教科版高中物理选修3-4:《电磁场和电磁波》教案-新版
2013-2014学年高二物理配套课件:3.2 电磁场和电磁波(教科版选修3-4)
强度B随时间成正比例增加的变化磁场,设运动过程中小球的
带电荷量不变,那么
( ).
图3-2-4
A.小球对玻璃杯的压力不断增大 B.小球受到的磁场力不断增大 C.小球先沿逆时针方向做减速运动,过一段时间后,沿顺时针 方向做加速运动 D.磁场力对小球一直不做功
解析 因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场,在周围产生稳定 的旋涡电场,对带正电的小球做功.由楞次定律,判断电场方向 为顺时针方向.在电场力作用下,小球先沿逆时针方向做减速运 动,后沿顺时针方向做加速运动.小球在水平面内沿轨迹半径方 向受两个力作用:环对小球的弹力N和磁场的洛伦兹力F=Bqv, 而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力.考虑到 小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化,弹力N和 洛伦兹力F不一定始终在增大.磁场力始终与圆周运动的线速度方 向垂直,所以磁场力对小球不做功. 答案 CD
ΔΦ Δt
=429
V.设电子在加速器中绕行了N圈,则电场力做功NeE
应该等于电子的动能Ek.所以有N=
Ek Ee
,代入数据可得N=
2.8×105圈.所以正确答案为D.
答案 D
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一、麦克斯韦电磁场理论 克斯韦电磁场理论
19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦总结前人对电磁现象的 研究,建立了完整的电磁场理论,预言了电磁波的存在. (1)变化的磁场产生电场
图3-2-2
实验基础:实验装置如图3-2-2所示,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(导体环)是 否存在无关.导体环的作用只是用来显示电场的存在. 注意:在变化的磁场中产生的电场的电场线是闭合的;而静电场 中的电场线是不闭合的.
14.5 电磁波谱 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课 (1)
14.5 电磁波谱的教学设计★新课标要求(一)知识与技能1.了解电磁波谱的构成,知道各波段的电磁波的主要作用及应用。
2.知道电磁波具有能量,是一种物质。
3.了解太阳辐射。
(二)过程与方法通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料,培养学生收集信息,加工处理信息的能力。
(三)情感、态度与价值观体会电磁波的应用对现代社会的影响,明确不同的电磁波具有的不同用途和危害,感悟现代科技的正反两个方面,培养辩证唯物的价值观。
★教学重点红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用。
★教学难点电磁波的能量。
★教学方法教师引导,学生阅读讨论★教学用具:投影仪,幻灯片。
★教学过程(一)引入新课师:电磁波的范围很广。
我们通常所说的,无线电波、光波各种射线,如红外线、紫外线、X射线、γ射线等,都是电磁波。
我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱,就叫电磁波谱。
这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。
(二)进行新课1.电磁波谱(投影)师:请同学说出电磁波家族中,主要有哪些种类?波长最长的是什么?波长最短的是什么?他们主要在哪些方面有应用?学生观察图谱,发表见解。
生:电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
波长最长的是无线电波中的长波。
波长最短的是γ射线。
师:下面我们依次认识这些电磁波的特点和应用。
2.无线电波教师提出问题,引导学生通过看书,讨论并回答问题(培养学生的阅读能力)(1)无线电波的波长范围?(2)无线电波有哪些主要应用?3.红外线阅读教材,回答问题:(1)红外线的波长介于哪两种电磁波之间?(2)红外线的主要特点是什么?(3)红外线的主要应用有哪些?4.可见光阅读教材,回答问题:(1)可见光的波长范围?(2)可见光包括哪几种颜色的光?(3)天空为什么看起来是蓝色的?傍晚的阳光为什么比较红?5.紫外线阅读教材,回答问题:(1)紫外线的波长范围?(2)紫外线有什么特点?(3)紫外线有哪些应用?6.X射线和γ射线阅读教材,回答问题:(1)这两种射线的波长有何特点?(2)X射线和γ射线有什么特点?(3)X射线和γ射线有哪些主要用?7.电磁波的能量阅读教材,回答问题:(1)哪些证据能够说明电磁波具有能量?(2)怎样理解电磁波是一种物质?8.太阳辐射阅读教材,回答问题:(1)从太阳辐射出来的电磁波有哪些种类?(2)太阳辐射的能量主要集中在哪些区域?在哪一个波段附近能量最强?(三)课堂总结、点评本节课学习电磁波谱的构成,了解了各种电磁波的特点和主要应用。
高中物理选修3-4精品学案:14.5电磁波谱
5 电磁波谱[学习目标] 1.了解什么是电磁波谱,知道各种可见光和不可见光与无线电波一样,也是电磁波.2.了解不同波长电磁波的特性以及应用.3.知道电磁波也具有能量,知道电磁波是一种物质.一、电磁波谱1.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱,叫做电磁波谱.2.按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.不同的电磁波由于具有不同的波长(频率),才具有不同的特性.二、电磁波的特性及应用1.无线电波:波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波,主要用于通信、广播及其他信号传输.2.红外线(1)红外线是一种光波,波长比无线电波短,比可见光长,不能引起人的视觉.(2)所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强.(3)红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影.3.可见光:可见光的波长在760nm到400nm之间.4.紫外线(1)波长范围在5_nm到370_nm之间,不能引起人的视觉.(2)具有较高的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的荧光效应,用来激发荧光物质发光.5.X射线和γ射线(1)X射线频率比紫外线高,穿透力较强,用来检查工业部件有无裂纹或气孔,医学上用于人体透视.(2)γ射线频率比X射线还要高,具有很高的能量,穿透力更强,医学上用来治疗癌症,工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷.三、电磁波传递能量电磁波是运动中的电磁场,各种各样的仪器能够探测到许许多多的电磁波,表明电磁波可以传递能量.四、太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域,在眼睛最敏感的黄绿光附近,辐射的能量最强.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线.(×)(2)红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用.(√)(3)X射线的穿透本领比γ射线更强.(×)(4)低温物体不能辐射红外线.(×)一、电磁波谱各种电磁波的共性(1)在本质上都是电磁波,遵循相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义.(2)都遵循公式v=λf,在真空中的传播速度都是c=3×108m/s.(3)传播都不需要介质.(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.例1(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.波长不同的电磁波在本质上完全相同B.电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C.电磁波谱的频带很宽D.电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄[答案]AC[解析]电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已.其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍.针对训练1某广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光、人体透视的X光,都是电磁波,它们的频率分别是f1、f2、f3、f4,则()A.f1>f2>f3>f4B.f1<f2<f3<f4C.f1<f2<f4<f3D.f2<f1<f3<f4[答案] B二、电磁波的特性及应用[导学探究]电磁波在我们日常生活中应用相当广泛,请你列举出下列电磁波的应用实例:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线.[答案]无线电波:收音机;红外线:电烤箱;可见光:人可看到的五彩缤纷的世界;紫外线:紫外线消毒灯;X射线:X光透视机;γ射线:γ射线探伤.[知识深化]不同电磁波的特性及应用例2下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象,请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.(1)X光机,________.(2)紫外线灯,________.(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用________.A.光的全反射B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用D.X射线有很强的贯穿力E.红外线具有显著的热效应F.红外线波长较长,易发生衍射[答案](1)D(2)C(3)E[解析](1)X光机是用来透视人体内部器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了X射线,故选择D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,故选择C.(3)“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,故选择E.针对训练2关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是()A.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C.电磁波频率最大的是γ射线,最容易用它来观察衍射现象D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光[答案] D[解析]X射线有很高的穿透本领,常用于医学透视人体,红外线没有,A错误;过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误;电磁波中频率最大的是γ射线,其波长最短,最不容易发生衍射现象,C错误.1.(电磁波谱)(多选)在电磁波中,波长按从长到短排列的是()A.无线电波、可见光、红外线B.无线电波、可见光、γ射线C.红光、黄光、绿光D.紫外线、X射线、γ射线[答案]BCD[解析]电磁波谱按波长从长到短的排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)→紫外线→X射线→γ射线,由此可知B、C、D选项正确.2.(电磁波谱)下列各组电磁波,按衍射能力由强到弱的正确排列是()A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线[答案] B3.(电磁波的特性及应用)电磁波在生活中有着广泛的应用.不同波长的电磁波具有不同的特性,因此也有不同的应用.下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是()A.雷达——无线电波B.手机——X射线C.紫外消毒柜——紫外线D.遥控器——红外线[答案] B[解析]雷达是利用了无线电波中微波来测距的,故A正确;手机采用的是无线电波,X射线对人体有很大的辐射,不能用于通信,故B错误;紫外线具有很强的消毒作用,故C正确;红外线可以用于遥控器,故D正确.4.(电磁波的特性及应用)如图1所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液,在太阳光的照射下,地面呈现的是圆形黑影,在黑影中放一支温度计,可发现温度计显示的温度明显上升,则由此可判定()图1A.含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的B.含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的C.含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的D.含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的[答案] C[解析]紫外线具有荧光效应,红外线热效应明显,可见光有视觉感应,地面呈现的是圆形黑影,说明含碘的二硫化碳溶液对于可见光是不透明的;温度计显示的温度明显上升,红外线热效应明显,故说明含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的.故选C.。
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 第2节 电磁场和电磁波教案 教科版选修34
二、电磁场和电磁波教学目标1.知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。
2.知道电磁波的特点。
3.通过对电磁波发现过程的了解,认识规律的普遍性与特殊性,培养学生的逻辑推理和类比推理能力。
重点难点重点:1.麦克斯韦电磁场理论的主要内容2.电磁波的形成及基本特点难点:“变化的磁场产生电场”,根据电磁感应知识,学生是能够理解的;而对第二个要点“变化的电场产生磁场”在没有实验基础的情况下,只有让学生接收并记住结论,不宜补充课本之外的有关内容。
设计思想本节课讲述了麦克斯韦发现电磁波的背景和过程,这是一次生动的科学思维和科学方法的教育.麦克斯韦凭借自己的数学天赋,从研究法拉第的电磁感应定律到预言“电磁波的存在”,最终建立了完整的电磁学理论.无处不体现着科学探索的精神和方法,更在无形中渗透着创新思维在科学发展中的推动作用。
对学生来说本节内容是比较抽象的,陌生的,甚至是无法感知的.对电磁波的产生机制及存在充满好奇又觉得非常神秘不易理解.所以我们必须去引导学生了解人们对电磁波认知的发展历程,从麦克斯韦预言“电磁波的存在”到赫兹用“电火花实验”证实预言的成立.在学生整体感知的过程中引导学生体会这些科学巨人们的思路、方法及他们一丝不苟的科学精神,并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。
教学资源演示实验相关器材,课件教学设计【课堂引入】问题:大家看到的图片是“神舟九号”发射场面。
“神舟九号”上天后,人们是怎样知道它到达预定的地点呢?通过无线电波。
无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。
现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”,可以说“电”作为现代文明的标志,“电磁波”就是现代文明的神经中枢,或者叫现代化的代名词。
那么,电磁波是什么?它是怎样产生的?它有什么性质?这一节就要讨论这些问题。
【课堂学习】学习活动一:麦克斯韦电磁理论的两个基本假设●变化的磁场产生电场问题1:如图,AB中电流的方向是A→B,问为什么会有A到B的电流?A→B电流形成的实质是导体中有电场,A→B电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。
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第一章 机械振动 2 单摆 4 阻尼振动 受迫振动 第二章 机械波 2 横波的图像 4 惠更新原理 波的反射与折射 6 多普勒效应 1 电磁振荡 3 电磁波谱 电磁波的应用 第四章 光的折射 2 实验探究:测定玻璃的折射率 第五章 光的波动性 2 实验探究:用双缝干涉油光的波长 4 激光 1 经典时空观 3 相对论时空观 5 广义相对论
3 简谐运动的图像和公式
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第一章 机械振动
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1 简谐运动
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2 单摆
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高中物理人教版选修3-4第14章第1节教案设计《电磁波的发现》教案设计
电磁波的发现教课目的(一)知识与技术①认识发现电磁波的历史背景,知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。
②认识麦克斯韦电磁场理论的主要看法,知道电磁波的看法及经过电磁波领会电磁场的物质性。
(二)过程与方法体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法,领悟物理实验对物理学发展的基础意义。
(三)感情态度与价值观领悟发现电磁波的过程中所包含的科学精神和科学研究方法。
教课要点麦克斯韦电磁场理论。
教课难点对电磁波与机械波的异同认识不清。
教法选择和学法指导启迪引诱法、类比法教课过程一、引入新课经过前面机械波的学习,我们对机械波有了必定的认识,请同学们会议有关机械波的知识。
问:机械波是怎样形成的?答:波源产生振动,经过介质将波源的振动形式向外流传形成机械波。
问:机械波有哪些性质?答:机械波拥有干预、衍射、反射、折射等性质。
上一章我们提到“光是一种电磁波”,电磁波于我们的生活息息有关。
问什么电磁波能获得这样宽泛的应用?它与机械波有何不一样?我们将在这节课里学习电磁波被发现历史,从而研究它的主要特点。
二、课前预习让学生经过看书回答以下问题:1、麦克斯对于和磁的言是什么?答:化的生磁,化的磁生。
2、麦克斯的对于光的本的言是什么?答:从本上来,光是一种磁波。
3、赫的在磁学的展程中有什么作用?答:赫的了磁波的存在,并精准的定了磁波在真空中的速度等于光速,了麦克斯的言。
也以后无技的睁开拓了道路。
三、新教课1、大的言① 化的磁生:通 3-2 磁感的学我知道,合圈中的磁通量生化就能生感流,但是什么会有感流呢?自由荷是怎样定向移的呢?答:有感流存在明在圈的周存在感,自由荷在感的作用下做定向移。
:假如回路不合,圈中有感流?有感?有?答:没有感流,在感和感依旧存在。
:假如空没有圈,会有感?答:有。
麦克斯在法拉第、安培、奥斯特、等科学家的研究成就行了大批的剖析、算的基上,加以自己的推理、猜想,勇敢的言:即便化的磁周没有合回路,同也会有磁,也就是,化的磁生,但个与我前面所学的静是有区的,它是一种旋。
导入 无处不在的电磁波-鲁科版选修3-4教案
导入无处不在的电磁波-鲁科版选修3-4教案课时安排课时内容第一课时激光笔实验第二课时磁场实验第三课时电磁波实验第四课时电磁波辐射实验第一课时:激光笔实验实验目的通过激光笔实验,让学生了解光的特性和光的传播方式。
实验材料•激光笔•墙壁实验步骤1.把激光笔对着墙壁,按下按钮。
2.观察光线的传播方向和光的特性。
实验结果学生能够观察到激光光束是直线、不弥散、有聚焦点等特性。
第二课时:磁场实验实验目的通过磁场实验,让学生了解磁场的存在和影响。
实验材料•磁铁实验步骤1.把磁铁靠近铁屑。
2.观察铁屑的运动。
实验结果学生能够观察到磁铁能够影响铁屑的运动。
第三课时:电磁波实验实验目的通过电磁波实验,让学生了解电磁波的概念和传播方式。
实验材料•电磁波发生器•手机实验步骤1.打开电磁波发生器,调整到适当的频率。
2.把手机放在电磁波发生器附近,听取手机的声音变化。
实验结果学生能够观察到手机声音的变化与电磁波频率有关。
第四课时:电磁波辐射实验实验目的通过电磁波辐射实验,让学生了解电磁波对人体的影响。
实验材料•电磁波辐射仪器实验步骤1.打开电磁波辐射仪器,调整到适当的测量范围。
2.把手机放在电磁波辐射仪器附近,测量手机电磁波辐射强度。
实验结果学生能够了解电磁波辐射对人体的影响,并知道如何减少电磁波辐射对人体的危害。
总结通过以上实验,学生能够了解电磁波的概念、传播方式和对人体的影响,培养学生的科学素养,提高学生的实验操作能力。
人教版高中物理选修3-4电磁波谱教案
人教版高中物理选修3-4电磁波谱教案★新课标要求(一)知识与技能1.了解电磁波谱的构成,知道各波段的电磁波的主要作用及应用。
2.知道电磁波具有能量,是一种物质。
3.了解太阳辐射。
(二)过程与方法通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料,培养学生收集信息,加工处理信息的能力。
(三)情感、态度与价值观体会电磁波的应用对现代社会的影响,明确不同的电磁波具有的不同用途和危害,感悟现代科技的正反两个方面,培养辩证唯物的价值观。
★教学重点红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用。
★教学难点电磁波的能量。
★教学方法教师引导,学生阅读讨论★教学用具:投影仪,幻灯片。
★教学过程(一)引入新课师:电磁波的范围很广。
我们通常所说的,无线电波、光波各种射线,如红外线、紫外线、X射线、γ射线等,都是电磁波。
我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱,就叫电磁波谱。
这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。
(二)进行新课1.电磁波谱(投影)师:请同学说出电磁波家族中,主要有哪些种类?波长最长的是什么?波长最短的是什么?他们主要在哪些方面有应用?学生观察图谱,发表见解。
生:电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
波长最长的是无线电波中的长波。
波长最短的是γ射线。
师:下面我们依次认识这些电磁波的特点和应用。
2.无线电波教师提出问题,引导学生通过看书,讨论并回答问题(培养学生的阅读能力)(1)无线电波的波长范围?(2)无线电波有哪些主要应用?3.红外线阅读教材,回答问题:(1)红外线的波长介于哪两种电磁波之间?(2)红外线的主要特点是什么?(3)红外线的主要应用有哪些?4.可见光阅读教材,回答问题:(1)可见光的波长范围?(2)可见光包括哪几种颜色的光?(3)天空为什么看起来是蓝色的?傍晚的阳光为什么比较红?5.紫外线阅读教材,回答问题:(1)紫外线的波长范围?(2)紫外线有什么特点?(3)紫外线有哪些应用?6.X射线和γ射线阅读教材,回答问题:(1)这两种射线的波长有何特点?(2)X射线和γ射线有什么特点?(3)X射线和γ射线有哪些主要用?7.电磁波的能量阅读教材,回答问题:(1)哪些证据能够说明电磁波具有能量?(2)怎样理解电磁波是一种物质?8.太阳辐射阅读教材,回答问题:(1)从太阳辐射出来的电磁波有哪些种类?(2)太阳辐射的能量主要集中在哪些区域?在哪一个波段附近能量最强?(三)课堂总结、点评本节课学习电磁波谱的构成,了解了各种电磁波的特点和主要应用。
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第一章 机械振动 2 单摆 4 阻尼振动 受迫振动 第二章 机械波 2 横波的图像 4 惠更新原理 波的反射与折射 6 多普勒效应 1 电磁振荡 3 电磁波谱 电磁波的应用 第四章 光的折射 2 实验探究:测定玻璃的折射率 第五章 光的波动性 2 实验探究:用双缝干涉油光的波长 4 激光 1 经典时空观 3 相对论时空观 5 广义相对论
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第一章 机械振动
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1 简谐运动
人教课标版高中物理选修3-4:《电磁波与信息化社会、电磁波谱》教学案-新版
14.4 电磁波与信息化社会14.5电磁波谱【教学目标】1、知识与技能:了解电磁波在现代社会中的应用了解电磁波谱的特点和应用2、过程与方法:理解各种电磁波的特点3、情感态度与价值观:体会科学与社会的结合之美体会事物是有两面性的【重点难点】1、重点:各种电磁波的特点2、难点:各种电磁波的特点【授课内容】一、电磁波与信息化社会1、电视简单地说:电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的电信号,发射出去后被接收的电信号通过还原,被还原为光的图象重现荧光屏。
电子束把一幅图象按照各点的明暗情况,逐点变为强弱不同的信号电流,通过天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
2、雷达工作原理发射接收利用发射与接收之间的时间差,计算出物体的距离。
3、手机在待机状态下,手机不断的发射电磁波,与周围环境交换信息。
手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。
手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。
容易导致胎儿畸形和发育不良。
手机危害的预防移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产生不好的影响,所以移动电话响时,一秒后再听手机。
如果身边有其他电话可用,就不要使用手机。
在使用手机时,可以采用手机专用耳机,实现远距离使用是比较有效的办法。
休息时不要将手机置于枕头边。
注意手机的摆放位置。
医学专家建议我们,手机不用时最好放在包里,但不要放在胸前的口袋中,也不要直接挂在胸前。
2、光的颜色是由电磁波的频率决定的.不同频率的色光在真空中波速相同,在介质中波速不同.同一色光在不同介质中,频率(颜色)不变,波长和波速都要改变.在同一介质中,频率越高,波速越小.3、电磁波与机械波的比较:共同点:都能产生干涉和衍射现象;它们波动的频率都取决于波源的频率;在不同介质中传播,频率都不变.不同点:机械波的传播一定需要介质,其波速与介质的性质有关,与波的频率无关.而电磁波本身就是一种物质,它可以在真空中传播,也可以在介质中传播.电磁波在真空中传播的速度均为 3.0×108m/s,在介质中传播时,波速和波长不仅与介质性质有关,还与频率有关.二、电磁波谱1、红外线在电磁波中,能够作用于人的眼睛并引起视觉的,只是一个很窄的波段,通常叫做可见光。
高中物理 第十四章 电磁波 第4节 电磁波与信息化社会教案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
2017-2018学年高中物理第十四章电磁波第4节电磁波与信息化社会教案新人教版选修3-4编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018学年高中物理第十四章电磁波第4节电磁波与信息化社会教案新人教版选修3-4)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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14。
4 电磁波与信息化社会物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
教学目标1了解光信号和电信号的转换过程;2了解电视信号的录制、发射和接收过程;3了解雷达的定位原理。
教学重点:电磁波在信息社会的作用。
教学难点:电磁波在信息社会的作用.一、电磁波与我们的生活电视台通过电磁波,将精彩的电视节目展现给我们。
二、电视和雷达1电视(1)电视的历史:1927年,美国人研制出最早的电视机。
1928年,美国通用公司生产出第一台电视机。
1925年,美国开始试验发射一些电视图像,不仅小,而且模糊不清。
1927年,纽约州斯克内克塔迪一家老资格的无线电台开始每周三次进行试验性广播。
1939年,全国广播公司在纽约市试验广播。
美国最早的电视机,荧光屏是圆形的,只有5-9英寸大,差不多要坐在电视机跟前才能看清。
但是,电视很快以惊人的速度冲进了美国人的家庭(第二次世界大战中,电视的发展一度陷入停顿。
1947年美国家庭中约有1.4万台电视机,1949年达到近100万台.1955年,将近3000万台,1960年,达6000万台,于1951年问世的彩色电视机以及大屏幕电视机也进入美国人家庭。
高中创新设计物理教科版选修3-4学案:第3章 第1、2讲 电磁振荡 电磁场和电磁波 Word版含解析
第1讲电磁振荡第2讲电磁场和电磁波[目标定位] 1.了解振荡电流、振荡电路及LC振荡电路的振荡过程,会求LC振荡电路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的特点及其发展过程,通过电磁波体会电磁场的物理性质、一、电磁振荡1、振荡电流的产生电磁振荡( 1 )振荡电流和振荡电路①振荡电流:大小和方向都随时间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、由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路、( 2 )电磁振荡的过程放电过程:由于电感线圈对交变电流的阻碍作用,放电电流由零逐渐增大,线圈产生的磁场逐渐增强,电容器里的电场逐渐减弱,电场能逐渐转化为磁场能、放电完毕后,电场能全部转化为磁场能、充电过程:电容器放电完毕后,由于线圈的自感作用,电流保持原来的方向继续流动,电容器将进行反向充电,线圈的磁场逐渐减弱,电容器里的电场逐渐增强,磁场能逐渐转化为电场能、充电完毕,电流减小为零,磁场能全部转化为电场能. 此后电容器再放电,再充电、( 3 )电磁振荡电容器不断地充电和放电,电路中就出现了周期性变化的振荡电流,这种现象叫做电磁振荡、2、无阻尼振荡和阻尼振荡( 1 )在电磁振荡中,如果没有能量损失,振荡将永远持续下去,振荡电流的振幅应该永远保持不变,这种振荡叫做无阻尼振荡,如图1甲、( 2 )由于电路中有电阻,电路中的能量有一部分要转化成内能,还有一部分能量以电磁波的形式辐射到周围空间去了、这样,振荡电路中的能量逐渐损耗,振荡电流的振幅逐渐减小,直到停止振荡、这种振荡叫做阻尼振荡、如图乙、图13、电磁振荡的周期和频率( 1 )电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期.1 s 内完成周期性变化的次数叫频率、( 2 )振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期、固有频率,简称振荡电路的周期和频率、( 3 )LC 振荡电路的周期T 和频率f 跟电感线圈的电感L 和电容器的电容C 的关系是T =2πLC 、f =12πLC . 二、电磁场和电磁波1、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设( 1 )变化的磁场能够在周围空间产生电场、( 2 )变化的电场能够在周围空间产生磁场、2、电磁场如果在空间某区域有不均匀变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是,变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场、3、电磁波( 1 )产生:由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的,这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波、( 2 )麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在,1888年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在、赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率,得到了电磁波的传播速度,证实了这个速度等于光速、( 3 )电磁波的波长λ、波速v 和周期T 、频率f 的关系:λ=v T =v f. ( 4 )电磁波在真空中的传播速度v =c ≈3×108 m/s.一、电磁振荡中各物理量的变化情况如图2所示图2【例1】( 多选)某时刻LC振荡电路的状态如图3所示,则此时刻( )图3A、振荡电流i在减小B、振荡电流i在增大C、电场能正在向磁场能转化D、磁场能正在向电场能转化详细解析图中电容器上极板带正电荷,根据振荡电流方向可知负电荷向下极板聚集,所以电容器正在充电,电容器充电的过程中,电流减小,磁场能向电场能转化,所以A、D选项正确、正确答案AD二、对麦克斯韦电磁场理论的理解1、恒定的磁场不会产生电场,同样,恒定的电场也不会产生磁场、2、均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场,同样,均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场、3、振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场,同样,振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场、【例2】关于电磁场理论,下列说法正确的是( )A、在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D、周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场详细解析根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场能产生磁场,均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场才产生变化的磁场、正确答案 D针对训练某电路中电场随时间变化的图像如图所示,能发射电磁波的电场是( )详细解析图A中电场不随时间变化,不会产生磁场;图B和图C中电场都随时间做均匀的变化,只能在周围产生稳定的磁场,也不会产生和发射电磁波;图D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场,进而能产生变化的电场,从而交织成一个不可分割的统一体,即形成电磁场,能发射电磁波、正确答案 D三、电磁波与机械波的比较1、电磁波和机械波的共同点( 1 )二者都能产生干涉和衍射、( 2 )二者在不同介质中传播时频率不变、( 3 )二者都满足波的公式v=λT=λf.2、电磁波和机械波的区别( 1 )二者本质不同电磁波是电磁场的传播,机械波是质点机械振动的传播、( 2 )传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应,机械波的传播机理是质点间的机械作用、( 3 )电磁波传播不需要介质,而机械波传播需要介质、( 4 )电磁波是横波,机械波既有横波又有纵波,甚至有的机械波同时有横波和纵波,例如地震波、【例3】( 多选)以下关于机械波与电磁波的说法中,正确的是( )A、机械波和电磁波,本质上是一致的B、机械波的波速只与介质有关,而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关,而且与电磁波的频率有关C、机械波可能是纵波,而电磁波必定是横波D、它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象详细解析机械波由振动产生;电磁波由周期性变化的电场( 或磁场)产生,机械波是能量波,传播需要介质,速度由介质决定,电磁波是物质波,波速由介质和自身的频率共同决定;机械波有横波,也有纵波,而电磁波一定是横波,它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象,故选项B、C、D正确、正确答案BCD借题发挥机械波的传播速度完全由介质决定,而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定.电磁振荡1、( 多选)在LC回路中,电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图4所示,则( )图4A、在时刻t1,电路中的电流最大B、在时刻t2,电路中的磁场能最大C、从时刻t2至t3,电路的电场能不断增大D、从时刻t3至t4,电容器的带电荷量不断增大详细解析电磁振荡中的物理量可分为两组:①电容器带电荷量q、极板间电压u、电场强度E及电场能为一组、②自感线圈中的电流i、磁感应强度B及磁场能为一组、同组量的大小变化规律一致,同增同减同为最大或为零值;异组量的大小变化规律相反、若q、E、u 等量按正弦规律变化,则i、B等量必按余弦规律变化、根据上述分析由题图可以看出,本题正确选项为A、D.正确答案AD2、在LC振荡电路中,用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍( )A、自感L和电容C都增大一倍B、自感L增大一倍,电容C减小一半C、自感L减小一半,电容C增大一倍D、自感L和电容C都减小一半详细解析据LC振荡电路频率公式f=12πLC,当L、C都减小一半时,f增大一倍,故选项D是正确的、正确答案 D麦克斯韦电磁场理论3、用麦克斯韦的电磁场理论判断,图中表示电场( 或磁场)产生磁场( 或电场)的正确图像是( )详细解析A图中的左图磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知,其周围空间不会产生电场,A图中的右图是错误的;B图中的左图是均匀变化的电场,应该产生稳定的磁场,右图的磁场应是稳定的,所以B图错误;C图中的左图是振荡的磁场,它能产生同频率的振荡电场,且相位相差π2,C图是正确的;D图中的左图是振荡的电场,在其周围空间产生振荡的磁场,但是右图中的图像与左图相比较,相位相差π,故D图错误、正确答案 C电磁波的特点4、( 多选)下列关于电磁波的说法中,正确的是( )A、电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B、电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC、电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短D、电磁波不能产生干涉、衍射现象详细解析电磁波在真空中的传播速度为光速c=3×108m/s,且c=λf,从一种介质进入另一种介质,频率不变,但速度、波长会变、电磁波仍具有波的特征,电磁波只有在真空中的速度才为3×108 m/s,在其他介质中的传播速度小于3×108 m/s.正确答案AC题组一麦克斯韦电磁场理论1、建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )A、法拉第B、奥斯特C、赫兹D、麦克斯韦详细解析麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在,选项D正确、正确答案 D2、( 多选)下列说法正确的是( )A、变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关B、恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场C、稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场D、均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场详细解析变化的磁场周围产生电场,当电场中有闭合回路时,回路中有电流、若无闭合回路电场仍然存在,A正确;电场按其是否随时间变化分为稳定电场( 静电场)和变化电场( 如运动电荷形成的电场),稳定电场不产生磁场,只有变化的电场周围空间才存在对应磁场,故C错,D对;恒定电流周围存在稳定磁场,B对、正确答案ABD3、下列关于电磁波的说法正确的是( )A、电磁波只能在真空中传播B、电场随时间变化时一定产生电磁波C、做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D、麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在详细解析电磁波既可以在真空中传播,也可在其他介质中传播,选项A错误;只有变化的电场才能产生磁场,也只有变化的磁场才能产生电场,选项B错误;做变速运动的电荷对应变化的电场,激发磁场,相当于变化的电流,产生变化的磁场,产生电磁波,选项C正确;电磁波的存在首先由赫兹实验证实,选项D错误、正确答案 C4、( 多选 )某空间出现了如图1所示的一组闭合电场线,这可能是( )图1A 、沿AB 方向磁场在迅速减弱B 、沿AB 方向磁场在迅速增强C 、沿BA 方向磁场在迅速增强D 、沿BA 方向磁场在迅速减弱详细解析 根据电磁感应,闭合回路中的磁通量发生变化时,使闭合回路中产生感应电流,该电流可用楞次定律判断、根据麦克斯韦电磁场理论,闭合回路中产生感应电流,是因为闭合回路中的自由电荷受到了电场力作用,而变化的磁场产生电场,与是否存在闭合回路没有关系,故空间内磁场变化产生的电场方向,仍然可用楞次定律判断,四指环绕方向即为感应电场的方向,由此可知,选项A 、C 正确、正确答案 AC题组二 电磁波的特点5、所有电磁波在真空中传播时,具有的相同物理量是( )A 、频率B 、波长C 、能量D 、波速详细解析 不同电磁波在真空中传播时,只有速度相同,即为光速、正确答案 D6、当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长将( )A 、不变B 、增大C 、减小D 、无法确定详细解析 电磁波的波长为:λ=c f,频率减小,波长增大,选项B 正确、 正确答案 B7、( 多选 )以下关于电磁波的说法中正确的是( )A 、只要电场或磁场发生变化,就能产生电磁波B 、电磁波传播需要介质C 、电磁振荡一旦停止,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有能量向外传递的详细解析如果电场( 或磁场)是均匀变化的,产生的磁场( 或电场)是稳定的,就不能再产生新的电场( 或磁场),也就不能产生电磁波;电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质;电磁振荡停止后,电磁波仍独立存在;电磁波具有能量,它的传播是伴随有能量传递的、故选C、D.正确答案CD8、有关电磁波和声波,下列说法错误..的是( )A、电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B、由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波的传播速度变大C、电磁波是横波,声波也是横波D、由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长详细解析电磁波本身就是一种物质,它的传播不需要介质,而声波的传播需要介质,故选项A正确;电磁波由空气进入水中时,传播速度变小,但声波在水中的传播速度比其在空气中大,故选项B正确;电磁波的传播方向与E、B两个振动矢量的方向都垂直,是横波,而声波是纵波,故选项C错误;电磁波由空气进入水中传播时,波速变小,波长变短,而声波由空气进入水中传播时,波速变大,波长变长,故选项D正确、正确答案 C题组三电磁振荡9、( 多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是( )A、电荷量最大时,线圈中振荡电流也最大B、电荷量为零时,线圈中振荡电流最大C、电荷量增大的过程中,电路中的磁场能转化为电场能D、电荷量减小的过程中,电路中的磁场能转化为电场能详细解析电容器电荷量最大时,振荡电流为零,A错;电荷量为零时,放电结束,振荡电流最大,B对;电荷量增大时,磁场能转化为电场能,C对;同理可判断D错、正确答案BC10、LC振荡电路中,平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图2所示,则与该图中A点相对应的是( )图2A、电路中的振荡电流最大B、电路中的磁场能最大C、电路中的振荡电流为零D、电容器两极板所带电荷量最少详细解析图像中的A点表示电场强度负向最大,此时电路中的振荡电流为零、磁场能最小、电容器所带电荷量最大,选项C正确、正确答案 C11、在LC回路中发生电磁振荡时,以下说法正确的是( )A、电容器的某一极板,从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止,这一段时间为一个周期B、当电容器放电完毕瞬间,回路中的电流为零C、提高充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大D、要提高振荡频率,可减小电容器极板间的正对面积详细解析电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间,电容器完成了放电和反向充电过程,时间为半个周期,A错误;电容器放电完毕瞬间,电路中电场能最小,磁场能最大,故电路中的电流最大,B错误;振荡周期仅由电路本身决定,与充电电压等无关,C 错误;提高振荡频率,就是减小振荡周期,可通过减小电容器极板正对面积来减小C,达到增大振荡频率的目的,D正确、正确答案 D12、( 多选)一台电子钟,是利用LC振荡电路来制成的,在家使用一段时间后,发现每昼夜总是快1 min,造成这种现象的可能原因是( )A、L不变C变大了B、L不变C变小了C、L变小了C不变D、L、C均减小了详细解析由题意可知,LC振荡电路的周期T变小了,根据周期公式T=2πLC,选项B、C、D正确、正确答案BCD13、( 多选)LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图3所示,则( )翰翰说设计图3A、若磁场正在减弱,则电容器正在充电,电流由b向aB、若磁场正在减弱,则电场能正在增大,电容器上极板带负电C、若磁场正在增强,则电场能正在减少,电容器上极板带正电D、若磁场正在增强,则电容器正在充电,电流方向由a向b详细解析若磁场正在减弱,则电流在减小,是充电过程,根据安培定则可确定电流由b向a,电场能增大,上极板带负电,故选项A、B正确;若磁场正在增强,则电流在增大,是放电过程,电场能正在减小,根据安培定则,可判断电流由b向a,上极板带正电,故选项C正确,D错误、正确答案ABC。
教科版高中物理选修3-4:《电磁波谱 电磁波的应用》教案-新版
3.3《电磁波谱电磁波的应用》教案【教学目标】1、知识与技能:了解电磁波在现代社会中的应用了解电磁波谱的特点和应用2、过程与方法:理解各种电磁波的特点3、情感态度与价值观:体会科学与社会的结合之美体会事物是有两面性的【重点难点】1、重点:各种电磁波的特点2、难点:各种电磁波的特点【授课内容】一、复习提问光具有波动性,它是以什么实验事实为依据的?二、导入新课光的电磁说19世纪初,光的波动说获得很大成功,逐渐得到人们公认。
但是当时人们把光波看成象机械波,需要有传播的媒介,曾假设在宇宙空间充满一种特殊物质“以太”,“以太”应具有的性质,一是很大的弹性(甚至象钢一样)二是极小的密度(比空气要稀薄得多),然而各种证明“以太”存在的实验结果都是否定的,这就使光的波动说在传播媒介问题上陷入了困境。
19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦提出电磁场的理论,预见了电磁波的存在,并提出电磁波是横波,传播的速度等于光速,根据它跟光波的这些相似性,指出“光波是一种电磁波”-----光的电磁说。
1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在,测得它传播的速度等于光速,与麦克斯韦的预言符合得相当好,证实了光的电磁说是正确的。
1.电磁波谱我们已知无线电波是电磁波,其波长范围以几十千米到几毫米,又已知光波也是电磁波,其波长不到1微米,可见电磁波是一个很大的家族,作用于我们眼睛并引起视觉的部分,只是一个很窄的波段,称可见光,在可见光波范围外还存在大量的不可见光,如红外线、紫外线等等。
1.1、红外线在电磁波中,能够作用于人的眼睛并引起视觉的,只是一个很窄的波段,通常叫做可见光。
其中波长最短的是紫光,波长约为400nm波长最长的是红光,波长约为770nm.波长更长的光不能引起视觉,叫做红外线,红外线的波长范围很宽.约为770nm~106nm.1.2、紫外线紫外线也是不可见光,他的波长比紫光还短,大约为5nm~40nm.紫外线有荧光作用,有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光.1.3、X射线(伦琴射线)波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线,也叫X射线.是德国物理学家伦琴在1895年发现的.他的穿透能力很强,能使包在黑纸里的照像底片感光,(1)不同电磁波产生的机理无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的.红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的.伦琴射线是原子内层电子受激发产生的.γ射线是原子核受激发产生的.(2)频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同.二、电磁波的应用1.红外线发现过程:1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时,把温度计移至红光区域外侧,发现温度更高,说明这里存在一种不可见的射线,后来就叫做红外线。
电磁场理论课程设计
电磁场理论课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电磁场的基本概念,掌握电磁场的基本性质和定律,如麦克斯韦方程组。
2. 学生能够描述电磁波的产生、传播和接收过程,并解释电磁波在现代通信技术中的应用。
3. 学生能够运用电磁场理论分析解决实际问题时,如计算电场强度、磁场强度及电磁波的辐射等。
技能目标:1. 学生能够运用数学工具,如微积分和向量代数,解决电磁场相关的计算问题。
2. 学生通过实验和模拟,能够设计简单的电磁场应用模型,培养实践操作和创新能力。
3. 学生能够通过图表、报告等形式,有效地表达电磁场理论的分析结果。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习电磁场理论,激发对物理科学的兴趣,培养探究精神和科学态度。
2. 学生在学习中体会团队合作的重要性,增强沟通和协作能力。
3. 学生了解电磁场理论在科技发展和社会进步中的作用,增强社会责任感和创新意识。
课程性质:本课程为高中物理选修课程,旨在帮助学生深入理解电磁场理论,提高解决实际问题的能力。
学生特点:高中生具有较强的逻辑思维能力和数学基础,对物理现象有较高的好奇心和探索欲望。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,鼓励学生参与讨论和实验,提高学生的主动学习能力和实践操作技能。
通过目标分解,使学生在掌握电磁场理论知识的同时,能够将所学应用于实际问题分析,培养其创新思维和科学素养。
二、教学内容本课程教学内容主要依据以下章节进行组织:1. 电磁场基本概念:介绍电场、磁场及其相互作用,涉及电荷、电流、电场强度、磁场强度等基本物理量。
2. 麦克斯韦方程组:讲解麦克斯韦方程组的四个方程,分析其物理意义,并通过实例解释电磁场在不同边界条件下的行为。
3. 电磁波的产生与传播:探讨电磁波的产生原理,如振荡电路、天线等,以及电磁波在空间中的传播特性。
4. 电磁波的应用:介绍电磁波在现代通信技术中的应用,如无线电波、微波、光波等,并分析其优点和局限性。
详细教学大纲如下:1. 引言:电磁场理论概述,激发学生兴趣。
教科版高中物理选修3-4 3.2 电磁场和电磁波(导学案)
第三章电磁震荡电磁波第二节电磁场和电磁波导学案【学习目标】1.理解麦克斯韦电磁理论的两个要点,了解电磁场与电磁波的联系和区别以及电磁波的特点,了解麦克斯韦理论在物理发展史上的意义.2.体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法,领会物理实验对物理发展的基础意义.3、激情投入,培养小组合作意识和团队精神【学习目标解读】针对电磁波德发现,结合物理学知识,加深对麦克斯韦理论的理解,了解麦克斯韦的伟大预言以及赫兹用实验验证电磁波方面的贡献,把握好电磁理论两大支柱的描述和内涵,是本节重点;从横波、传播速度和波长及频率的关系等方面入手,让学生着重掌握电磁波的特点,对比机械波分析。
【教学重点】 1.对麦克斯韦电磁理论要点的理解.2.利用电磁理论分析问题.【教学难点】 1.理解电磁波的形成.2.利用电磁理论分析问题.【使用说明】1.同学们要先通读教材,然后依据课前预习案再研究教材;通过梳理掌握理解麦克斯韦电磁理论的两个要点,了解电磁场与电磁波的联系和区别以及电磁波的特点,了解麦克斯韦理论在物理发展史上的意义.2.勾划课本并写上提示语.标注序号;完成学案,熟记基础知识,用红笔标注疑问。
【课前预习案】(一)教材助读一、麦克斯韦电磁理论1、麦克斯韦电磁理论的两个基本论点是什么?2、什么是电磁场?3、电磁波是如何产生的?它有什么特点?4、麦克斯韦电磁场理论在物理发展史上有什么意义?二、赫兹实验1.赫兹实验原理图(如图所示),是如何实施的?2.实验现象是什么?3.对实验现象进行分析:4.通过实验得到什么结论?5.赫兹实验有什么意义?(二)预习自测1、电磁场理论是谁提出的( )A 、法拉第B 、赫兹C 、麦克斯韦D 、安培2、某电场中电场强度随时间变化的图像如图所示,能产生磁场的电场是( )3、一颗人造地球卫星以20MHZ 的频率向地球发射电磁波信号,求电磁波的波长。
【问题反馈】:请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。
【课内探究案】探究一 麦克斯韦电磁理论问题1:关于电磁理论,下列说法中正确的是( )A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场总结提升:t At B t C tD【针对训练1】关于电磁理论,下列说法中正确的是( )A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场探究二电磁波与机械波的比较问题2:电磁波与机械波有什么异同点?【针对训练2】关于电磁波与声波的说法,下列正确的是( )A.电磁波是电磁场由发生的区域向远处传播,声波是声源的振动向远处传播B.电磁波的传播不需要介质,声波的传播有时也不需要介质C.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波传播速度变大D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长不变,声波的波长变小知识总结:探究三麦克斯韦理论的应用★问题3:一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动,如图所示.当磁感应强度均匀增大时,此粒子的( )A.动能不变B.动能增大C.动能减小D.以上情况都可能知识总结:【当堂检测】1.一个电子向一个固定不动的质子运动过程中( )A.有可能发射电磁波B.不可能发射电磁波C.电子和质子组成的系统机械能一定守恒D.电子和质子组成的系统能量一定守恒2.下列关于电磁波的叙述中,正确的是()A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中传播速度均为3.0×108 m/sC.电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短D.电磁波不能产生干涉、衍射现象3.关于电磁场和电磁波,正确的说法是()A.只有不均匀变化的磁场,才能在其周围空间产生电场B.电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率C.电磁波能脱离电荷而独立存在D.电磁波传播需要空气,没有空气,即使产生了电磁波也传不出来4.下列关于电磁波与机械波的说法正确的是( )A.机械波和电磁波的传播都需要介质B.机械波和电磁波都是横波C.机械波和电磁波都是传播能量或信息的一种方式D.公式v=λf都适用5.电磁波与机械波相比较()A.电磁波传播不需介质,机械波需要介质B.电磁波在任何介质中传播速率都相同,机械波在同一介质中传播速度相同C.电磁波和机械波都不能产生干涉D.电磁波和机械波都能产生衍射★6.应用麦克斯韦的电磁理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图是表示变化的场产生的另外的场),正确的是()。
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、重点:麦克斯韦电磁理论、电磁波的形成和电磁波的特点
、难点:麦克斯韦电磁理论的理解
、电磁场理论的核心之一:变化的磁场能够在周围空间产生电场
,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
:
如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流和电场吗?
线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?
电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同.v=λf
电磁波具有波的特性
、赫兹的电火花
,折射,干涉,偏振和衍射等现象.
.
统一了人们对电磁和光现象的认识,为电和磁的利用开辟了理论前
1905年建立了狭义相
、麦克斯韦电磁理论的两个核心是什么?
、举例说明家庭照明电路在工作时会产生电磁波吗?
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
、电场和磁场的变化关系
麦克斯韦电磁理论广泛运用
S一定的前提下,
B的变化率。因此在图像中可以通过观察斜率来判断被激
、电磁场:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在
B随时间成正比例增加的变化磁场,设小球运动过程中的电量不变,
)
小球对玻璃环的压力不断增大 B.小球受到的磁场力不断增大
小球先沿逆时针方向做减速运动,过一段时间后,沿顺时针方向做加速运动
磁场力一直对小球不做功
v0 B
若改成恒定的直流电,还有电场吗?
,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是
,导体环只是用来显示电流的存在
: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)
: (1) 均匀变化的磁场产生稳定电场
(2) 非均匀变化的磁场产生变化电场
、电磁场理论的核心之二:变化的电场能够在周期空间产生磁场
;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周
,……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的
,这就是电磁场这个过程可以用下图达。
、电磁波:
.
、电磁波的特点:
电磁波是横波,电场强度E和磁感应强度B做正弦规律,二者相互垂直,均与波非均匀 变化磁 场 激发 变化电场 均匀变化 激发 稳定磁场 不再激发 若非均匀变化 激发 变化磁场 均匀变化 激发 稳定电场 非均匀变化
《电磁场和电磁波》教案
、知识与技能:知道麦克斯韦电磁理论的主要内容
知道电磁波的形成和特点
知道赫兹的贡献
、过程与方法:了解联想、推理、类比、对称等物理学的思想
了解用实验来验证理论的方法
、情感态度与价值观:体会电磁场理论建立的过程
:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的
,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
: (1) 均匀变化的电场产生稳定磁场
(2) 非均匀变化的电场产生变化磁场
、麦克斯韦电磁场理论的理解:
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
、关于电磁场和电磁波的正确说法是( )
、电场和磁场总是相互联系的,它们统称为电磁场
、电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
、电磁波传播速度总是3×108m/s
、电磁波是一种物质,可以在真空中传播
、下图中,内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正
v
沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、