4.1 振荡电路（教学设计）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）

4.1 振荡电路 教学设计 备课人 学科 物理 课题 4.1 振荡电路 教学内容分析 本节内容是本章的重点和难点。虽然电磁波与我们的生产生活密切相关，学生也已经有了机械振动、机械波和光波的有关知识，对电磁场与电磁波也有了初步了解，但是学生对电磁波是如何产生的并不清楚。所以，教材从演示实验着手，使学生获得一些感性认识后再学习LC振荡电路和振荡电流。教材从电磁感应和电容器的相关知识入手，对各个阶段的电流、电荷量、电场强度和磁感应强度的变化规律进行了定性分析。然后通过类比机械振动，对电磁振荡中的能量转化过程进行了分析，从能量的观点指出振荡电流的物理性质，并介绍了阻尼和无阻尼振荡。在本节最后讲了LC振荡电路的周期和频率，通过“思考与讨论”栏目中的问题引导学生定性分析影响振荡电路的周期和频率的因素，着重强调了周期、频率与自感系数、电容的关系。引入LC振荡电路的目的是使学生对迅速变化的电流有具体形象的认识，不用做过多要求。 学情分析 高中物理振荡电路教学中，学生表现出一定的基础知识掌握度，但仍有待加强。对于振荡电路的概念，大部分学生能理解其核心，但深入理解仍需努力。在理论与实践结合方面，学生的实验操作能力有所欠缺，理论与实践脱节现象存在。创新能力与兴趣点方面，部分学生表现出对振荡电路应用的兴趣，但创新能力有待提高。学习难点主要集中在振荡条件的理解与实验操作上，学生普遍感到困惑。教学方法上，需加强实验演示与案例分析，提高教学效果。总体而言，学生在振荡电路的学习上还需努力，教师应根据学生的实际情况调整教学策略。 教学目标 1.通过实验，了解电磁振荡。知道LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化情况及电场能与磁场能的转化情况。知道电磁振荡的周期与频率。会用其分析、解释有关的简单问题。 2.经历从机械振动到电磁振荡的类比过程，体会类比推理的方法。经历分析电磁振荡周期 与L、C关系的过程，体会定性分析推理的方法。 3.经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中的作用。 教学重难点 1.教学重点：电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。 2.教学难点：LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们越来越重要。如果有一天电磁波突然没有了，我们生活的世界没有了电磁波会怎么样？ 其实我们已经离不开电磁波了。水波是由机械振动形成的。一颗石子投入水面会激起一阵涟漪，但是要形成持续的水波，则需要不断地击打水面。要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样的电流呢？ 学生展开丰富想象力猜想没有电磁的世界。 学生回答电磁波如何产生。 激发学生学习兴趣。 新课教学 一、电磁振荡的产生 1、 观察振荡电路中电压的波形 （一）观察振荡电路中电压的波形 把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图连成电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。 先把开关置于电源一侧，为电容器充电;稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观察电脑显器显示的电压波形。 E C S L 为什么会出现这样的变化波形图？ （二）电磁振荡的产生 学生带领学生分步分析： 1.振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流概念。 ①振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流 ②振荡电路：能够产生振荡电流的电路。 ③LC振荡电路： 当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路。 E C S L 2.振荡电路的工作原理 注意观察电荷量变化和电流大小及方向的变化情况 ①电容器充电结束，两极板上的电荷最多。 ②回路中电流从0开始逐渐增到最大。两极板电荷量从最大减为0。 ③自感线圈给电容器正向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0变回最大。 ④电容开始反向放电。 ⑤自感线圈给电容器反向充电，于是整个电路回到最开始状态。 观察实验并记录实验现象。 学生分析出现这样波形图的原因。 阅读课文，总结振荡电路的概念。 分析振荡电路的工作原理。 利用演示实验以及理论分析，逐步建立振荡电路的内容。 建立完整的震荡电路的内容。 二、电磁振荡中的能量变化 （一）电磁振荡中的能量变化 观察图像，展示下表，让学生填写表格： （二）在电磁振荡中，能量是如何转化的? 电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化 Q、B、i、E变化周期 所以，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。 （二）电磁振荡的特点 LC回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为: (1)两个物理过程： ①放电过程:电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ ②充电过程: