4.2 电磁场与电磁波 教学设计 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

课程名称

电磁场与电磁波

教师姓名

授课时长

40分钟

知识点来源

学科：物理　　年级：高二　　教材版本：人教版（2019）选择性必修第二册

课题：第四章　电磁振荡与电磁波　第2节　电磁场与电磁波

知识点描述

变化的磁场产生电场：在变化的磁场中，即使没有闭合导体回路，也会在空间产生电场（涡旋电场），这是麦克斯韦电磁场理论的基本假设之一。

变化的电场产生磁场：变化的电场也会在周围空间产生磁场，这是麦克斯韦电磁场理论的另一条基本假设。

电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系、相互激发，形成一个不可分割的统一体，叫作电磁场。

电磁波：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，就形成了电磁波。电磁波是横波，电场方向与磁场方向相互垂直，并且都垂直于电磁波的传播方向。

电磁波的速度与性质：电磁波在真空中的传播速度等于光速，即 m/s；电磁波可以在真空中传播，不需要介质，它具有能量，能够脱离电荷和电流而独立存在。

教学目标（指向核心素养）

一、物理观念

1.知道麦克斯韦电磁场理论的两条基本假设，理解“变化的电场与变化的磁场相互激发”这一核心思想。

2.知道电磁波是横波、可以在真空中传播、在真空中的速度等于光速，形成统一的电磁场观念。

二、科学思维

1.经历由“变化的磁场产生电场”推广到“变化的电场产生磁场”的推理过程，体会对称性与推广在物理理论建立中的作用。

2.能通过对电磁波传播图的分析，说明、的方向与传播方向的关系，发展空间想象能力。

三、科学探究

1.了解赫兹用实验证实电磁波存在的历史过程，能提出“电磁波是否真实存在、能否被接收”的可探究问题。

2.能通过阅读与讨论，归纳出麦克斯韦预言与赫兹实验之间的验证关系，体会理论预言与实验检验的相互作用。

四、科学态度与责任

1.通过麦克斯韦的预言与赫兹的实验验证，体会理论思维与实验检验相结合的科学方法。

2.认识电磁波在现代通信、广播、雷达中的广泛应用，体会基础物理研究对信

息社会的深远影响。

教学重点

麦克斯韦电磁场理论的两条基本假设；电磁波的产生、横波性质与真空中的传播速度。

教学难点

“变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场”的理解；电磁波是横波这一空间关系的想象；对“变化的电场”“变化的磁场”中“变化”一词的理解。

适用对象

高二年级学生（人教版2019·选择性必修第二册）

课型

（注：可选择如下选项，也可以补充填写）

√新授课　□复习课　□习题课　□实验课　□其他

教学用途

（注：可选择如下选项，也可以补充填写）

√课堂教学　□课前预习　□课后复习　□其他

设计思路

教材与学情：学生在前面已分别学过电场和磁场，本节要把二者统一起来，内容抽象、缺少直接的实验体验，需要借助图形与科学史帮助理解。

设计主线：提出假设→建立电磁场→形成电磁波→认识电磁波的性质→回顾赫兹实验，全程40分钟。

难点突破：用“静止的电荷周围只有电场、运动的电荷周围既有电场又有磁场”这一熟悉的图景引入，再指出“变化的电场和变化的磁场可以相互激发，因而可以脱离电荷向远处传播”。

反馈矫正：用“均匀变化的电场产生什么”“稳定的电场产生什么”等设问，检验学生是否注意到“变化”的要求。

教 学 过 程

环节

内 容

设计意图

一、导入新课

（约4分钟）

【情境引入】回顾：奥斯特发现电流的磁效应，说明电可以生磁；法拉第发现电磁感应，说明变化的磁场可以在闭合回路中产生电流。

【设问】如果把闭合回路去掉，变化的磁场还能在空间中产生什么？反过来，变化的电场又能产生什么？

从学生熟悉的“电生磁、磁生电”两条线索出发，用“去掉导体回路会怎样”的追问，把认识从“回路中的感应”推向“空间中的场”。

二、新课教学（一）

（约13分钟）

1. 第一假设：变化的磁场在空间产生电场（图4.2-1）。这个电场与是否有导体回路无关，即使没有导线，变化的磁场照样会在空间激发电场。

图4.2-1 变化的磁场产生电场

把两条假设作为并列的“对称命题”呈现，学生更容易记住并理解；再用“稳定、均匀变化、周期性变化”三种情形辨析“变化”的含义。

三、新课教学（二）

（约13分钟）

1.电磁波的形成：如果在空间中某处有一个周期性变化的电场（或磁场），它就会激发变化的磁场（或电场），这一变化又激发新的电场……如此由近及远地传播出去，就形成电磁波。

2.横波性质：电磁波中的电场和磁场相互垂直，并且都垂直于电磁波的传播方向，因此电磁波是

用“一个变化的场激发另一个变化的场”的链条动画式讲解，让学生看清电磁波“自己传播自己”的机制；再用“与机械波对比”强化“不需要介质”这一特点。