第四节 电磁波及其应用（表格式教学设计）物理粤教版2019必修第三册

该高中物理教学设计聚焦电磁波的产生机理、传播特性及电磁波谱应用，以马可尼无线电通信案例导入，结合导线碰触电池、电风扇干扰、纸盒与铝饭盒屏蔽对比等递进实验，引导学生从现象观察过渡到麦克斯韦电磁场理论，搭建“现象-理论-验证”的学习支架。 特色在于以实验探究为核心，融合科学思维与社会责任。通过铝饭盒屏蔽电磁波等实验培养科学探究能力，结合“变化磁场生电场→变化电场生磁场→电磁波传播”逻辑链建构物理模型，落实科学思维中的模型建构与推理。联系微波炉、雷达等应用渗透社会责任，助力教师高效教学，提升学生抽象建模与问题解决能力。

第四节　电磁波及其应用 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第四节　电磁波及其应用 教学 目标 物理观念 理解电磁被是由相互垂直且同相振荡的电场和磁场在空间中以波的形式传播形成的，能够区分不同波段（如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线）的主要特点及典型应用领域。 科学思维 能够运用麦克斯韦电磁场理论解释电磁波产生的机理，构建“变化的电磁场→电磁波辐射”的逻辑链条，提升抽象建模与因果推理能力；通过对电磁波谱的学习，学会分类比较不同电磁波的频率、波长与能量关系，形成系统化、结构化的知识网络。 科学探究 描述电磁波发射的过程，提出关于电磁波传播条件的可检验问题,并设计简单方案进行验证；利用小组合作方式查阅资料，分析某一类电磁波（如微波或x射线）在现实生活中的具体应用场景，归纳其技术优势与潜在风险。 科学态度 与责任 认识到电磁波技术对人类社会发展的重要推动作用，增强科技服务于社会的责任意识，树立正确的科学技术观；关注电磁辐射的安全使用问题，能在生活中合理规避过度暴露于高强度电磁环境的风险，养成科学理性的生活态度。 教学 重难点 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念(重点)。 2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系(重点)。 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量(重点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：1895年，意大利无线电工程师马可尼利 用电磁波成功实现了无线电通信，揭开了人类通信史上的新篇章。电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。那么,信号是如何实现传递的呢?中间的媒介是什么?今天，我们就来学习电磁波及其应用。 学生课前预习。 新课讲授 一、电磁场电磁波 教师：实验１：打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播． 然后开大音量． 如图所示，在收音机附近，将一根导线的一端连接电池的一个电极，另一端反复碰触电池的另一电极，会发现什么现象？为什么会产生这种现象？ 学生：收音机会发出“喀喀”声。 教师：实验2：打开电风扇，将它靠近收音机，又会发现什么现象？为什么？ 学生：收音机会发出“喀喀”声。 教师：实验3：将收音机调至可以收听广播电台的频道，在听到清晰的广播电台播音后，把收音机放进一只纸质的盒子里，盖紧纸盒的盖子，观察收音机是否还能收到广播。 学生：能够听到清晰的广播电台播音。 教师：实验4：取一个铝饭盒，将正在清晰播音的收音机放入其中，盖紧饭盒盖子， 再次观察会出现什么现象。 学生：贴近铝饭盒听不到清晰的广播电台的播音。 教师：麦克斯韦是继法拉第之后，依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。 教师：奥斯特和法拉第分别发现了电生磁和磁生电现象,从此,电和磁就紧密地联系在一起了。请同学们回忆一下，电磁感应现象的内容。 学生：在变化的磁场中放入一个闭合的导体回路，闭合导体回路中就产生感应电流。 教师：麦克斯韦认为,变化的磁场在线圈中产生了电场,正是这种电场在线图中引起了感应电流。即，变化的磁场产生电场。 反之，变化的电场产生磁场。 在提出电场和磁场之间的相互关系理论后,麦克斯韦并没有停步,而是继续展开思考如果电场和磁场都是周期性变化的,那么,它们之间会相互激发下去,形成一个紧密联系的电磁统一体,由近及远地向周围传播(如图所示)。因此,麦克斯韦把这种电磁统一体称为电磁波。 总结：电磁波的产生：变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波 师生：共同总结归纳 1.麦克斯韦伟大的预言——空间可能存在电磁波。 电磁波的产生：变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波 2.电磁波的传播不需要介质，依靠的是电场和磁场的相互“激发” 电磁波的传播速度等于光速；预言光是一种电磁波。 3.赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论； 测出电磁波传播速度与光速相同，证实了光是电磁波。 学生观察实验现象，思考并回答问题。 学生与教师一起总结归纳。 新课讲授 二、电磁场物质性 教师：麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,这说明电磁波是一种客观存在的物质。我们可以利用微波对食物进行加热(如图所示)，说明电磁波具有能量。 同学们思考一下，生活中还有哪些例子也可以说明电磁波具有能量吗？ 学生：太阳光照射到我们身上,我们能感觉到身体热起来，也说明电磁波具有能量。 教师：虽然除了可见光之外的电磁波我们都看不到，但是它们是真实存在的物质，是场物质，是实物粒子之外的另外一种存在形式。电磁场和电荷系统相互作用时遵守动量守恒定律和能量守恒定律。 学生思考并回答问题。 新课讲授 三、电视广播 教师：电视通过电磁波传播视频信号，其原理与传播音频信号相似.电视图像和声音信号的形成、发射与接收、重现过程如图所示. 通常电视广播使用微波传送电视信号，微波只能沿直线传播。 学生阅读教材，了解电视广播的工作原理。 新课讲授 四、雷达移动电话 教师：雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器。雷达主要由发射机、接收机和显示器等部分组成。同学们结合教材，说说雷达系统是怎么进行工作的呢？ 学生：雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线．天线将这些电磁能量集中在某一个方向上形成波束，向前传播. 当电磁波波束遇到目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量会反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。如图所示: 教师：雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器,雷达工作时使用的是微波。请阅读教材，说说又是如何进行通信的呢？ 学生：甲手机通过电磁波将信号发射到它附近的基站，基站接收后利用有线方式将信号传输到Ａ地电信总机，Ａ地电信总机利用有线方式将信息传输到Ｂ地电信总机，再传送到乙手机附近的基站，最后由基站通过电磁波将信 号传到乙手机，这样便实现了甲、乙手机之间的通信。如图所示： 学生阅读教材，小组合作，回答问题。 课 堂 练 习 1．(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是( ACD ) A．电磁波由电磁场发生区域向远处传播 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为c C．电磁波在真空中传播时，传播速度为c D．光是一种电磁波 2、（多选）下列关于电磁波的说法中正确的是（ CD ） A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波 B.电磁波传播需要介质 C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在 D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的 课 堂 小 结 1.电磁场理论 (1)变化的磁场能产生电场。 (2)变化的电场也能产生磁场。 2.电磁波的产生 (1)周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场。 (2)周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场。 (3)周期性变化的电场和磁场相互激发产生电磁波。 (4)麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证明了电磁波的存在。 3.电磁波谱 (1)不同频率的电磁波具有不同的性质和用途。 (2)电磁波能携带能量和信息。 板 书 设 计 第四节　电磁波及其应用 一、电磁场电磁波 1.麦克斯韦伟大的预言——空间可能存在电磁波。 电磁波的产生：变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波 2.电磁波的传播不需要介质，依靠的是电场和磁场的相互“激发” 电磁波的传播速度等于光速；预言光是一种电磁波。 3.赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论； 测出电磁波传播速度与光速相同，证实了光是电磁波。 二、电磁场物质性 电磁波的能量 (1)电磁波是物质存在的一种特殊形式 (2)电磁波具有能量 三、电视广播 四、雷达移动电话 作业 布置 1.完成教材课后作业：“习题”。 2.配套分层作业。 教学反思 本节课突出了电磁场理论中最核心的内容,即变化的电场产生了磁场,变化的磁场产生了电场,周期性变化的电场和磁场交替产生并传播出去,形成了电磁波。接下来通过实例,让学生了解电磁波的物质性,了解电磁波谱中各波段的主要特征和应用。课程标准对这些内容的要求属于了解层次,教材中也没有复杂的推理和计算,在教学中可以学生阅读、互动讨论为主,多展示一些相关的材料或图片,介绍相关知识,不要求学生掌握工作原理,重点培养学生科学的物质观,并让学生多关注科学,科技进步和社会的发展,激发学生自主学习的热情。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $