高中物理 第二章 电磁感应与电磁场 第4节 电磁场与电磁波教案 粤教版选修1-1.doc

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1、第四节麦克斯韦电磁场理论一：教学目标（一）：知识与技能（1）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。相互联系着的变化的电场和磁场统称为电磁场。（2）了解电磁波的产生和电磁波的特点。（3）了解电磁场的物质性（4）了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。（二）：过程与方法（1）通过对麦克斯韦电磁场理论基本思想形成过程的学习，体会在科学探究中如何充分利用已有的实验基础和理论，展开大胆的猜想与假设，进行强有力的逻辑理论思维，建立新理论，语言新现象。（2）通过麦克斯韦电磁场理论的成功，感受运用数学工具进行推理论证对物理学发

2、展的意义。（3）通过“磁现象与电现象有哪些相似之处”的讨论与交流，进一步掌握类比法，初步形成“对称”的思想方法。（4）通过电磁波具有能量，以及具有与其他物质相互作用的属性，体会电磁场的物质性。（三）：情感与态度价值观（1）通过对麦克斯韦电磁场理论基本思想形成过程的学习，感受物理学的和谐之美，对称之美，有序之美。（2）通过对电磁场理论建立过程的学习，体会物理学发展经历了“实践――理论――实践”的艰辛过程。（四）：教学重点：电磁波的特点，麦克斯韦电磁场理论的基本思想（五）：教学难点：电磁波的特点（六）：课时安排：两课时二：教学过程引入：介绍伟大的英国物理学家麦

3、克斯韦（1831－1879）。（一）：麦克斯韦电磁场理论的基本思想1．根据：前人的实验事实，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路中将会产生感应电流，这是我们熟悉的电磁感应现象。2．麦克斯韦认为：电路里产生感应电流，是由于导体中的自由电荷受到电场力的驱使而做定向移动，说明电路所在的空间存在电场，这个电场是由变化的磁场引起的。―――――变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象。3．学生讨论与交流：变化的磁场产生的电场与我们熟悉的静电场有何不同？学生：静电场的电场线是由正电荷出发，终止于负电荷，是不闭合的。而变化的磁场产生的电场没有起点也没有终点，是闭合的“旋

4、涡电场”4．提出：变化的电场能否也产生磁场？三个实验去验证：（1）静止电荷周围的小磁针不偏转（2）运动电荷周围的小磁针偏转（3）电容器充电时周围的小磁针发生摆动麦克斯韦认为：静止电荷周围是稳定的电场，不产生磁场；而电荷运动时，周围的小磁针摆动说明小磁针所在处产生了另一个磁场，使小磁针摆动，这个磁场是由电荷运动在周围空间产生变化的电场而引起的。―――――变化的电场周围产生磁场是一种普遍存在的现象。5．学生讨论与交流：磁现象与电现象有哪些相似之处？学生：自然界中有正负两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。自然界中也只有南北两种磁极，同名磁极互相排斥，异

5、名磁极互相吸引。奥斯特发现电能生磁，法拉第发现磁能生电，，麦克斯韦正是相信电场与磁场有对称之美，才从“变化的磁场周围产生电场”联想到“变化的电场周围产生磁场”，并提出了大胆的假设！6．麦克斯韦电磁场理论的基本思想：（1）均匀变化的磁场（或电场）产生稳定的电场（或磁场）。（2）非均匀变化的磁场（或电场）产生变化的电场（或磁场）。（3）按三角函数规律变化的振荡磁场（或电场）产生同频率的三角函数规律变化的振荡电场（或磁场）（4）变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场（二）：电磁波的产生及其特点

6、1．电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会在较远的空间引起周期性的电场……这样变化的电场和磁场就不局限于空间某区域。而是由近及远地向周围空间传播出去，电磁波这样由近及远地传播，就形成电磁波2．电磁波的特点（1）电磁波中电场和磁场相互垂直，电磁波在与两者均垂直的方向传播。因此电磁波是横波（2）两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于电磁波的波长。电磁波在空间以一定的速度传播，经过一个周期的时间，传播一个波长的距离。即其波长λ，频率ƒ（周期Τ），波速υ之间遵循的关系：υ＝λ/Τ=λƒ

7、（3）电磁波的频率即为电磁振荡的频率，它由波源决定，与介质无关。电磁波在真空中的传播速度等于光在真空传播速度，c＝3.0×108m/s（1）电磁波与机械波一样，也能产生反射，折射，干涉，衍射等现象，也是传播能量的一种形式。（2）电磁波传播不需要借助于任何介质，在真空中也能传播，因为电磁波的传播是依靠电场和磁场的相互激发，而不是依靠物质的机械传递。3．学生讨论与交流：从电磁波的特点出发，你认为电磁场是客观存在的吗？学生：根据电磁波的特点中的第（5）点可知，电磁场本身就是一种特殊形态的物质，无需借助其他物质来传播（三）：电磁场的物质性1.几种特殊电磁波的例子：

8、（1）微波炉是利用电磁波进行加热食物。说明电磁场具有能量。（2）俄