資源簡介

4.2 電磁場與電磁波 ---教學評大單元分課時教學設計
課 題 人教版(2019)高中物理·選擇性必修·第二冊 第四章 第2節 電磁場與電磁波
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 2.3.1初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想，初步了解場的統一性與多樣性，體會物理學對統一性的追求。 2.3.2通過實驗，了解電磁振蕩。 教材分析： 本節課內容主要有麥克斯韋的電磁理論和赫茲的火花實驗。通過理論分析和推導使學生對麥克斯韋的電磁理論有一定的了解，不需要計算。赫茲實驗是驗證電磁波是否存在的實驗，它是檢驗麥克斯韋理論是否正確的試金石。最后通過地電磁波和機械波的對比，加深理解和學習研究問題的科學方法。
學情分析 知識儲備：學生對基本概念和基本規律的學習有一定的基礎，并能熟練應用知識分析解決物理問題。 能力基礎：在熟練掌握基本概念、基本規律的基礎上，能夠分析和解決一些實際問題。 思維能力：進一步運用知識的能力有所欠缺。
核心素養 物理觀念∶理解電磁理論的內容， 體會物理觀念產生的過程。 科學思維∶結合前面學習過的知識，理解變化的磁場產生電場。 科學探究：培養學生實驗探求知識的意識，增強求知欲望。 科學態度與責任∶通過結合生活中各種相應現象及常識，理解電磁波在人們生活中的地位。
教學重難點 教學重點：麥克斯韋電磁場理論的基本內容。 教學難點：電磁波的特點以及赫茲實驗原理。
教學準備 多媒體課件
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課
電磁振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周圍空間中去，那么，這些電磁波是怎樣產生的 動圖展示：振蕩電路電磁場的變化。 分析：上節課我們講過振蕩電路中的能量消耗主要有倆個，一是電路有電阻，產生的內能，也就是焦耳熱。另外就是一電磁波的形式輻射出去。這些電磁波是怎樣產生的 展示動圖，提出問題，引導學生思考問題； 1.觀察圖片； 2.思考老師提出的問題。 1.聽學生的回答情況，評價學生的表達能力和思維；
環節二：新課教學 活動一：電磁場
1.變化的磁場產生電場 在變化的磁場中放一個閉合電路，由于穿過電路的磁通量發生變化，電路里會產生感應電流。電子的定向移動形成電流，但是電子的定向移動需要電場。 所以麥克斯韋從場認為電路里能產生感應電流，是因為變化的磁場產生了電場，正是這個電場促使導體中的自由電荷做定向運動，產生感應電流。即： 變化的磁場能產生電場。 既然變化的磁場能產生電場，那變換的 電場能否產生磁場呢？ 2.變化的電場產生磁場 變化的電場驅動→運動的電荷→產生變化的電流→產生磁場。 麥克斯韋假設∶變化的電場就像運動的電荷，也會在空間產生磁場，即變化的電場產生磁場。 例如，在電容器充、放電的過程中，不僅導體中的電流產生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化的電場也產生磁場。 3.電磁波 體會這兩個基本觀點，你就會發現，變化是關鍵詞，必須得有變化，恒定的磁場不會產生電場，恒定的電場也不會產生磁場。 變化的電場→變化的磁場→變化的電場→變化的磁場…… 變化的電場和磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播，形成電磁波。（動圖展示） 1.介紹電磁場的產生原因， 2.通過動圖演示； 1.觀察和閱讀教材內容； 2.總結電磁場是怎樣形成的； 讓學生養成要透過現象看本質神奇的背后也許是簡單的原理 培養學生的分析能力和邏輯推理能力
活動二：電磁波
動圖播放：聲波和電磁波傳遞動圖。 在機械波中，振動的傳播需要具有彈性的介質，而電磁波則不需要任何介質，在真空中也能傳播，這是由電磁波的本性所決定的。因為電磁波的傳播，靠的是電和磁的相互"感應"，而不是靠介質的機械傳遞。 波速=光速c 預言光是電磁波 麥克斯韋從理論上預見，光本身是……按電磁波規律傳播的一種電磁振動。" 方向：電磁波在真空中傳播時傳播方向垂直于電場方向和磁場方向 并且電場方向與磁場方向也始終垂直，所以電磁波是一種橫波。 2.赫茲的電火花 動圖展示：赫茲實驗 當與感應圈相連的兩個金屬球間產生電火花時，周圍空間出現了迅速變化的電磁場。這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間傳播。當電磁波到達導線環時，它在導線環中激發出感應電動勢，使得導線環的空隙中也產生了火花，說明這個導線環接收到了電磁波。 3.赫茲的成果 ①電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現象。 ②測得電磁波在真空中的速度等于光速c，證明了光是-種電磁波。 ③物質存在兩種形式，一種是由原子和分子構成的實物 ，另一種則是以電磁場為代表的場。 4.電磁波與機械波的區別 展示圖片引導學生觀察和分析； 2.展示圖片介紹實驗現象； 觀察圖片總結其特性和原理； 2.分析總結工作原理； 培養學生的觀察、分析和總結的能力
電磁波機械波不同點 在真空或介質中均可傳播一定要有介質才能傳播傳播速度與介質和頻率有關（頻率越高的電磁波在同一種介質中的傳播速度越小）傳播速度只由介質決定相同點 都會發生折射、反射、衍射、干涉現象υ ＝λ·f，兩者都是周期性的，都是傳播能量的過程
環節三：課堂練習
例1：關于麥克斯韋電磁場理論，以下說法正確的是（　　） A.在赫茲發現電磁波的實驗基礎上，麥克斯韋提出了完整的電磁場理論 B.變化的磁場在周圍的空間一定產生變化的電場 C.恒定的電場可以在周圍的空間產生磁場 D.麥克斯韋第一個預言了電磁波的存在，赫茲第一個用試驗證明了電磁波的存在 解析：麥克斯韋提出了電磁波理論，后被赫茲證明，故A錯D對，變化的磁場周圍一定產生變化的電場。恒定的電場周圍不產生磁場。故B對C錯。 例2：關于電磁波的特點,下列說法中不正確的是(　　) A.電磁波中電場和磁場互相垂直,電磁波沿二者垂直的方向傳播 B.電磁波是橫波 C.電磁波傳播不需要介質 D.電磁波不具有干涉和衍射現象 解析：電磁波具有波所特有的各種屬性,即電磁波具有干涉、衍射、反射等現象。 巡視學生思考練習 教師講解 1思考練習； 評價學生應用知識的能力
環節四：課堂小結
學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失 培養學生梳理能力
環節五：作業設計
作業設計： 教材79頁“練習與應用”。 指導學生完成練習，面批練習。 按要求完成練習。 鍛煉學生應用能力
主板書設計
4.2電磁場與電磁波 1.變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場 2.變化的電場和磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播，形成電磁波。 ①波速=光速c ②靠電和磁的相互"感應"傳播，而不是靠介質的機械傳遞。 ③方向 ∶ 與電場強度E與磁感應強度B互相垂直 麥克斯韋預言電磁波的存在，以及光是一種電磁波。 赫茲證明了電磁波的存在，以及光是一種電磁波。
教學反思

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