《4.1电磁波的发现》导学案。

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。高中教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，使高中教师有一个简单易懂的教学思路。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《《4.1电磁波的发现》导学案》，欢迎您阅读和收藏，并分享给身边的朋友！

课题：《4.1电磁波的发现》导学案

[学习目标]：
1.了解电磁波的发现背景
2．伟大的预言
3.知道麦克斯韦电磁理论及电磁场和电磁波
【自主学习】
麦克斯韦（JamesClerkMaxwell，1831－1879），英国物理学家，经典电磁理论的奠基人．1831年6月13日出生于爱丁堡．1847年入爱丁堡大学听课，专攻数学．他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等．他说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固．”1850年考入剑桥大学，1854年以优异成绩毕业并获得了学位，留校工作．1856年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到1874年．经法拉第举荐，自1860年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授．1871年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人．1879年11月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅48岁．
【课堂点拨与交流】
一、电磁波的发现
1、电磁波的发现背景
A、麦克斯韦---科学神童
B、法拉第对麦克斯韦的激励
C、前人的工作成果
2、伟大的预言
A、变化的磁场产生电场------电磁感应现象
B、假设-----变化的电场会产生磁场
C、预言电磁场的存在-----1864年，麦氏发表了电磁场理论，成为人类历史上预言电磁波存在的第一人。
二、电磁场和电磁波
1.、麦克斯韦电磁场理论：
（1）．变化的磁场产生电场
（2）．变化的电场产生磁场
2、电磁波

例：
电流随时间变化的规律如下列图所示，能发射电磁波的是（）

A、电磁波与机械波的区别
B、电磁波的速度---光速！
C、光是一种电磁波
3、赫兹实验
赫兹证实：（1）电磁场、电磁波的存在。
（2）电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质。

一天，赫兹在一间暗室里做实验。他在两个相隔很近的金属小球上加上高电压，随之便产生一阵阵噼噼啪啪的火花放电。这时，在他身后放着一个没有封口的圆环。当赫兹把圆环的开口处调小到一定程度时，便看到有火花越过缝隙。通过这个实验，他得出了电磁能量可以越过空间进行传播的结论。赫兹的发现公布之后，轰动了全世界的科学界，1887年成为了近代科学技术史的一座里程碑，为了纪念这位杰出的科学家，电磁波的单位便命名为-赫兹（Hz）。
赫兹实验的意义：
赫兹的发现具有划时代的意义，它不但证明了麦克斯韦理论的正确，更重要的是导致了无线电的诞生，开辟了电子技术的新纪元，标志着从“有线电通信”向“无线电通信”的转折点。也是整个移动通信的发源点，应该说，从这时开始，人类开始进入了无线通信的新领域。
电磁波成果
无线电报(1901)——广播(1906)——电话(1916)——传真(1923)——电视(1929)——微波(1933)——雷达(1935)——卫星通讯——电子计算机因特网等都与电磁波理论相关
有关趣闻
插曲：比赫兹实验早七年，一位叫戴维的人也接收到了电磁波信号，他随即向英国皇家协会会长G斯托克斯汇报，但斯托克斯认为这只是普通的电磁感应现象，戴维过于迷信权威，对于这一天赐良机未与重视，使发现被埋没了。

【课堂练习】
1、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）
A、磁场在周围一定产生电场
B、电场在周围一定产生磁场
C、变化的磁场在周围产生电场
D、变化的电场在周围产生磁场
2、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）
A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场
B、变化的磁场在周围产生变化的电场
C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场
D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
3、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中不正确的是（）
A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场
B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场
C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场
D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场
4、关于电磁波，下列说法中正确的是（）
A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波
B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波
C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直，且与传播方向互相垂直
D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现象
5、比较电磁波和机械波，下列说法中正确的是（）
A、电磁波和机械波都可以在真空中传播
B、电磁波和机械波都是传递能量的一种形式
C、电磁波和机械波都能产生反射、干涉、衍射、偏振现象
D、电磁波和声波都是纵波

【课后练习】新课堂本节练习题

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电磁波的发现

第一节、电磁波的发现
教学目标：
1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。
2、了解电磁场在空间传播形成电磁波。
3、了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
教学过程：
一、伟大的预言
说明：法拉第发现电磁感应现象那年，麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生，从小就表现出了惊人的数学和物理天赋，他从小热爱科学，喜欢思考，1854年从剑桥大学毕业后，精心研读了法拉第的著作，法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦，但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点，那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。因此，这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。1860年初秋，麦克斯韦特意去拜访法拉第，两人虽然在年龄上相差四十岁，在性情、爱好、特长方面也迥然各异，可是对物质世界的看法却产生了共鸣。法拉第鼓励麦克斯韦：“你不应停留在数学解释我的观点”，而应该突破它。
说明：麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果，结合了自己的创造性工作，最终建立了经典电磁场理论。
说明：法拉第电磁感应定律告诉我们：闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，我们知道电荷的定向移动形成电流，为什么会产生感应电流呢？一定是有了感应电场，因此，麦克斯韦认为，这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场，电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动，产生了感应电流。即使变化的磁场周围没有闭合电路，同样要产生电场。变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律
说明：自然规律存在着对称性与和谐性，例如有作用力就有反作用力。既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场能否产生磁场呢？麦克斯韦大胆地假设，变化的电场能够产生磁场。
问：什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场？（例如通电螺线管中的电流发生变化，那么螺线管内部的磁场要发生变化）
说明：根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场能够引起变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场，变化的磁场又引起变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及远传播就形成了电磁波。
二、电磁波
问：在机械波的横波中，质点的振动方向和波的传播方向之间有何关系？（两者垂直）
说明：根据麦克斯韦的理论，电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且两者均与电磁波的传播方向垂直，电磁波是横波。
问：电磁波以多大的速度传播呢？（以光速C传播）
问：在机械波中是位移随时间做周期性变化，在电磁波中是什么随时间做周期性变化呢？（电场强度E和磁感应强度B）
三、赫兹的电火花
说明：德国科学家赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论
第一节、电磁波的发现
板书设计
一、伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
2、变化的电场和磁场交替产生，由近及远传播形成电磁波
二、电磁波
1、电磁波是横波，E和B互相垂直，而且两者均与电磁波的传播方向垂直÷
2、电磁波以光速C传播）
3、电磁波中电场强度E和磁感应强度B随时间做周期性变化
三、赫兹的电火花
赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论

电磁波教案

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，帮助教师能够井然有序的进行教学。那么如何写好我们的教案呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《电磁波教案》，相信您能找到对自己有用的内容。

18．4电磁波
一、教学目标
1．了解电磁波的产生和发射，知道电磁波是横波
2．知道电磁波在真空中的传播速度，知道公式v=λf也适用于电磁波。
二、教学重点：有关电磁波的简单计算
三、教学难点：电磁波的产生
四、教学方法：启发式综合教学法
五、教学过程
（一）引入新课
上节课我们学习了有关电磁场的知识，知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱，即变化的磁场能产生电场，变化的电场能产生磁场。变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。这节课我们就学习有关电磁波的知识。
（二）进行新课
1．电磁波的产生
（1）普通LC振荡电路不能有效地发射电磁波
在普通LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波
2．发射电磁波的条件
要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件：
（1）要有足够高的振荡频率。
（2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。
引导学生讨论：如何改造普通的LC振荡电路，才能使它能够有效地发射电磁波？
师生一起讨论后，引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。
3．电磁波的特点
师生一起讨论、归纳电磁波的特点：
（1）电磁波是横波。电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波的传播方向与二者的方向也垂直。
（2）电磁波在空间以一定的速度传播，
（3）电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即c=3.0×108m/s
（4）电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程。
（5）电磁波是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同）
（6）具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
【例题】一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f2=22MHz；设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2，那么波长之比为λ1:λ2=___：___
（三）布置作业：练习二（2）（3）做在作业本上

电磁波的发射和接收导学案

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，使高中教师有一个简单易懂的教学思路。您知道高中教案应该要怎么下笔吗？小编为此仔细地整理了以下内容《电磁波的发射和接收导学案》，欢迎您阅读和收藏，并分享给身边的朋友！

班级_________姓名_________第_______组
人教版物理选修3-4学案：14.3《电磁波的发射和接收导学案》
审核：高二物理组编写人：朱栋栋
寄语：为了自己的将来，好好努力学习吧！
【学习目标】
1．了解有效地发射电磁波的两个条件。
2．了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。
3．通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，领会无线电波在实际生活、生产中的作用。
【学习重点和难点】
1．电磁波有效发射的条件，调制的含义及调制方式。
2．无线电波接收原理。
3．无线电波调制的含义及调幅和调频的区别。
4．“电谐振”概念。
一、提出问题、引入新课
在LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部，电场能和磁场能主要在不同元件之间相互转化，辐射出去的电磁能或者电磁波很少。那么如何才能有效地发射和接收电磁波呢？这就是我们本节课所学的内容。
二、自主学习：
（一）无线电波的发射
1、要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？答：①要有足够高的___________。因为频率越高，发射电磁波的_____越大。②．振荡电路的电场和磁场必须分散到______________，只有这样才能有效地把电磁能（电磁波）传播出去。
注意：要满足上述两述条件，就需要把振荡电路改造变成开放电路那么如何改造呢？同学们仔细观察一下，图1到图4是如何变化？
图2中，电容器的极板倾斜，张口变大，便于把电磁能辐射出去；线圈的匝数变少，其自感系数变小，便于发射高频率的电磁波。图3中电容器极板间的距离增大，正对面积减少，线圈匝数进一步减少，便于发射较高频率的电磁波，图4中电容器极板间的距离进一步增大，正对面积减少至为零，线圈匝数为零，以便能够发射更高频率的电磁波。
图1图2图3图4
2、实际中的开放电路是如何发射电磁波的呢？
图5
答：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图5所示，振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出电磁波，向四周发射。
3、调制：调幅与调频
发射电磁波是为了利用它传递________。要想电磁波传得远，就必须使用________的电磁波。但我们要传递的信号却是一些低频信号，如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过上万赫兹，不可能把它们直接发送出去。这就要求发射的电磁波随信号而改变。在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做_____。高频振荡电流，类似于可远飞的信鸽；要传送的信号类似于要发出的信件，调制类似于把信件绑在信鸽的身上。
一种调制的方法是使高频振荡电流的____随信号的强弱而改变，这种调制叫做调幅。
另一种调制的方法是使高频振荡电流的_____随调制信号的强弱而改变，这种调制叫做调频。
（二）电磁波的接收
1、发射的无线电波如何被接收到呢？答：电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生_______，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的______，就可以接收到电磁波了。
2、如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？答：当接收电路的__________跟接收到的____________相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。在无线电技术里，是利用______来达到这个目的的。当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。接收电路产生电谐振的过程叫做____，能够调谐的接收电路叫做____电路。看课本82页图14.3-4，调节可变电容器的电容可以改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。
3、解调：由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频振荡电流，还不是我们需要的声音或图像信号。因此还要使声音或图像信号从高频振荡电流中还原出来。从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做____。解调是____的逆过程，调制的方法不同，解调的方法也不同。调幅波的解调，也叫____。解调类似于把绑在信鸽的信取下来。解调之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到了。

班级_________姓名_________第_______组
14.3《电磁波的发射和接收过关检测卡》
审核：高二物理组编写人：朱栋栋
1．（A级）在无线电波发射和接收的过程中，为了如下目的，各采用的技术措施是什么？可供选择的答案有：A．调制B．开放电路C．检波D．调谐
（1）为了向外界更多、更有效地发射电磁波,采用（）
（2）为了把某种信号传递出去,采用（）
（3）为了接收某种频率的电磁波,采用（）
（4）为了从高频振荡电流中分离得到信号,采用（）
2.（A级）为使发射的电磁波的波长增为原来的两倍，可以将振荡电路的电容（）
A.变为原来的两倍B.变为原来的一半
C.变为原来的4倍D.变为原来的
3．（A级）空气中波长为20m的电磁波，它的频率是多少？
4.（B级）一振荡电路的电容C、自感系数L分别是另一LC电路的3倍和倍，它们的频率之比为_____；它们的电磁波在真空中的波长之比为_____。
5.（B级）有一振荡电路，线圈的自感系数L＝8μH，电容器的电容C＝20pF，此电路能在真空中产生电磁波的波长是_____m。

电磁波

电磁波

课时安排：l课时

教具学具：220V交流电源、变压器、小灯泡．

师生互动活动设计：

教师先通过实验引入，启发学生思考、想象，总结麦克斯韦理论，再利用哲学中相互联系的规律理解掌握电磁场理论．结合课本讲解电磁波概念，类比机械波，理解电磁波传播规律．

教学步骤：

一、引言：人类认识客观世界，发现新的事物，常有两种方式，一种是从生产实践、科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在．电磁波的发现，属于后一种．麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在．10年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代．我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论．

二、教学过程

l、麦克斯韦的理论要点一：变化的磁场产生电场

演示实验

装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光．

（1）线圈中产生感应电动势说明了什么？

麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场（涡旋电场）在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流．

（2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？

引导学生思考后回答，有电场、无电流．

（3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？（有）

（4）总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是

一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关．

2、变化的电场产生磁场

我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系．经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场．

这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化．

比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板问周期性变化着的电场周围也要产生磁场．

3、电磁场、电磁波

（l）概念

麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播．见课本图19—10，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波．

（2）电磁波的特点

①是横波：用课本P270图19－10说明

②是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同）

③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性

（1）波速公式（）

电磁波在真空中速度等于光速．

三、总结、扩展

麦克斯韦的电磁场理论

1、变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围产生磁场．

2、均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场．这里的“均匀变

化”指在相等时间内磁感应强度（或电场强度）的变化量相等，或者说磁感应强度（或电场强度）对时间变化率一定．

3、不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场

4、振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场．

5、变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播就是电磁波．

四、板书设计

电磁场电磁波

一、麦克斯韦电磁场理论

1、变化的磁场产生电场

2、变化的电场产生磁场

3、电磁场的概念

二、电磁波

1、电磁波的产生

2、电磁波的特点