高中物理教案 電磁場和電磁波
一、導引
人類認識客觀世界，發(fā)現(xiàn)新的事物，常有二種方式，一種是從生產(chǎn)實踐，科學實驗中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物，另一種是從科學理論出發(fā)，預言新的事物存在，電磁波的發(fā)現(xiàn)，屬于后一種。麥克斯韋從電磁場理論出發(fā)，運用了較為深奧的數(shù)學工具，得到了描述電磁場特性的規(guī)律，并預言了電磁波的存在。10年后，他的學生赫茲用實驗方法證實了麥克斯韋的偉大預言，發(fā)射并接收了電磁波，從而開創(chuàng)了無線電技術的新時代。
我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個理論。

二、授課
1．麥克斯韋的理論要點一，變化的磁場產(chǎn)生電場
演示實驗
裝置如圖所示，當穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產(chǎn)生感應電動勢，引起感應電流使燈泡發(fā)光。
(1)線圈中產(chǎn)生感應電動勢說明了什么？
麥克斯韋認為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場(渦旋電場)在線圈中驅使自由電子做定向的移動，引起了感應電流。
(2)如果用不導電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？
引導學生思考后回答，有電場、無電流。
(3)想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？(有)
(4)總結說明，麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關。

2．變化的電場產(chǎn)生磁場
我們知道，電流周圍存在著磁場，麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系。經(jīng)過反復思考提出一個假設，變化的電場產(chǎn)生磁場。
這一點，我們從哲學上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉化。
比如根據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時候，不僅導體中電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場。

3．電磁場、電磁波
(1)概念
麥克斯韋根據(jù)自己的理論進一步預言，如果在空間某域中有周期性變化的電場，那么，這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場……�？梢�，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場，這種變化的電場和變化的磁場總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播。見課本6-7圖，電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波。
(2)電磁波的特點
①是橫波
②是物質波，真空中也能傳播，能獨立存在(與機械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
（3）波速公式c＝λf
c為真空中速度，電磁波在真空中速度等于光速。
無線電技術中使用的電磁波叫無線電波，見課本表格介紹。

三、擴展
麥克斯韋的電磁場理論三點
1．變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。
2．均勻變化的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。這里的“均勻變化”指在相等時間內磁感應強度(或電場強度)的變化量相等，或者說磁感應強度(或電場強度)對時間變化率一定。
3．不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場
4．振蕩的(即周期性變化的)磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。
5．變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場，向周圍空間傳播這就是電磁波。

四、學生活動設計
通過觀察試驗，發(fā)揮想象能力，畫出變化磁場產(chǎn)生的電場的電場線。2．總結機械波與電磁波的聯(lián)系與區(qū)別

五、板書設計
電磁場和電磁波
麥克斯韋電磁場理論
1．變化的磁場產(chǎn)生電場
2．變化的電場產(chǎn)生磁場

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