C都减小一半解析根据LC振荡电路频率公式f得，当L、C都减小一半时，f增大一倍，故选项D正确答案D二、电磁场理论例2关于电磁场理论，下列说法中正确的是()A在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场解析根据麦克斯
9、韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场答案D例3根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场当产生的电场的电场线如图8所示时，可能是()图8A向上方向的磁场在增强B向上方向的磁场在减弱C向上方向的磁场先增强，然后反向减弱D向上方向的磁场先减弱，然后反向增强解析在电磁感应现象的规律中，当通过一个闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合回路的情况，即变化的磁场产生电场判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电
10、流方向向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则知感应电流方向如题图中E的方向所示，选项A正确，B错误同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时，也会得到如题图中E的方向，选项C正确，D错误，故选A、C.答案AC三、电磁波和机械波例4下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B电磁波在任何介质中的传播速度均为3108 m/sC电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D电磁波不能产生干涉、衍射现象解析该题考查电磁波的产生及特点电磁波在真空中的传播速度为光速c3108 m/s，且cf，从一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化，波长、波速发生
11、变化电磁波只有在真空中的传播速度才为3108 m/s，在其他介质中传播速度均小于3108 m/s.电磁波与其他波一样具有干涉、衍射等波的特性当电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，因为cv，所以，波长变短，波速变小，故选A、C.答案AC针对训练关于电磁波与机械波，下列说法正确的是()A电磁波是电磁场由发生的区域向远处的传播，机械波是振源的振动向远处的传播B电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质C电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率才相同D机械波能发生干涉和衍射现象，电磁波则不能答案AB节三：师生共同总结：环节四：学生自我检测1(电磁场理论)下列说法正确的是()A电荷
12、的周围一定有电场，也一定有磁场B均匀变化的电场在其周围空间一定产生磁场C任何变化的电场在其周围空间一定产生变化的磁场D正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场答案BD解析静止的电荷周围有恒定的电场，不产生磁场，运动的电荷周围的电场是变化的，所以产生磁场，A错误；由麦克斯韦电磁场理论可知B、D正确，C错误2(对电磁波理解)关于电磁波的特点，下列说法正确的是()A电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直的方向传播B电磁波是横波C电磁波和机械波一样依赖于介质传播D只要空间内某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波答案ABD3(电磁振荡的产生)某时刻LC振荡电路的状态如图9所示，则
13、此时刻()图9A振荡电流i在减小B振荡电流i在增大C电场能正在向磁场能转化D磁场能正在向电场能转化答案AD解析本题关键是根据电容器的两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程由电磁振荡的规律可知，电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正在向电场能转化，故A、D正确4(电磁振荡的周期与频率)要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是()A增大电容器两极板的间距B升高电容器的充电电压C增加线圈的匝数D在线圈中插入铁芯答案A解析该题考查决定振荡电流的频率的因素振荡电流的频率由LC振荡电路本身的特性决定，即f.增大电容器两极板的间距，电容减
14、小，振荡电流的频率升高，A对；升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频率，B错；增加线圈匝数或在线圈中插入铁芯，电感L增大，振荡电流的频率降低，C、D错.节五；课后强化训练1关于电磁场理论的叙述正确的是()A变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合回路无关B周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C电场和磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场答案AB解析变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流；若无闭合回路电场仍然存在，A正确若要形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错2建立完整的电磁场理论，并首先预言电磁波存在的科学家是()A法拉第 B奥斯特C赫兹 D麦克斯韦答案D
