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2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊(cè) 第十八章 電磁和電磁波 三、電磁場(chǎng)(第一課時(shí)) ●本節(jié)教材分析 從理論上說(shuō)，電磁學(xué)的核心內(nèi)容就是電磁場(chǎng)的概念和麥克斯韋的電磁場(chǎng)方程，但這些內(nèi)容非常抽象，在中學(xué)階段還沒(méi)有很好的辦法讓學(xué)生接受，只能要求學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)的理論有一個(gè)初步的定性的了解.教材突出了電磁場(chǎng)理論中最核心的內(nèi)容：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng). 電磁場(chǎng)理論建立的歷史過(guò)程是對(duì)我們有極大啟發(fā)的激動(dòng)人心的過(guò)程，適當(dāng)介紹這一歷史過(guò)程對(duì)學(xué)生有教育作用，在思想方法上也會(huì)受益.我們可簡(jiǎn)單介紹法拉第關(guān)于場(chǎng)的概念和法拉第的一些設(shè)想，介紹麥克斯韋的追求和電磁理論的提出、電磁波設(shè)想的提出，介紹赫茲對(duì)電磁波存在的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證. 電磁場(chǎng)理論的核心之一是：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng).教材從電磁感應(yīng)現(xiàn)象中隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)談起.為了使學(xué)生容易接受，可做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光.我們可提出問(wèn)題：線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說(shuō)明了什么？指出麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng)，正是這種電場(chǎng)在線圈中引起了感應(yīng)電流.我們又提出問(wèn)題：如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎？（有電場(chǎng)、無(wú)電流）再問(wèn)：想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎？（有）這種逐步抽象化的方法可以幫助學(xué)生理解麥克斯韋的想法.要說(shuō)明，麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在，線圈不存在時(shí)，變化的磁場(chǎng)同樣在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng).要強(qiáng)調(diào)指出，麥克斯韋揭示了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)——變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng).對(duì)于電磁場(chǎng)理論的另一個(gè)核心——變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，在中學(xué)我們還沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o予清楚的說(shuō)明.可簡(jiǎn)單介紹麥克斯韋繼承法拉第關(guān)于場(chǎng)是客觀存在、電場(chǎng)與磁場(chǎng)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(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)的概念，經(jīng)過(guò)反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè)：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng).有了這一步，麥克斯韋就建立了完整的電磁場(chǎng)理論. ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1.知道麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的重要地位. 2.知道變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng). 3.知道變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)形成一個(gè)互相聯(lián)系的統(tǒng)一場(chǎng)，即電磁場(chǎng). 二、能力目標(biāo) 1.認(rèn)識(shí)規(guī)律的普遍性與特殊性. 2.掌握類(lèi)比方法的使用. 三、德育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)的精神. ●教學(xué)重點(diǎn) 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng). ●教學(xué)難點(diǎn) 變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng). ●教學(xué)方法 演示推理和類(lèi)比推理. ●教學(xué)用具 學(xué)生電源一臺(tái)，電磁鐵一塊，多匝線圈、燈座、小燈泡各一個(gè)，導(dǎo)線若干. ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)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?chē)臻g中去，為什么電磁振蕩會(huì)產(chǎn)生電磁波呢？在19世紀(jì)60年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場(chǎng)理論，并且預(yù)言了電磁波的存在.這節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論. 二、新課教學(xué) ［演示］變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng).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(chǎng)在不斷變化，所以穿過(guò)線圈的磁通量不斷變化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)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(dòng)呢？ ［生］受電場(chǎng)力. ［師］上述實(shí)驗(yàn)表明，變化的磁場(chǎng)在線圈里形成電場(chǎng).若線圈斷開(kāi)，線圈中有電流、電場(chǎng)嗎？ ［生］有電場(chǎng)、無(wú)電流. ［師］若線圈被拿走，它原來(lái)所處的空間有電場(chǎng)嗎？ （學(xué)生對(duì)此問(wèn)題可能難以回答，但這時(shí)提出變化的磁場(chǎng)能在其空間產(chǎn)生電場(chǎng)已是水到渠成的時(shí)候了.） 結(jié)論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng). ［師］在LC回路中，振蕩電流可以在導(dǎo)線周?chē)⒙菥€管周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，那么電容器兩極板間的電場(chǎng)能否產(chǎn)生磁場(chǎng)呢？ 引導(dǎo)學(xué)生分析：LC回路中的振蕩電流發(fā)生變化時(shí)，電容器兩極板間的電場(chǎng)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(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)的事實(shí)，提出大膽的假設(shè)：變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且通過(guò)嚴(yán)密的理論推導(dǎo)得以證明這一結(jié)論的正確性. 結(jié)論：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng). 總結(jié)以上兩個(gè)結(jié)論，得出變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)是互相聯(lián)系的，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)叫電磁場(chǎng). 三、小結(jié) 本節(jié)主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容： 1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩大支柱. （1）變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) （2）變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 2.電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng). 四、作業(yè) 查閱資料了解麥克斯韋電磁理論的建立. 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì) 1.關(guān)于磁場(chǎng)的產(chǎn)生，下列說(shuō)法正確的是 A.電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng) B.電荷可以產(chǎn)生磁場(chǎng) C.運(yùn)動(dòng)的電荷可以產(chǎn)生磁場(chǎng) D.周期性變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng) 2.關(guān)于電場(chǎng)的產(chǎn)生，下列說(shuō)法正確的是 A.靜止的磁體在空間某點(diǎn)可以產(chǎn)生電場(chǎng) B.相對(duì)于空間某點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的磁體可以在該點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng) C.電磁鐵一定能在空間某處產(chǎn)生電場(chǎng) D.通有交變電流的電磁鐵可以在它周?chē)目臻g產(chǎn)生電場(chǎng) 參考答案： 1.CD 2.BD