4.2 电磁场与电磁波 教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第2节教学设计 课题 电磁场与电磁波 课型 新授课 1.教学内容分析 本节课程是通过基本知识的回顾和例题的讲解，使学生对本章的基本概念和基本规律有进一步地理解，并能熟练应用本章知识分析解决物理问题。在熟练掌握基本概念、基本规律的基础上，能够分析和解决一些实际问题。通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。 2.学习者分析 在学习电磁场与电磁波之前，学生应具备相关的物理学基础知识，如牛顿运动定律、静电场、电流的基本性质等。然而，通过日常的教学观察，我发现大部分学生对这些知识的掌握程度存在差异，部分学生可能对一些概念和原理的理解还不够深入。因此，在教学设计过程中，应充分考虑到学生的知识储备情况，合理安排教学内容和教学方法。 3.学习目标确定 【物理观念】电磁波理论的理解。 【科学思维】通过结合生活中各种相应现象及常识，理解变化的磁场产生电场。体会物理知识在生活中的重要作用，培养勇于探索的精神。 【科学探究】培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。 【科学态度与责任】经历用所学过的知识来解决相关现象、解释相关问题。 1. 学习重点难点 【教学重点】了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义。 【教学难点】了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性。 5.学习评价设计 让学生在探究学习的过程中，既深刻的了解科学思想在研究物理规律的重要作用，亲身经历动手实践，直观具体的体会探究物理规律的过程，真正做到了核心素养的全面落实。 教师活动6.学习活动设计 学生活动 环节一：（引入新课） 教师活动 问题： 电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的？ 电磁学之父：麦克斯韦简介 英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。1873年出版的《论电和磁》，也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。 学生活动 学生活动 思考探究问题：电磁波是怎样产生的？ 了解电磁学之父：麦克斯韦 活动意图说明：温故知新，根据图片的提示结合上节内容，进行问题的探究。了解物理学家贡献，科学态度与责任等有效促进。 环节二：进行新课 教师活动 探究点一：电磁场 麦克斯韦假设的两大观点： 变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关。 变化的电场产生磁场 电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。 变化的磁场周围产生电场 变化的电场周围产生磁场 电磁场理论的理解——变化的磁场产生电场 老师引出： 1、如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流电场吗?（有电场,无电流） 2、线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?（有电场,无电流） 3、若改成恒定的直流电,还有电场吗?（无） 麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在。 对麦克斯韦电磁场理论的理解: 1）、恒定的电场不产生磁场； 2）、恒定的磁场不产生电场； 3）、均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场； 4）、均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场； 5）、振荡电场产生同频率的振荡磁场； 6）、振荡磁场产生同频率的振荡电场。 学生活动 【思考】：如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光。 探究总结: 1、在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (涡旋电场)。 2、变化的磁场产生电场，这实际上是个假设。这个假设基于电磁感应现象，是很自然的。 电磁场理论的理解——变化的电场产生磁场 理解:(1) 电场均匀变化产生稳定磁场 (2) 非均匀变化产生变化磁场 说明： 1、根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场。 2、“变化的电场产生磁场”，这是另一个假设。 电磁场与电磁波的概念 根据麦克斯韦的上述两个观点可以得出，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。 活动意图说明：让学生能充分的感受电磁波是如何产生的。 环节三：探究点二、电磁波 教师活动 4、电磁波的形成过程 麦克斯韦预言光也是电磁波 麦克斯韦从理论上预