电磁场和电磁波

1、电磁场和电磁波 一、教育目标1知道麦克斯韦电磁场理论大意2理解电磁场的产生，掌握电磁波的特性及其波长、波速的关系二、重点、难点、疑点及解决办法1电磁场理论是本课的重点，从内容上非常抽象，只要求学生定性了解。2变化的磁场产生电场的理解采用逐步抽象的方法来帮助学生理解麦克斯韦的想法。3“变化的电场产生磁场”的理解，可以用哲学中事物之间是相互联系的，可以互相转化的理解。三、教具准备220V交流电源、变压器、小灯泡四、学生活动设计1通过观察试验，发挥想象能力，画出变化磁场产生的电场的电场线。2总结机械波与电磁波的联系与区别五、教学步骤(一)引入新课人类认识客观世界，发现新的事物，常有二种方式，一种是从

2、生产实践，科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在，电磁波的发现，属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在。10年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代。我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。(二)进行新课1麦克斯韦的理论要点一，变化的磁场产生电场演示实验装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。(1)线圈中产生感应电动势说明了什么？麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生

3、电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。(2)如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？引导学生思考后回答，有电场、无电流。(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)(4)总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。2变化的电场产生磁场我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场。这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化。比如根据麦

4、克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场。3电磁场、电磁波(1)概念麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播。见课本6-7图，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。(2)电磁波的特点是横波是物质波，真空中也能传播，能独立存在(与机

5、械波不同)具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性(1)波速公式cfc为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速。无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，见课本表格介绍。六、总结、扩展麦克斯韦的电磁场理论三点1变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。2均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。3不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场4振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。5变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不