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2019-2020年高中物理 電磁場教案 人教版第二冊 一、教學(xué)目標(biāo)： 1．知道麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場 2．理解電磁場的概念 二、重點、難點分析 1．電磁場理論是本課的重點，從內(nèi)容上非常抽象，只要求學(xué)生定性了解。 2．變化的磁場產(chǎn)生電場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．“變化的電場產(chǎn)生磁場”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、課時安排：1課時 四、教具：220V交流電源、變壓器、小燈泡 五、學(xué)生活動設(shè)計 通過觀察實驗，發(fā)揮想象能力，畫出變化磁場產(chǎn)生的電場的電場線。 六、教學(xué)過程 （一）引入新課 人類認(rèn)識客觀世界，發(fā)現(xiàn)新的事物，常有兩種方式，一種是從生產(chǎn)實踐，科學(xué)實驗中觀察分析后發(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。麥克斯韋從電磁場理論出發(fā)，運(yùn)用了較為深奧的數(shù)學(xué)工具，得到了描述電磁場特性的規(guī)律，并預(yù)言了電磁波的存在。10年后，他的學(xué)生赫茲用實驗方法證實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)的新時代。 我們現(xiàn)在粗略地介紹一下麥克斯韋的這個理論。 （二）進(jìn)行新課 1．變化的磁場產(chǎn)生電場 演示實驗 裝置如圖所示，當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。 （1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢說明了什么？ 麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場（渦旋電場）在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動，引起了感應(yīng)電流。 （2）如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？ 引導(dǎo)學(xué)生思考后回答，有電場、無電流。 （3）想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？（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的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，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．變化的電場產(chǎn)生磁場 我們知道，電流周圍存在著磁場，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)思考提出一個假設(shè)，變化的電場產(chǎn)生磁場。 這一點，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候，不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場。 3．電磁場 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，那么，這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場……?？梢姡兓碾妶龊妥兓拇艌鍪窍嗷ヂ?lián)系的，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場。電場和磁場只是這個統(tǒng)一的電磁場的兩種具體表現(xiàn)。這種變化的電場和變化的磁場總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播。電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。我們在下節(jié)課將學(xué)習(xí)有關(guān)電磁波的知識。 （三）總結(jié)、擴(kuò)展 學(xué)習(xí)麥克斯韋的電磁場理論注意下面幾點： 1．變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場， 變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。 2．均勻變化的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。這里的“均勻變化”指在相等時間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場強(qiáng)度）的變化量相等，或者說磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場強(qiáng)度）對時間變化率一定。 3．不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場 4．振蕩的（即周期性變化的）磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。 5．變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場，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