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視頻標簽：電磁波的發現
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中物理選修3-4《14.1電磁波的發現》甘肅省 - 定西
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高中物理新課標人教版選修3-4 《14.1電磁波的發現》教學設計
知識目標：
1、了解電磁波的歷史背景，知道麥克斯韋對電磁學的偉大貢獻； 2、了解麥克斯韋電磁場理論的主要觀點，知道電磁波的概念及通過電磁波體會電磁場的物質性； 能力目標：
體會赫茲證明電磁波存在的實驗過程及實驗方法，電磁波的產生在物理學發展史上的偉大意義。 情感態度價值觀：
領會發現電磁波的過程中所蘊含的科學精神和科學研究方法。 重點難點：
1、 麥克斯韋電磁場理論的內容 2、 電磁波的特點
教學方法：
誘導啟發，實驗觀察，總結
教學活動：
一、麥克斯韋電磁場理論—偉大的預言 1.探索變化的磁場產生電場 實驗驗證
如右圖,交流電產生了周期變化的磁場,上面的線圈中產生電流使燈泡發光
學生討論:（分組回答并解決問題）
① 線圈中產生感應電流說明了什么？
② 如果用不導電的塑料線繞制線圈,線圈中還有電流電場嗎? （有電場,無電流）
③ 想象線圈不存在時,線圈所處的空間還有電場嗎? （有） ④ 若改成恒定的直流電,還有電場嗎?（無）
⑤ 周期性變化的磁場產生怎樣的電場？（周期性變化的）
總結：麥克斯韋認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生電場，即這是一種普遍存在的現象，跟閉合電路是否存在無關
說明:在變化的磁場中所產生的電場的電場線是閉合的 (渦旋電場)
2.探索變化的電場產生磁場
麥克斯韋的疑問:既然變化的磁場能夠在空間產生電場，那么，變化的電場能不能夠在空間產生磁場？
麥克斯韋的洞察力：麥克斯韋確信自然規律的統一性與和諧性，相信電場和磁場的對稱美。
麥克斯韋的假設:變化的電場就像導線中的電流一樣,會在空間產生磁場,即變化的電場產生磁場
實驗驗證：
根據麥克斯韋理論,在給電容器充電的時候,不僅導體中的電流要產生磁場,而且在電容器兩極板間變化著的電場周圍也要產生磁場。
學生觀察實驗并總結
實驗現象：變化的電場周圍小磁針發生擺動 實驗結論：變化的電場產生磁場
麥克斯韋電磁場理論的理解: （學生分析并提問回答） ① 恒定的電場不產生磁場 ② 恒定的磁場不產生電場
③ 均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場 ④ 均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場 ⑤ 周期性變化的電場產生同周期性變化的磁場 ⑥ 周期性變化的磁場產生同周期性變化的電場
二、空間存在電磁波—劃時代的里程碑 1、電磁場的預言
電磁場: 麥克斯韋進一步預言，如果在空間某區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生周期性變化的磁場;這個變化的磁場又在它周圍空間產生新的周期性變化的電場,……變化的電場和變化的磁場是相互聯系著的,形成不可分割的統一體,這就是電磁場。 2．存在電磁波
（1）變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地傳播。這種變化的電磁場在空間以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。
（2）電磁波的特點:（理解記憶）
①電磁波是橫波,電場強度E 和磁感應強度 B做正弦規律,二者相互垂
直,均與波的傳播方向垂直。
②電磁波可以在真空中傳播,速度和光速相同。 ③電磁波與機械波不同，不需要介質，可以在真空中傳播。 電磁波的實驗證明。
三、電磁波的證實—赫茲的電火花
麥克斯韋英年早逝，沒有見到科學實驗對電磁場理論的證明。把天才的預言變成世人公認的真理，這是赫茲的功勞。 1、赫茲的電火花實驗：
現象：當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時，導線環兩個小球間也跳過了火花。
當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時，立刻產生一個交變電磁場，形成電磁波在空間傳播，經過導線環時激發出感應電動勢，使得導線環中也產生了火花。
實驗結論：證明電磁波存在，為麥克斯韋的電磁場理論奠定了堅實的實驗基礎。
赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。 2、實驗：用現代技術重現電磁波的捕捉 說明：電磁波傳播的是能量和信息。
電磁波發現的來自不易。
電磁波發現過程中的科學探索精神和科學研究方法。
課堂小結—這節課我們學到了什么？ 一、 麥克斯韋電磁場理論 1．變化的磁場產生電場 2．變化的電場產生磁場 3．電磁場→傳播→電磁波 4、電磁波不需介質，以光速傳播。 二、赫茲證實：電磁場、電磁波的存在。 課堂作業和課外作業：
課堂練習： P77問題與練習 1-3， 課外作業： 自制無線話筒
課后反思：
本節課主要跟隨科學家的腳步探索電磁波的發現過程，說明電磁波發現的來自不易，把看不見的電磁波用實驗的方法讓同學們感受到它客觀存在于我們身邊，并領會電磁波發現過程中的科學探索精神和科學研究方法。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
