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2019-2020年高中物理 14.2《電磁振蕩》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-4 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　　一、知識(shí)與技能 　　1．會(huì)分析電磁振蕩過(guò)程中極板上的電荷量、板間電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)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(guò)程中的作用。 　　3．知道振蕩過(guò)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(guò)程與方法 　　1．通過(guò)對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的觀察，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯推理能力和想象能力。 　　2．通過(guò)對(duì)電磁振蕩課件的觀察，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、比較能力和概括能力。 　　三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 　　1．通過(guò)對(duì)振蕩過(guò)程中各物理量變化的分析，讓學(xué)生體會(huì)物理過(guò)程中的守恒思想。 　　2．通過(guò)畫(huà)出一些物理量變化圖形，讓學(xué)生體會(huì)圖象對(duì)復(fù)雜現(xiàn)象研究的簡(jiǎn)潔之美、對(duì)稱美、和諧美。 　　【教學(xué)重點(diǎn)】 　　電磁振蕩過(guò)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(xué)難點(diǎn)】 　　電容、電感線圈在振蕩過(guò)程中的作用。 　　【教學(xué)方法】 　　啟發(fā)學(xué)生思考討論；對(duì)比總結(jié)歸納；演示實(shí)驗(yàn)；多媒體課件輔助。 　　【教學(xué)模式】 　　教師引導(dǎo)下的討論式。 　　【教學(xué)用具】 　　電磁振蕩演示實(shí)驗(yàn)儀；多媒體課件及配套設(shè)施；振蕩過(guò)程分析圖表（提前印發(fā)給學(xué)生，一式兩份） 　　【教學(xué)過(guò)程】 　　一、復(fù)習(xí)并引入新課 　　師：什么叫機(jī)械振動(dòng)，它有哪些重要的特點(diǎn)？ 　　生討論得：物體在某一位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫機(jī)械振動(dòng)，它的最重要的特點(diǎn)是一些物理量都做周期性的變化，如回復(fù)力、加速度、位移、速度、動(dòng)能、勢(shì)能等。 　　師：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播就形成了機(jī)械波，我們第1節(jié)學(xué)習(xí)的電磁波肯定也是某種振動(dòng)的傳播引起的，我們把這種振動(dòng)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(xué) 　　板書(shū)一：電磁振蕩的產(chǎn)生 　　板書(shū)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(shū)2．電磁振蕩的產(chǎn)生 　　介紹與板圖對(duì)應(yīng)的LC回路實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)的做法。 　　先讓學(xué)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(xué)生說(shuō)出看到了什么現(xiàn)象？說(shuō)明了什么？（電流表的指針左右擺動(dòng)；擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，最后停止。說(shuō)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(huì)變化，也就是說(shuō)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(shū)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(shí)就是交變電流，如果用示波器觀察會(huì)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(dá)到KHZ或MHZ，因此把它叫做振蕩電流。 　　師：從演示實(shí)驗(yàn)中我們可以看出振蕩電流的變化經(jīng)過(guò)幾個(gè)過(guò)程后就開(kāi)始重復(fù)，從電容器剛開(kāi)始放電說(shuō)起，電流的大小、方向經(jīng)歷了幾個(gè)過(guò)程后就完成一個(gè)周期呢？可以把演示實(shí)驗(yàn)中看到的現(xiàn)象與黑板上的電路圖結(jié)合起來(lái)考慮。 　　生討論得：逆時(shí)針增大；逆時(shí)針減小；順時(shí)針增大；順時(shí)針減小。 　　師：大家把電流的變化規(guī)律填在印發(fā)的振蕩過(guò)程分析圖表上，甲圖即為電容器剛開(kāi)始放電的瞬間，如在甲圖下方填上i=0，在的下方填寫(xiě)電流逆時(shí)針，增大，依次類推，把一個(gè)周期中的振蕩電流的變化規(guī)律填在圖表上。 　　學(xué)生填寫(xiě)后，教師讓幾個(gè)同學(xué)上講臺(tái)用實(shí)物投影演示答案、教師組織大家核對(duì)點(diǎn)評(píng)。 　　師：大家知道機(jī)械振動(dòng)過(guò)程中發(fā)生周期性變化的物理量有多個(gè)，那么在電磁振蕩過(guò)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(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)能。 　　師：從演示實(shí)驗(yàn)的裝置中我們只能感性認(rèn)識(shí)振蕩電流的變化規(guī)律，要感性認(rèn)識(shí)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(lái)。 　　板書(shū)二、振蕩過(guò)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(lái)，要求學(xué)生觀察一個(gè)周期中極板上的電荷量、板間電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)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(gè)過(guò)程如圖-2所示（用實(shí)物投影演示）。同時(shí)若規(guī)定逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?，在相?yīng)位置畫(huà)出i-t圖象，畫(huà)出電容器上極板的q-t圖象。 　　學(xué)生觀看課件（課件中的變化過(guò)程要緩慢），一邊討論，一邊填寫(xiě)各物理量的變化規(guī)律，最后找?guī)讉€(gè)同學(xué)上講臺(tái)用實(shí)物投影展示、講解自己的結(jié)論（學(xué)生自己用暫停鍵控制課件進(jìn)行講解，每個(gè)學(xué)生只展示一個(gè)過(guò)程，教師組織其他同學(xué)點(diǎn)評(píng)），最后形成如圖-3所示的結(jié)論。 　　師：為什么LC 回路中會(huì)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(xué)生討論線圈與電容器都起到什么作用，教師可以提問(wèn)：如果用導(dǎo)線直接連接充滿電的電容器還有沒(méi)有振蕩產(chǎn)生？如果用導(dǎo)線直接連接充滿磁場(chǎng)能的線圈還有沒(méi)有振蕩產(chǎn)生？以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的討論。 　　板書(shū)三、振蕩的產(chǎn)生機(jī)理：線圈的自感作用和電容器的充放電作用造成電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)化。 　　師：既然我們知道了振蕩的產(chǎn)生機(jī)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(jī)理邏輯推理各物理量的變化規(guī)律呢？ 　　生討論，教師點(diǎn)撥關(guān)鍵之處：如第一次放電完畢的瞬間電流開(kāi)始減小，但方向仍是逆時(shí)針，同時(shí)電流方向是正電荷流動(dòng)方向，因此電容器的下極板的正電荷越來(lái)越多，上極板的負(fù)電荷越來(lái)越多，即電容器開(kāi)始反向充電。 　　師：大家從邏輯推理的角度再填寫(xiě)一次分析圖表，填完后與剛才的進(jìn)行核對(duì)，看是否一樣。 　　生：邏輯推理，填寫(xiě)圖表，核對(duì)。 　　師：在剛才的演示實(shí)驗(yàn)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(huà)出電流隨時(shí)間變化的曲線，我們發(fā)現(xiàn)它的振幅會(huì)越來(lái)越小，仿照阻尼振動(dòng)的說(shuō)法，這種振蕩我們可以叫做阻尼振蕩，同樣類比受迫振動(dòng)的知識(shí)，請(qǐng)你說(shuō)一說(shuō)如何能得到振幅不變的電磁振蕩？ 　　生：不斷補(bǔ)充能量 　　板書(shū)四、實(shí)際的等幅振蕩是依靠電源不斷補(bǔ)充能量得到的。 　　師：大家知道簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期具有固有性，只與振動(dòng)系統(tǒng)自身有關(guān)；那么電磁振蕩的周期會(huì)不會(huì)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(xué)生討論。 　　最后教師與學(xué)生共同看教材上的公式，并簡(jiǎn)單了解晶體振蕩器。 　　板書(shū)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(guò)程中極板上的電荷量、板間電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能和線圈中的電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)能等各物理量的變化規(guī)律。 　　2．電容、電感線圈在振蕩過(guò)程中的作用。 　　3．電磁振蕩的周期。