《電磁振蕩》物理教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)目標(biāo)】
（一）知識(shí)與技能
1．知道振蕩電流、振蕩電路、LC回路的概念。
2．LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過(guò)程。
3．知道在電磁振蕩過(guò)程中，LC回路中的能量轉(zhuǎn)化情況。
4．知道電磁振蕩的周期和頻率。
�。ǘ┻^(guò)程與方法
通過(guò)結(jié)合生活中各種相應(yīng)現(xiàn)象及常識(shí)，理解電磁振蕩在人們生活中的地位。
�。ㄈ┣楦�、態(tài)度與價(jià)值觀
1．體會(huì)物理知識(shí)在生活中的重要作用，培養(yǎng)勇于探索的精神。
2．培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探求知識(shí)的意識(shí)，增強(qiáng)求知欲望。
【教學(xué)重點(diǎn)】
電磁振蕩過(guò)程中電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。
【教學(xué)難點(diǎn)】
LC回路振蕩過(guò)程中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。
【教學(xué)方法】
演示分析法，類比推理法
【教學(xué)用具】
電感線圈一個(gè)（L>500 H，R<500Ω），200μF金屬化紙介電容一個(gè)，示波器、學(xué)生電源各一臺(tái)，單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，LC回路振蕩過(guò)程模擬課件一份，導(dǎo)線若干
【教學(xué)過(guò)程】
（一）引入新課
師：上節(jié)課我們已經(jīng)了解了電磁波的發(fā)現(xiàn)歷程，初步認(rèn)識(shí)了電磁波。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對(duì)我們來(lái)說(shuō)越來(lái)越重要。從移動(dòng)電話到廣播電視，從互聯(lián)網(wǎng)到航空導(dǎo)航，從衛(wèi)星遙感到宇宙探測(cè)，它們的工作和運(yùn)行都要利用電磁波�？墒�，電磁波是怎樣產(chǎn)生的？它有哪些性質(zhì)？它是怎樣傳送信息的？要解決這些問(wèn)題，我們首先來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)電磁振蕩的知識(shí)。
（二）進(jìn)行新課
1．電磁振蕩的產(chǎn)生
實(shí)驗(yàn)演示：
�。�1）出示電路圖投影片，照電路圖連接電路。
�。�2）引導(dǎo)學(xué)生分析：將S扳到a點(diǎn)，電容器是充電還是放電？上極板帶何種電荷？
�。蹖W(xué)生得出結(jié)論］電容器充電，上極板帶正電。
�。�3）提示學(xué)生注意觀察示波器圖象，然后將開關(guān)S扳到b點(diǎn)。
�。厶釂�(wèn)學(xué)生］你觀察到什么信號(hào)？
�。蹖W(xué)生回答］振幅逐漸減小的正弦交流信號(hào)。
分析上述電路的主要組成部分，并指出示波器和電源分別用來(lái)顯示信號(hào)波形和充電，板書LC回路定義。
1、LC回路：由自感線圈和電容器組成的電路叫做LC回路。
�。垩菔荆荻嗝襟w課件演示，從電容器放電瞬間開始，LC回路在振蕩過(guò)程中，電容器的帶電量和極板間場(chǎng)強(qiáng)，自感線圈中的電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，將結(jié)果填入表格，板書小標(biāo)題和表格。
2、LC回路的工作特點(diǎn)（圖表和圖象）
�。�1）
工作過(guò)程 q E i B
放電瞬間 qm Em 0 0
放電過(guò)程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm
充電過(guò)程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0
放電過(guò)程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm
充電過(guò)程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0
其中qm，Em，im，Bm分別表示電量、場(chǎng)強(qiáng)、電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。
先將示波器觀察到的電流信號(hào)繪制成圖象，然后根據(jù)上表請(qǐng)學(xué)生繪制i-t，q-t等圖象，板書圖象。
（2）放電 充電 放電 充電
分析上述電流的`變化特點(diǎn)，板書振蕩電流概念。
3、振蕩電流、大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫振蕩電流，實(shí)際振蕩電流的頻率很高，是高頻正弦交流。
繼續(xù)分析振蕩電流的來(lái)源，板書振蕩電路概念。
4、振蕩電路，能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路，LC回路是一種簡(jiǎn)單的振蕩電路。
分析上圖中各量隨時(shí)間的變化關(guān)系，板書電磁振蕩的概念。
5、電磁振蕩，振蕩電路中的電荷、電流、電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都發(fā)生同期性變化的現(xiàn)象叫電磁振蕩，在電磁振蕩過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能同時(shí)發(fā)生周期性變化。
［請(qǐng)學(xué)生回答］本節(jié)開始觀察到的振蕩電流的振幅怎樣變化？
［學(xué)生回答］不斷減小。
師：由于電路中存在電阻，電阻消耗電能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。另外，電路中的一部分能量還要以電磁波的形式輻射到周圍空間中去，所以，振蕩電路中能量不斷減少，振蕩電流的振幅不斷減小，最后會(huì)停止振蕩。
師：怎樣才能保持振蕩電流的振幅不變呢？
生：可以不斷地把能量補(bǔ)充到振蕩電路中。
師：在實(shí)際電路中，可以用晶體管等電子器件為L(zhǎng)C電路補(bǔ)充能量。
2．電磁振蕩的周期和頻率
師：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫周期，用T表示。一秒鐘完成周期性變化的次數(shù)叫頻率，用f表示。
�。ńo出上述定義之后，利用設(shè)問(wèn)進(jìn)行引導(dǎo)。）
�。墼O(shè)問(wèn)］電磁振蕩的周期和頻率跟哪些因素有關(guān)呢？下面就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
［出示電路圖投影片］
根據(jù)電路圖連接電路，將L、C調(diào)到某一值，然后通過(guò)開關(guān)S先給電容器充電，再觀察振蕩周期。
分別改變L、C的值，先后重復(fù)上面操作，觀察振蕩周期是否變化。
通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電磁振蕩的周期跟電路中的工作元件有關(guān)，即與電路的特點(diǎn)有關(guān)。
師：理論分析表明， LC回路的周期與自感系數(shù)L、電容C的關(guān)系是
T=2π
頻率：
f=
請(qǐng)學(xué)生填出公式中各量對(duì)應(yīng)的單位。
T（s） f（Hz） L（H） C（F）
（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
本節(jié)學(xué)習(xí)了電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程，知道了什么是LC回路。在LC回路中，振蕩電流、極板上的電量、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能都隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化。
我們還知道了LC回路的振蕩周期和頻率T=2π ，f= 。
（四）課余作業(yè)
預(yù)習(xí)下一節(jié)：電磁波的發(fā)射和接收。
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