1、1集体备课检查、学习记录年 级 高二 学科 物理 时间 2007-03-22 地点 阅三备课组长 王洪涛参加人员 王洪涛 颜世超 张光伟 司有浦 韩国韬 缺席人员 无主讲人 司有浦主题第十八章 电磁场和电磁波一、本周教学内容 （一）电磁振荡（二）电磁振荡的周期和频率（三）电磁场、电磁波目的与要求 （一）电磁振荡1、理解 LC 回路中产生振荡电流的过程2、会分析电磁振荡过程中，电容器上对应的电荷，线圈中对应的电流，以及与之联系的电场，磁场和能量变化的规律3、知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别（二）电磁振荡的周期和频率1、理解 LC 振荡电路的固有周期（频率）的决定因素2、会应用公式或定性分析有关问题
2、，并能正确应用公式进行相关的计算（三）电磁场、电磁波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、重点难点分析 （一）电磁振荡1、重点：LC 回路中产生电磁振荡及各有关物理量（电流 I、电量 q、电场能、磁场能）的变化规律2、难点：电磁振荡的抽象性与有关物理量变化的关系3、疑点：电容器两极间电压若减小时，为什么电流还会增大？4、解决办法：做好 LC 振荡电路的演示实验，讲练结合，借助单摆振动类比，从2不同角度来分析（从电路角度分析，从能量转换角度分析）LC 振荡电路中电磁振荡过程，就是电容器充放电过程，从电路角度认识：放电过程，相当于电容器为电源，
3、电感线圈为用电器，充电过程，相当于电感线图为电源，而电容器相当于用电器，从电路角度认识电磁振荡，便于确定电容器是充电还是放电，哪一极带正；从能量的角度认识：放电过程，就是电场能转化为磁场能的过程，充电过程，就是磁场能转化为电场能的过程关于电磁振荡中的能量损失的教法建议讲解阻尼振荡和无阻尼振荡时，可以与单摆等机械振动类比有条件的，最好用示波器 演示 LC 回路产生的阻尼振荡的波形和无阻尼振荡(补充能量)的波形要使学生明白无阻尼 振荡是一种理想化情况，演示出的是补充能量的结果关于讲解电磁振荡的教法建议1、电磁振荡不如机械振动直观，讲解时可先复习电容器充电、放电和电感的作用，结合图片逐一分析 5 个
4、图示的振荡过程，切实弄清电流、电容器极板上的电荷，是如何变化的，弄清电磁振荡是如何产生的2、对电磁振荡过程还应从能量转化的角度来分析教学中要引导学生分析清楚课本图示振荡过程中电场能和磁场能的转化，可通过对机械振动中能量的转换的对比加深理解3、一定要做好演示实验，这是使学生认识电磁振荡的基础实验时，要注意调整电感或电 容的大小，使实验现象明显4、要使学生建立起较完整的电磁振荡概念电磁振荡是指电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性变化的现象为了使学生分清振荡电流与交变电流的区别，要指出振荡电流是一种频率很高的交变电流，一般用 LC 回路产生（二）电磁振荡的周期和频率1、要启发学生认识到：LC 回路
5、的周期、频率由回路本身的特性，即本身的电容量和电感线 圈的自感系数决定所以把电路的周期、频率叫固有周期、固有频率2、LC 回路的周期和频率公式课本是直接给出的，要让学生通过观察实验了解公式的内容，它所反映的物理量之间的关系，能用公式对有关问题进行简单分析和计算式中各物理量的单位，有的学生容易出错，要提醒学生注意重点、难点和疑点及解决办法 1、重点LC 振荡电路的周期公式，频率公式是教材中的重点内容通过实验现象观察，定性地得出了电感 L 大（小）、电容 C 大（小）、周期长（短）的结论2、疑点为什么电容越大，电感越大，周期就越大？通过对电容充放电作用，线圈的自感作用对公式进行定性分析，以利于加深
6、对公式的理解教法建议 71、教师通过演示实验法、类比法引入公式，通过例题分析应用与巩固。2、学生通过观察，在教师启发下分析思考，自己做实验验证，例题思考讨论、归纳、总结，理解巩固、掌握应用。（三）电磁场、电磁波1、电磁场理论在高中不可能详细讲述，本节只要求学生有初步的、定性的了解即：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，并且它们总是互相联系，形成一个不可分离的统一的场电磁场2、电磁波是否存在的实验是检验麦克斯韦电磁场理论是否正确的试金石因此，证明电磁波存在的赫兹实验是在物理学史上起奠基作用的经典实验，这个实验对学生认识物理世界来 说，同样会起到奠基作用教材中虽然没有编入赫兹实验，有条件的学校
7、可以做一做，课堂上不好做也可在课外做不少学校有无线电组合教具，可用其中的电磁波的发射装置和接收装置做实验3、电磁波的公式要求学生很好理解和应用还要要求学生记住真空中电磁波和光的传播速度4、本节最后对电磁波和机械波作了对比，说明它们本质上是不同的，但在运动形式上有波动的共性可引导学生进行比较、讨论，以加深对它们的认识重点、难点和疑点及解决办法 1、重点：麦克斯韦电磁场理论要点及电磁波的特点2、难点：麦克斯韦电磁场理论要点的理解3、疑点：静电场的电场线是不闭合的，为什么此处电场线是闭合的？4、解决办法：“变化的磁场产生电场”的理解采用逐步抽象的办法来帮助学生理解麦克斯韦的想法，“变化的电场产生磁场
8、”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教法建议1、教师先通过实验引入，启发学生思考、想象，总结麦克斯韦理论，再利用哲学中相互联系的规律理解掌握电磁场理论结合课本讲解电磁波概念，类比机械波，理解电磁波传播规律2、适当介绍麦克斯韦如何继承前人的研究成果，如何提出合理的假设和建立完整的电磁场理论，以及它对科学的重要意义，对学生认识科学发展的过程，受到科学思想和方法的教育是十分必要的有条件的可以再适当多做些介绍三、教学设计：（一）电磁振荡教师先演示给学生观察并讲解电磁振荡的基本概念再利用投影幻灯片并类比单摆振动、讲解电磁振荡前半周期经历的过程，然后启发指导学生自己分析后半周期的
9、振荡过程1（二）电磁振荡的周期和频率教师先对比设问启发学生思考猜想，再通过实验演示，指导学生观察现象，分析研究，总结出周期的公式 ，再通过例题分析研究、讨论，巩固应用公式 （三）电磁场、电磁波教师先通过实验引入，启发学生思考、想象，总结麦克斯韦理论，再利用哲学中相互联系的规律理解掌握电磁场理论结合课本讲解电磁波概念，类比机械波，理解电磁波传播规律四、典型例题讲解 （一）电磁振荡根据电流变化图象研究 LC 电路例 如图所示为 LC 回路中的电流 i 随时间 t 变化的图象，可知（ ）A、在 时刻，电路中的电场能最大B、在 到 ，电容器极板上的电荷逐渐减少C、从 到 ，电容器放电D、在 时刻，线圈
10、中磁场能最小分析： LC 回路中电场能和电压（或电量）变化同步， 磁场能和电流变化同步，由此可判断 A 选项错误，D 选项正确在 到 的过程中，磁场能减小，电场能应增大，电量增加，B 选项错误在 到 的过程中，磁场能增大，电场能应减小，电量减少，电容器放电，C 选项正确解：由以上分析，选项 C、D 正确点评：熟记电场能、磁场能与其它物理量之间的变化关系，根据电场能和磁场能的转化情况来分析其它物理量的变化规律非常方便（二）电磁振荡的周期和频率【例】在图（甲）中， LC 振荡电路中规定图示电流方向为电流 i 的方向，则振荡电流随时间变化的图像如图（乙）所示那么，电路中各物理量在一个周期内的情况是：
11、_时刻，电容器上带电量为零；_时刻，线圈中的磁场最强；_时刻，电容器两板间的电场强度值最大；_时刻，电路中电流达到反向最大值；_时刻内是对电容器的充电过程1解析：分析这类问题的关键是要搞清电场能和磁场能相互转化的过程，以及它所对应的物理状态和物理量间的关系，由题图可知电容器 C 正在放电，当 t0 时，C 带电量最多，两板间电压最大，电场能也最大，而此时磁场能最小（为零），对应的电流 i 最小（为零），随着 C 放电的持续，带电量、电压、电场能将逐渐减小，而磁场能、电流 i 将逐渐变大，磁场能、电流达到最大之后由于电感 L 和电容 C 的作用，将对电容反向充电，直至最大，依此类推，故可得知，A
12、、C 时刻电流最大，磁场最强，电场为零， C 带电量为零，当电流为零时（对应图中的 O、B、D）电容器上带电量最多，相应的电场强度值为最大，同理可知 C 时刻电流达到最大，电容经过 T4 放电完毕后，紧接着又对电容反向充电，又经 T/4，充电到最大值，即带电量、电压、电场能达最大，磁场能、电流变为零，这个过程对应着图中的 ，类似的道理可知 也是对电容的充电过程（三）电磁场、电磁波例 1 根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法中错误的是A、变化的电场可产生磁场B、均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场C、振荡电场能够产生振荡磁场D、振荡磁场能够产生振荡电场分析与解：麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可
13、产生磁场，而变化的磁场能产生电场；产生的场的形式由原来的场的变化率决定，可由原来场随时间变化的图线的切线斜率判断，确定可见，均匀变化的电场的变化率恒定，产生不变的磁场，B 说法错误；其余正确答案：B关于电磁波在真空中的传播例 2 关于电磁波在真空中传播速度，下列说法中不正确的是（ ）A、频率越高，传播速度越大B、电磁波的能量越强，传播速度越大C、波长越长，传播速度越大D、频率、波长、强弱都不影响电磁波的传播速度分析与解：电磁波在真空中的波速与任何因素均无关现代物理中称光速不变原理在媒质中波速会变小答案：D五、随堂监测（一）电磁振荡11、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的
14、磁感线方向情况，由图可知，以下说法中正确的是（ ）A电容器正在充电B电感线圈中的电流正在增大C电感线圈中的磁场能正在转化为电容器中的电场能D自感电动势正在阻碍电流增加2、根据如图所示， LC 电路中电流随时间变化的曲线做出的判断正确的是（ ）A在 时刻电感线圈两端电压最小B在 时刻电容器带的电量为零C在 时刻电路中只有电场能D在 时刻电路中只有磁场能3、如图为 LC 振荡电路中电流图像，以下结论正确的是（ ）A a 时刻电容器极板上电量最大，两板间电压最大B b 时刻线圈中磁场能为零，通过的磁通量变化率最大C c 时刻电容器中电场能为零，线圈中自感电动势最大D d 时刻电流为零，产生的自感电动
15、势最大4、在电磁振荡中，如果没有能量损失，则振荡将永远持续下去，电路中的_将永远保持不变，这种振荡叫_振荡如果有能量损失，将逐渐减小，这种振荡叫_振荡参考答案：1、AC 2、 ABC 3、 BD 4、振荡能量、等幅（或无阻尼）；振幅、阻尼（二）电磁振荡的周期和频率1、为了增大 LC 振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是（ ）A增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放人铁芯B减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数C减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯D减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数2、如图所示， LC 振荡电路中的电感量 L0.5mH，电容量 C0.2 f，电源电动势 E4V，
16、内阻不计，电阻 ，先闭合电键 K，待电路稳定后再断开 K，试求：（l）振荡频率（2）从断开 K 到电容器 a 板开始带正电所经历的最短时间 3、有一 LC 振荡电路，当电容调节为 pF 时，能产生频率为 kHz 的振1荡电流，要获得频率为 kHz 的振荡电流，则可变容器应调整多大？（设电感 L 保持不变）答案：1、D 2、16kHz， s 3、50pF（三）电磁场、电磁波1、关于电磁场的理论，下面说法中正确的是（ ）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振荡电场周围产生的磁场也是振荡的2、对于声波、无线电波和
17、红外线，以下说法正确的是（ ）A都能在真空中传播 B都能发生反射C都能发生干涉D 都是本质上相同的波，只是频率不同而已3、关于电磁波的传播，下列叙述正确的是（ ）A电磁波频率越高，越易沿地面传播B电磁波频率越高，越易直线传播C电磁波在各种媒质中传播波长恒定D只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界参考答案1、根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场的变化是均匀的，产生的磁场是稳定的；如果电场的变化是不均匀的产生的磁场是变化的，A 错，B 正确均匀变化的磁场产生稳定的电场，C 错振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场，D 正确2、说明：无线电波和红外线都是电磁波，能在真空中传播各种波在一定的条件下都能发生射、干涉和衍射等现象声波是机械波，它必须依靠弹性媒质才能传播答案为 BC3、分析：电磁波频率越高，波长就越短，绕过地面障碍物的本领就越差，且地波在传播过程中的能量损失随频率的增高而增大，A 错随着电磁波频率的增大，粒子性越来越明显，其传播形式跟光相似，沿直线传播，B 正确电磁波在各种媒质中传播时，频率不变，但传播速度不等，波长不同，C 错由于同步通讯卫星相对于地面静止在赤道上空 3600 千米高的地方用它来作微波中继站，只要有三颗这样的卫星，就可以把微波讯号传遍全世界，D 正确答案为 BD六、作业：见作业本备注
