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1、 【電磁振蕩電路】電磁振蕩說課教案 今日我說課的內(nèi)容是山東版一般高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書物理（選修34）第三章第一節(jié)電磁波的產(chǎn)生。 一、 說教材 本節(jié)內(nèi)容是山東版一般高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書物理（選修34）第三章第一節(jié) ，該節(jié)內(nèi)容是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，而且綜合運(yùn)用了電場和磁場的性質(zhì)，以及電磁感應(yīng)現(xiàn)象，學(xué)習(xí)本章不僅復(fù)習(xí)了前面的學(xué)問，而且在此根底上還會(huì)為電磁波的產(chǎn)生、傳播的學(xué)習(xí)打好了根底. 二、 說學(xué)情 所面對的學(xué)生是高二年級的學(xué)生，他們在高二上學(xué)期已經(jīng)學(xué)習(xí)了電場和磁場的一些的性質(zhì)，也學(xué)習(xí)過電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但是所學(xué)學(xué)問放置很久，所以在這里首先要求我們首先要復(fù)習(xí)以前的學(xué)問；另外作為高二年級的理科班的學(xué)生他們已

2、經(jīng)有了肯定程度的分析問題的力量，但是對學(xué)問點(diǎn)的總結(jié)力量還需加強(qiáng)，所以我們不僅要連續(xù)訓(xùn)練他們的分析問題的力量，還需要指導(dǎo)學(xué)生該如何總結(jié)學(xué)問點(diǎn)。 三、 說教法、學(xué)法 重在指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)所學(xué)的學(xué)問總結(jié)學(xué)問的力量，所以在教學(xué)中實(shí)行了類比教學(xué)的方法，另外也很重視對引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)問的總結(jié)，采納了明顯的列表總結(jié)的方法。在教學(xué)中也采納了試驗(yàn)的方法來引導(dǎo)學(xué)生從試驗(yàn)中得出結(jié)論。同時(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中自主地依據(jù)試驗(yàn)股權(quán)安插到的試驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，且在學(xué)習(xí)新學(xué)問點(diǎn)時(shí)也留意新舊學(xué)問間的相互聯(lián)系，學(xué)會(huì)自主構(gòu)建學(xué)問構(gòu)造，培育了學(xué)生觀看和總結(jié)學(xué)問的力量. 四、 教學(xué)目標(biāo) 從學(xué)問與技能方面：1知道電容器的充、放電作用及電感阻礙電流變

3、化作用 2會(huì)分析振蕩電流變化過程 從過程與方法方面：通過觀看演示試驗(yàn)，概括出電磁振蕩等概念，培育學(xué)生的觀看力量、類比推理力量，以及理解和概括力量 從情感態(tài)度與價(jià)值觀方面： 1通過教師設(shè)置情景和熱忱引導(dǎo)，鼓舞學(xué)生敢于探究、敢于提問、勇于創(chuàng)新。 五、 教學(xué)重難點(diǎn) 1先通過觀看演示試驗(yàn)，總結(jié)得到幾個(gè)根本概念：振蕩電路，振蕩電流，電磁振蕩現(xiàn)象等這局部學(xué)問，根本概念很抽象，討論對象多是看不見摸不著的電磁場及其運(yùn)動(dòng)，理解起來也較為困難，所以做好演示試驗(yàn)是關(guān)鍵，再輔以類比推理和生動(dòng)的比方、描述，能增加可承受性 2LC回路產(chǎn)生電磁振蕩是本章本單元的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)電磁振蕩產(chǎn)生的物理過程較為抽象，所以重點(diǎn)應(yīng)放在電

4、路中電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化上；分析指出何時(shí)電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，何時(shí)磁場能轉(zhuǎn)化為電場能；何時(shí)電場能最大，何時(shí)磁場能最大與之對應(yīng)的也要指出電路里電流何時(shí)最大，何時(shí)為零 其次還要明確電場能和磁場能相互轉(zhuǎn)化的條件是電感線圈的自感電動(dòng)勢的作用和電容器的充放電作用為了增加可理解性，此處可借助于單擺或彈簧振子的簡諧運(yùn)動(dòng)來類比、形容電磁振蕩過程中能量的轉(zhuǎn)化狀況 六、 教具 LC振蕩電路演示儀、學(xué)生電源、靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線若干 七、 教學(xué)過程 （一）、引入新課： 師：電磁波與現(xiàn)代的科技以及人類的生活親密關(guān)系。無線電播送、電視、人造衛(wèi)星、導(dǎo)彈、宇宙飛船等，傳遞信息和跟地面的聯(lián)系都要利用電磁波，電磁波對我們來說更是

5、越來越重要。那么電磁波究竟是什么？為什么它具有那么大的威力？它有哪些性質(zhì) ？它又是怎么產(chǎn)生與傳播的呢？ 這一節(jié)課我們就先來討論電磁波是怎么產(chǎn)生的。 （二）、新課教學(xué)： 師：在前面的幾個(gè)章節(jié)中，我們學(xué)習(xí)了機(jī)械波，那么機(jī)械波的產(chǎn)生需要什么條件呢？ 生：要有機(jī)械振動(dòng)作為波源，并且在傳播的過程中還要有介質(zhì)的作用。 師：從這里我們看到機(jī)械振動(dòng)形成了機(jī)械波；類似的電磁振蕩能夠產(chǎn)生電磁波，那么要想知道電磁波是怎么產(chǎn)生的，首先我們要知道什么是電磁振蕩？下面我們先來做一個(gè)試驗(yàn)： 1、電磁振蕩： （1）觀看演示試驗(yàn) 介紹儀器：電磁振蕩示教板，電感L、電容C；另附晶體管振蕩器，市售40V干電池（可延長電流表指針往復(fù)

6、搖擺時(shí)間，達(dá)十幾次以上）連接成如下圖電路 演示操作： 用6V電源給電容C充電，若將開關(guān)S撥到a端 師：將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？它說明白什么？ 引導(dǎo)啟發(fā)同學(xué)邊看邊想，電流表G指針為什么搖擺？往復(fù)搖擺說明通過G的電流有什么特點(diǎn)？ 在同學(xué)答復(fù)的根底上，總結(jié)得出幾個(gè)概念： 像這樣產(chǎn)生的大小和方向交替變化的電流叫做振蕩電流，能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路，上面的LC回路叫LC振蕩電路 上述試驗(yàn)中，為什么電流表G指針往復(fù)搖擺的幅度越來越??？假如LC回路中無電阻，也沒有其它形式的能量損失，則電流表的指針將始終搖擺下去，可是實(shí)際中總有能量損失，要維持LC回路中始終有振蕩電流，可借助于一種晶體管振蕩器，不斷地補(bǔ)充能量

7、然后接上振蕩器，再觀看現(xiàn)象：最終，再將振蕩電流信號取出，接在示波器上觀看波形后，指出振蕩電流是一種什么性質(zhì)的電流？有何特點(diǎn)？它是怎樣產(chǎn)生的？總結(jié)指出，振蕩電流實(shí)質(zhì)上就是前邊學(xué)過的溝通電，它也按正弦規(guī)律變化。下面討論它的產(chǎn)生過程： 2、電磁振蕩的產(chǎn)生過程： 師：我們先來分析LC振蕩電路中各用電器的作用：指導(dǎo)學(xué)生答復(fù), 從試驗(yàn)中我們可以看到產(chǎn)生的變化電流，這主要是線圈的自感作用，那么要把線圈換成了一個(gè)直流電阻又會(huì)看到什么現(xiàn)象？引導(dǎo)學(xué)生分析電容器的充放電過程，得出電流計(jì)的指針將會(huì)偏轉(zhuǎn)一次就變?yōu)榱悖辉僮兓?。從而更突出線圈的作用。 師：電場具有電場能，相應(yīng)的磁場也具有磁場能。那么電場能和磁場能都和哪些

8、因素有關(guān)？指導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)： (1) 與電場能有關(guān)的因素：電場能 電場線密度 電場強(qiáng)度E 電容器極板間電壓u 電容器帶電量q (2) 與磁場能有關(guān)的因素：磁場能 磁感線密度 磁感強(qiáng)度B 線圈中電流 i 師：下面我們來詳細(xì)分析振蕩電流產(chǎn)生的過程：（啟發(fā)學(xué)生思索進(jìn)展分析講解） 、給電容C充電，電容器中儲存肯定的電場能（E電） 、電容C放電 ，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能：C上帶電量、電場能（電壓）漸漸減?。ń档停?，電路中的電流、磁場能則漸漸增大，請同學(xué)們想一下這樣轉(zhuǎn)化的條件是什么？為什么是“漸漸”的？隨后指出這是由于電容器C的放電作用（兩極板上正、負(fù)電荷的吸引作用）和電感L中電流變化時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢的“阻

9、礙”作用所至當(dāng)C放電完了時(shí)，電場能為零，QC=0，UC=0 ，磁場能到達(dá)最大（與之對應(yīng)的振蕩電流也到達(dá)最大Im） 、反向充電過程，是磁場能轉(zhuǎn)化為電場能的過程，C放電完了時(shí)，由于L的自感作用，電路中移動(dòng)的電荷不能馬上停頓運(yùn)動(dòng)，仍保持原方向流淌，經(jīng)C反向充電，同理則有i減小，E磁減小，而E電增大（QC，UC也隨之增大）直到E磁（i）減為零，E電（QC，UC）增為最大， 、電容C再次反向放電過程，同理可知E電（QC，UC）減小，直到為零，E磁（i）增大，直到最大（Im） 、電容器又開頭充電，則有i減小，E磁減小，而E電增大（QC，UC也隨之增大）直到E磁（i）減為零，E電（QC，UC）增為最大。 綜

10、合上面的分析指導(dǎo)學(xué)生分析出整個(gè)過程中能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系： 得出： 電磁振蕩產(chǎn)生的過程特點(diǎn)： （1） 兩個(gè)特別的過程： 充電過程：磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，Qc i 放電過程：電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，Qc i （2） 兩個(gè)特別的物理狀態(tài)： 充電完成狀態(tài)：Qc= Qm , i=0 磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢,電場能最大，磁場能最小。 放電完成狀態(tài)：Qc =0, i=Im 電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢，磁場能最大，電場能最小。 歸納總結(jié)指出： 時(shí) 間 t t=0 t=T/4 t=T/2 t=3T/4 t=T 電容器 帶電量 最大 (A、B) 零 最大 (A、B) 零 最大 (A、B) 電路中 電 流 零 最大(ab) 零

11、最大(ba) 零 電場能 最大 零 最大 零 最大 磁場能 零 最大 零 最大 零 變化規(guī)律的圖象描述： 得出：電場能與磁場能交替轉(zhuǎn)化 分析給出：抱負(fù)的LC振蕩電路：總能量守恒電場能磁場能恒量 綜述，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出電磁振蕩的概念： 在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷、通過線圈的電流，以及跟電荷和電流相聯(lián)系的電場和磁場都發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。 師：電磁振蕩的過程和我們以前所學(xué)的單擺過程很相像：引導(dǎo)學(xué)生做比擬，并完成表格，學(xué)會(huì)前后學(xué)問相聯(lián)系，比擬學(xué)習(xí). 電磁振蕩與單擺運(yùn)動(dòng)的類比： 電磁振蕩 簡諧運(yùn)動(dòng) 過程 特點(diǎn) 充電：加在電容器兩端的電壓產(chǎn)生充電電流；線圈的電感阻礙

12、充電電流的突變。 放電：線圈的電感維持放電電流不變；電容器兩端電壓阻礙放電電流。 加速：回復(fù)力使單擺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，慣性維持單擺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。 減速：慣性維持單擺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，回復(fù)力使單擺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變。 對應(yīng) 的物 理量 電容C 電感L（相當(dāng)于慣性） 電荷q 電流i 電場能E電場能 磁場能E磁場能 單擺擺長L 小球質(zhì)量m（慣性） 位移x 速度V 重力勢能Ep 動(dòng)能Ek 規(guī)律 兩極間電勢差隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化 擺球的位移隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化 能量 轉(zhuǎn)化 電場能與磁場能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒 動(dòng)能與勢能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒 本質(zhì) 區(qū)分 振蕩電路中自由電子的電磁運(yùn)動(dòng) 振子的機(jī)械運(yùn)動(dòng) 八、 練習(xí) 1、 關(guān)

13、于LC振蕩電路中的振蕩電流，以下說法正確的選項(xiàng)是（） A、 振蕩電流最大的瞬時(shí)，自感電動(dòng)勢為零 B、 振蕩電流為零時(shí)，自感電動(dòng)勢最大 C、 振蕩電流減小的過程中，自感電動(dòng)勢方向與電流同方向 D、 振蕩電流為零時(shí)，線圈四周磁場消逝 2、電容器a 、b兩極板，接在振蕩電路中，其電流變化如下圖，當(dāng)t=1/4T時(shí)，a板帶正電荷，以下說法正確的選項(xiàng)是（ ） A、當(dāng)t=1/2T 時(shí)，a板帶正電荷 B、在3/4TT的過程中，電容器正在放電； C、當(dāng)t=1/4T 時(shí)，a板帶負(fù)電荷 D、在01/4T 的過程中，電容器正在充電 九、 板書設(shè)計(jì) 電磁波 一、 電磁振蕩 1、 振動(dòng)電流和振蕩電路 振蕩電流：大小和方向均做周期性變化的電流 變化規(guī)律（同溝通電）：按正弦或者余弦規(guī)律變化 2、 LC振蕩電路 3、 電磁振蕩產(chǎn)生的過程特點(diǎn)： （1） 兩個(gè)特別的過程： 充電過程：磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，Qc i 放電過程：電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，Qc i （2） 兩個(gè)特別的物理狀態(tài)： 充電完成狀態(tài)：Qc= Qm , i=0 磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢,電場能最大，磁場能最小。 放電完成狀態(tài)：Qc =0, i=Im 電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢，磁場能最大，電場能最小。