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 四、電磁波(第一課時(shí))本節(jié)教材分析本節(jié)主要介紹了電磁波的產(chǎn)生和發(fā)射條件，以及電磁波的特點(diǎn).電磁波的存在是麥克斯韋電磁場(chǎng)理論導(dǎo)出的必然結(jié)果.應(yīng)該注意的是，在說(shuō)明周期性變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，形成向外傳播的電磁波時(shí)，一定要強(qiáng)調(diào)“周?chē)臻g”的含義，二是要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)生電場(chǎng)的“磁場(chǎng)”不僅包含變化的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在遠(yuǎn)離振蕩電路的空間，它主要是指變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng).電磁波是否存在的實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論是否正確的試金石.因此，證明電磁波存在的赫茲實(shí)驗(yàn)是在物理學(xué)史上起奠基作用的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理世界來(lái)說(shuō)，同樣會(huì)起到奠基作用.教材中雖然沒(méi)有編入赫茲實(shí)驗(yàn)，有條件的學(xué)?？梢宰鲆蛔?，課堂上不好做也可在課外做.不少學(xué)校有無(wú)線電組合教具，可用其中的電磁波的發(fā)射裝置和接收裝置做實(shí)驗(yàn).電磁波的公式=像機(jī)械波的公式=一樣，要求學(xué)生很好地理解和靈活應(yīng)用.還要要求學(xué)生記住真空中電磁波和光的傳播速度c=3.00108 m/s.教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.知道電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波.2.知道什么樣的電磁振蕩和電路有利于向外發(fā)射電磁波.3.知道電磁波的基本特點(diǎn)，電磁波是橫波.4.知道電磁波在真空中的傳播速度，知道公式v=f也適用于電磁波.5.知道赫茲實(shí)驗(yàn)以及它的重大意義.二、能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和類(lèi)比推理能力.三、德育目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神.教學(xué)重點(diǎn)電磁波的發(fā)射.教學(xué)難點(diǎn)電磁波的存在和特點(diǎn).教學(xué)方法演示推理法、分析類(lèi)比法.教學(xué)準(zhǔn)備鐵銼一把，電池一節(jié)，導(dǎo)線一根，收音機(jī)一臺(tái).課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程一、引入新課在上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了電磁場(chǎng)理論，知道了變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以互相轉(zhuǎn)化，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)，那么這種電磁場(chǎng)怎樣向較遠(yuǎn)的空間傳播呢？下面我們通過(guò)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題.二、新課教學(xué)1.電磁波的產(chǎn)生演示照上圖安裝電路元件，先把收音機(jī)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，然后將收音機(jī)調(diào)諧到無(wú)音狀態(tài).這時(shí)將銼刀上的導(dǎo)線頭在銼刀上拖動(dòng)，收音機(jī)會(huì)發(fā)出“喀、喀”的聲音.請(qǐng)同學(xué)們分析這是怎么回事？生由導(dǎo)線、銼、電池組成的電路，可以看做是一個(gè)振蕩電路，當(dāng)導(dǎo)線頭在銼的表面滑動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生振蕩電流，發(fā)射出電磁波，收音機(jī)接收后發(fā)出聲音.師介紹電磁波的產(chǎn)生.如果在空間某處發(fā)生了變化的電場(chǎng)，就會(huì)在空間引起變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)又會(huì)在較遠(yuǎn)的空間引起新的變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng).這樣變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)并不局限于空間某個(gè)區(qū)域，而要由近及遠(yuǎn)向周?chē)臻g傳播開(kāi)去，這樣就形成了電磁波.2.發(fā)射電磁波的條件師怎樣才能有效地向外界發(fā)射電磁波呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材后回答.生研究表明，要有效發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有如下條件：（1）電磁振蕩的頻率必須足夠高.振蕩頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大.（2）振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，才能有效地向外傳播電磁場(chǎng)的能量.師LC回路的振蕩頻率公式是什么？如何提高振蕩頻率？生據(jù)f=可知，減小C和L的值，可以提高振蕩頻率f.師如何減小電容器的電容C和電感的自感系數(shù)L？生據(jù)C=可知，要減小C，可以減小正對(duì)的面積S,增大極板間距d,減小介電常數(shù).減小自感系數(shù)L，可以去掉鐵芯，并減小線圈的橫截面、長(zhǎng)度和匝數(shù).師介紹開(kāi)放電路及特點(diǎn)（1）構(gòu)造：（2）特點(diǎn)：由于電路中的L和C都足夠小，因此頻率很大.由于電容器的極板間距很大，因此電場(chǎng)足夠分散，能分散到很大的空間中.3.電磁波的特點(diǎn)機(jī)械波有橫波和縱波之分，且能夠傳遞能量；能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射；靠介質(zhì)傳播，波速v=f.類(lèi)比得出電磁波的特點(diǎn)：（1）電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，并且都與波的傳播方向垂直，即電磁波是橫波.如右圖所示投影片.（2）電磁波可以在真空中傳播，向周?chē)臻g傳播電磁能，在傳播過(guò)程中，電磁波能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射.（3）三個(gè)特征量的關(guān)系：v=f.其中f由振蕩電路決定.是兩相鄰的波峰（或波谷）之間的距離，即波長(zhǎng)，它與介質(zhì)和頻率有關(guān)，v是波速，它只與介質(zhì)有關(guān)，在真空中v=3.0108 m/s.三、小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容：1.電磁波的產(chǎn)生和發(fā)射條件.2.開(kāi)放電路的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn).3.電磁波的特點(diǎn).麥克斯韋電磁場(chǎng)理論從建立到贏得物理學(xué)界的普遍承認(rèn)和接受，經(jīng)歷了近20年的時(shí)間.1888年，德國(guó)物理學(xué)家第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，有力地促進(jìn)了電磁場(chǎng)理論在無(wú)線電技術(shù)中的應(yīng)用，這時(shí)天才的物理學(xué)家麥克斯韋已于9年前過(guò)早地離開(kāi)人世，但他的名字永久地載入了人類(lèi)科學(xué)發(fā)展的史冊(cè).四、作業(yè)1.練習(xí)二寫(xiě)在作業(yè)本上.2.查閱資料了解電磁波的應(yīng)用.五、板書(shū)設(shè)計(jì)六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)1.從地球向月球發(fā)射電磁波，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能在地球上接到反射回來(lái)的電磁波？（地球到月球的距離為3.84105 km）2.某衛(wèi)星采用20.009 MHz和19.995 MHz的頻率發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，若光速為2.997108 m/s，求這兩種頻率的電磁波的波長(zhǎng)各是多少？（結(jié)果精確到四位有效數(shù)字）3.一臺(tái)收音機(jī)在中波波段接收的波長(zhǎng)范圍由560.7 m到186.7 m，它的接收頻率范圍有多大？參考答案：1.2.56 s2.由=得，1=14.983 m,2=14.993 m.3.由f=得：f1=0.535 MHz, f2=1.605 MHz.