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2019-2020年高中物理 電磁場(chǎng)教案 人教版第二冊(cè) 一、教學(xué)目標(biāo)： 1．知道麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩大支柱：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 2．理解電磁場(chǎng)的概念 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．電磁場(chǎng)理論是本課的重點(diǎn)，從內(nèi)容上非常抽象，只要求學(xué)生定性了解。 2．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)的理解采用逐步抽象的方法來幫助學(xué)生理解麥克斯韋的想法。 3．“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”的理解，可以用哲學(xué)中事物之間是相互聯(lián)系的，可以互相轉(zhuǎn)化的理解。 三、課時(shí)安排：1課時(shí) 四、教具：220V交流電源、變壓器、小燈泡 五、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì) 通過觀察實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮想象能力，畫出變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線。 六、教學(xué)過程 （一）引入新課 人類認(rèn)識(shí)客觀世界，發(fā)現(xiàn)新的事物，常有兩種方式，一種是從生產(chǎn)實(shí)踐，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物，另一種是從科學(xué)理論出發(fā)，預(yù)言新的事物存在，電磁波的發(fā)現(xiàn)，屬于后一種。麥克斯韋從電磁場(chǎng)理論出發(fā)，運(yùn)用了較為深?yuàn)W的數(shù)學(xué)工具，得到了描述電磁場(chǎng)特性的規(guī)律，并預(yù)言了電磁波的存在。10年后，他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了麥克斯韋的偉大預(yù)言，發(fā)射并接收了電磁波，從而開創(chuàng)了無線電技術(shù)的新時(shí)代。 我們現(xiàn)在粗略地介紹一下麥克斯韋的這個(gè)理論。 （二）進(jìn)行新課 1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) 演示實(shí)驗(yàn) 裝置如圖所示，當(dāng)穿過螺線管的磁場(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。 （1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說明了什么？ 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)（渦旋電場(chǎng)）在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng)，引起了感應(yīng)電流。 （2）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？ 引導(dǎo)學(xué)生思考后回答，有電場(chǎng)、無電流。 （3）想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎？（有） （4）總結(jié)說明，麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過用來顯示電場(chǎng)的存在，線圈不存在時(shí)，變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關(guān)。 2．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 我們知道，電流周圍存在著磁場(chǎng)，麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系。經(jīng)過反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 這一點(diǎn)，我們從哲學(xué)上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉(zhuǎn)化。 比如根據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。 3．電磁場(chǎng) 麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么，這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……?？梢姡兓碾妶?chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。電場(chǎng)和磁場(chǎng)只是這個(gè)統(tǒng)一的電磁場(chǎng)的兩種具體表現(xiàn)。這種變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播。電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。我們?cè)谙鹿?jié)課將學(xué)習(xí)有關(guān)電磁波的知識(shí)。 （三）總結(jié)、擴(kuò)展 學(xué)習(xí)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論注意下面幾點(diǎn)： 1．變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)， 變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。 2．均勻變化的磁場(chǎng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。這里的“均勻變化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場(chǎng)強(qiáng)度）的變化量相等，或者說磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場(chǎng)強(qiáng)度）對(duì)時(shí)間變化率一定。 3．不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 4．振蕩的（即周期性變化的）磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。 5．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)，向周圍空間傳播這就是電磁波。 七、布置作業(yè)：閱讀本節(jié)課文并預(yù)習(xí)下一節(jié)：電磁波