《電磁波》學案教案

這是《電磁波》學案教案，是優秀的物理教案文章，供老師家長們參考學習。

　　學習目標：

　　1·初步了解麥克斯韋理論的基本思想以及在物理學發展史上的意義·

　　2·了解電磁波的產生·通過赫茲電火花實驗，感受電磁波的存在，體會電磁波的物質性。

　　知道電磁波在真空中的速度等于光速。

　　3·初步了解LC電路的振蕩過程·了解LC電路的振蕩周期和頻率與電感L和電容C的關系。

　　自主學習

　　一.電磁場、電磁波

　　1.麥克斯韋電磁場理論的要點：

　　(1)變化的磁(電)場將產生電(磁)場。

　　(2)變化的磁(電)場所產生的電(磁)場取決于磁(電)場的變化率。具體地說，均勻變化的磁(電)場將產生恒定的電(磁)場，非均勻變化的磁(電)場將產生變化的電(磁)場，周期性變化的磁(電)場將產生周期相同的周期性變化的電(磁)場。

　　(3)變化的磁場和變化的電場互相聯系著，形成一個不可分離的統一體——電磁場。

　　變化的電場，其周圍產生磁場，變化的磁場其周圍產生電場.

　　注意：均勻變化的電場(或磁場)其周圍產生穩定的磁場(或電場).

　　2.電磁場：變化的電場、磁場形成一個不可分割的統一體叫電磁場.

　　3.電磁波：變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波

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　　a.電磁波的傳播不需要介質，但可以在介質中傳播。

　　b.電磁波是橫波。E與B的方向彼此垂直，而且都跟波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波。電磁波的傳播不需要靠別的物質作介質，在真空中也能傳播。

　　c.電磁波的波速等于光速，實際上，光就是特定頻率范圍內的電磁波。

　　電磁波的波長、頻率、波速三者之間的關系是：λ=C/f。 此式為真空中傳播的電磁波各物理量之間的關系式。

　　d.場是能量貯存的場所，電磁波貯存電磁能.

　　e.赫茲用實驗證明了電磁波的存在，還測定了電磁波的波長和頻率，得到了電磁波的傳播速度.

　　f. 電磁波的傳播不需要靠別的物質作介質，在真空中也能傳播。

　　注意：⑴要深刻理解和應用麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場?？梢宰C明：振蕩電場產生同頻率的振蕩磁場;振蕩磁場產生同頻率的振蕩電場。

　?、瓢凑整溈怂鬼f的電磁場理論，變化的電場和磁場總是相互聯系的，形成一個不可分離的統一的場，這就是電磁場。電場和磁場只是這個統一的電磁場的兩種具體表現。

　　二、電磁振蕩

　　在振蕩電路里產生振蕩電流的過程中，由容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯系的磁場和電場都發生周期性變化的現象，叫做電磁振蕩。

　　1. LC振蕩電路

　　由自感線圈和電容器組成的電路就是最簡單的振蕩電路，簡稱LC回路。 在LC回路里，產生的大小和方向都做周期性變化的電流，叫做振蕩電流。 如圖所示，先將電鍵S和1接觸，電鍵閉合后電源給電容器C充電，然后S和2接觸，在LC回路中就出現了振蕩電流。大小與方向都做同期性變化的電流叫振蕩電流.

　　2.電磁振蕩

　　在產生振蕩電流的過程中，電容器上極板上的電荷q，電路中的電流i，電容器內電場強度E，線圈中磁感應強度B都發生周期性的變化，這種現象叫做電磁振蕩.

　　(1)從振蕩的表象上看：LC振蕩過程實際上是通過線圈L對電容器C充、放電的過程。

　　(2)從物理本質上看：LC振蕩過程實質上是磁場能和電場能之間通過充、放電的形式相互轉化的過程。

　　3.振蕩的周期和頻率

　　理論研究表明，周期T和頻率f跟自感系數L和電容C的關系：

　　注意：當電路定了，該電路的周期與頻率就是定值，與電路中電流的大小，電容器上帶電量多少無關.

　　【課堂訓練 】

　　1.關于電磁場和電磁波，下列敘述中正確的是 ( )

　　A.恒定的電場能夠產生電磁波 B.電磁波傳播的過程中也傳遞了能量

　　C.電磁波從一種介質進入另一種介質，頻率不變 D.電磁波的傳播需要介質

　　2.關于電磁波和聲波，下列說法正確的是 ( )

　　A.電磁波是由發生的區域向遠處傳播，聲波是聲源的振動向遠處傳播

　　B.電磁波的傳播不需要介質，聲波的傳播需要介質

　　C.由空氣進入水中傳播時，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大

　　D.由空氣進入水中傳播時，電磁波的波長變小，聲波的波長變大

　　3.關于物理學史，下列說法中正確的是 ( )

　　A.最早發現電和磁有密切聯系的科學家是奧斯特 B.電磁感應現象是法拉第發現的

　　C.建立完整的電磁場理論的科學家是麥克斯韋 D.最早證明有電磁波存在的科學家是赫茲

　　4.某電路中電場隨時間變化的圖象如圖所示，能發射電磁波的電場是(　　)

　　5.真空中所有的電磁波都具有相同的(　　)

　　A.頻率　　　　B.波長 C.波速 D.能量

　　6.關于電磁波，下列說法中正確的是(　　)

　　A.在真空中，頻率越高的電磁波傳播速度越大

　　B.在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大

　　C.電磁波由真空進入介質，速度變小，頻率不變

　　D.只要發射電路的電磁振蕩一停止，產生的電磁波立即消失

　　7.根據麥克斯韋電磁場理論，變化的磁場可以產生電場.當產生的電場的電場線如圖所示時，可能是(　　)

　　A.向上方向的磁場在增強 B.向上方向的磁場在減弱

　　C.向上方向的磁場先增強，然后反向減弱 D.向上方向的磁場先減弱，然后反向增強

　　8.某時刻LC振蕩電路的狀態如圖所示，則此時刻(　　)

　　A.振蕩電流i在減小

　　B.振蕩電流i在增大

　　C.電場能正在向磁場能轉化

　　D.磁場能正在向電場能轉化

　　第三節 電磁波的發射和接收

　　學習目標

　　1、了解無線電波的波長范圍，無線電波的發射過程和調制的簡單概念，以及調諧、檢波及無線電波的接收的基本原理.

　　2、理解無線電波發射的過程

　　重點難點

　　1.電磁波有效發射的條件，調制的含義及調制方式。無線電波調制的含義及調幅和調頻的區別。

　　2. 無線電波接收原理。“電諧振”概念。

　　自主學習

　　1) 叫調制，

　　目前調制方式有調幅(AM)和調頻(FM)，調幅(AM)的特點是：

　　，調頻(FM)的特 點:

　　2)下面兩組圖象中能說明調幅特點的是 組，能說明調頻特點的是 組。

　　(甲) (乙)

　　[來源：高考%資源網 KS%5U

　　3) 叫調諧， 叫解調。無線電波的接收需要經過 和 兩個過程?

　　4)電磁波在真空中傳播的速度________3× 108m/s.(填“大于”、“小于”或“等于”)

　　我們可以用電磁波來傳遞________信號和________信號.

　　【知識點撥】

　　1)有效的向外發射電磁波的條件是(1)要有足夠高的振蕩頻率，因為頻率越高，發射電磁波的本領越大。(2)振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，才有可能有效的將電磁場的能量傳播出去。

　　改造 振蕩電路——由閉合電路成開放電路可以有效的向外界發射電磁波。

　　天線、地線、開放電路構成的基本發射裝置與振蕩器電路耦合構成了實際應用的發射無線電波的裝置。

　　在利用無線電波傳遞信號時，需要通過調制過程，使得電磁波隨著信號而改變，如圖所示過程，分為調幅和調頻。

　　調幅：使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調幅。

　　調頻：使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調頻。

　　2)電磁波在空間傳播時，如果遇到導體，會使導體產生感應電流，感應電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導體，就可以接收到電磁波了。當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強。

　　這樣我們便可以接收無線電波了，下圖是收音機內接收無線電波的調諧裝置：

　　通過改變可變電容的電容大小改變調諧電路的固有頻率，進而使其與接收電臺的電磁波頻率相同，這個頻率的電磁波就在調諧電路里激起較強的感應電流，這樣就選出了電臺。

　　3)用調諧電路接收到的感應電流是調制的高頻振蕩電流，要直接感受到所需要的信號，還需要檢波。(分步繪制)

　　檢波是調制的逆過程，因此也叫做解調。檢波以后信號再經過放大、重現，我們就可以聽到和看到了。

　　課堂練習

　　1.為了使需要傳遞的信息加載在電磁波上發射到遠方，必須對振蕩電流進行(　　)

　　A.調諧　　　B.放大 C.調制 D.檢波

　　2.要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領，應該采取的措施是(　　)

　　A.增加輻射波的波長 B.使振蕩電容器的正對面積足夠大

　　C.盡可能使電場和磁場分散開 D.增加回路中的電容和電感

　　3.要接收到載有信號的電磁波,并通過耳機發出聲音,在接收電路中須經過下列過程中的( )

　　A.調幅 B.調頻 C.調諧 D.解調

　　4.關于無線電波的發送和接收，下列說法中正確的是(　　)

　　A.為了將信號發送出去，先要進行調諧

　　B.為了從各個電臺發出的電磁波中將需要的選出來，就要進行調制

　　C.為了從高頻電流中還原出聲音信號，就要進行調頻

　　D.以上說法都不對

　　5.關于電磁波的傳播，下列敘述正確的是(　　)

　　A.電磁波頻率越高，越易沿地面傳播

　　B.電磁波頻率越高，越易沿直線傳播

　　C.電磁波在不同介質中傳播波長相同

　　D.只要有三顆同步衛星在赤道上空傳遞微波，就可把信號傳遍全世界

　　§14.4-5電磁波與信息化社會、電磁波譜

　　一、學習目標

　　1、通過電視、雷達、移動電話、因特網等實例了解電磁波的應用.

　　2、知道光是電磁波.

　　3、知道電磁波譜中按頻率(或波長)大小的排列順序。

　　4、知道紅外線、紫外線、X射線的主要作用.

　　二、學習重點和難點

　　1.電視、雷達、移動電話、因特網等原理及應用。 2. 各科電磁波的特性及應用

　　三、學習導航

　　(一)電磁波與信息的傳遞

　　1.電磁波可以通過 、 進行有線傳輸，也可以進行 傳輸

　　2. 電磁波的 越高，相同時間傳遞的信息量越大

　　(二)電磁波的應用

　　1、電視、 、 、因特網等無線通信等都是電磁波的具體應用。

　　2、雷達是利用無線電波來 的無線電設備。電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長的障礙物就要發生反射，雷達就是利用電磁波的這個特性工作的.波長 的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強，因此雷達用的是 。

　　(三) 電磁波傳遞能量

　　1、電磁波是一種物質， 通過實驗證實了電磁波的存在

　　2、微波爐的工作原理：食物中的水分子在微波的作用下熱運動加劇，溫度升高，內能 。

　　3、各種各樣的儀器能夠探測到許多電磁波，表明電磁波具有 。

　　(四)太陽輻射

　　太陽輻射的能量集中在 、 和 三個區域，在眼睛感覺最敏感的 光附近，輻射能量最強。

　　(五)電磁波譜的特性及應用

　　1、電磁波譜：我們把各種電磁波按照 或 大小的順序排列成譜，就叫電磁波譜。

　　2、光是一種電磁波，電磁波的速度和它的傳播速度相同，在傳播過程中可不需要介質，都具有波動的共性.如干涉、_______、________。它又是橫波.

　　3、電磁波譜 種類 無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 γ射線 頻率變化 由左向右，頻率變化為： 波長變化

　　(真空中) 由左向右，波長變化為： 特性

　　用途

　　課堂練習

　　1.電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是(　　)

　　A.無線電波、紅外線、紫外線、γ射線

　　B.紅外線、無線電波、γ射線、紫外線

　　C.γ射線、紅外線、紫外線、無線電波

　　D.紫外線、無線電波、γ射線、紅外線

　　2.下列電磁波中，哪種射線的衍射現象最容易發生(　　)

　　A.γ射線 B.紫外線

　　C.X射線 D.無線電波

　　3.下列說法正確的是(　　)

　　A.電磁波具有能量

　　B.電磁波是一種物質

　　C.太陽輻射的能量集中在X射線附近

　　D.在紫外線附近太陽輻射的能量最強

　　4.下列說法正確的是(　　)

　　A.只有物體溫度較高時，才能向外輻射紅外線

　　B.紫外線的主要作用是化學作用和熒光作用

　　C.可見光比紅外線容易發生衍射現象

　　D.X射線能在磁場中偏轉，穿透力較強，可用來進行人體透視

　　5.目前雷達發射的電磁波頻率多在200 MHz至1000 MHz的范圍內.下列關于雷達和電磁波的說法正確的是(　　)

　　A.真空中上述雷達發射的電磁波的波長范圍在1.5 m至0.3 m之間

　　B.電磁波是由恒定不變的電場或磁場產生的

　　C.測出從發射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的距離

　　D.波長越短的電磁波，反射性能越強

　　6.關于電磁波譜，下列說法中正確的是( )

　　A.電磁波中最容易表現出干涉、衍射現象的是無線電波

　　B.紅外線、紫外線、可見光是原子的外層電子受激發后產生的

　　C.X射線和γ射線是原子的內層電子受激發后產生的

　　D.紅外線的顯著作用時熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線

　　光學電磁場和電磁波高考試題匯編

　　1. 電磁波包含了 射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是

　　(A)無線電波、紅外線、紫外線、 射線

　　(B)紅外線、無線電波、 射線、紫外線

　　(C) 射線、紅外線、紫外線、無線電波

　　(D)紫外線、無線電波、 射線、紅外線

　　2.下列關于電磁波的說法正確的是

　　A.均勻變化的磁場能夠在空間產生電場

　　B.電磁波在真空和介質中傳播速度相同

　　C.只要有電場和磁場，就能產生電磁波

　　D.電磁波在同種介質中只能沿直線

　　3.如圖所示，水下光源S向水面A點發射一束光線，折射光線分別為a、b兩束。則( )

　　A.在水中a光的速度與b光的一樣大

　　B.a，b兩束光相比較，在真空中a光的波長較長

　　C.若保持入射點A位置不變，將入射光線順時針旋轉，從水面上方觀察，a光先消失，

　　D.用同一雙縫干涉實驗裝置分別用a，b光做實驗，a光干涉

　　相鄰條紋間距小于b光干涉條紋間距