高中物理 電磁振蕩教案 人教版第二冊(cè)

第十八章電磁振蕩和電磁波181 電磁振蕩 一、教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的現(xiàn)象，了解LC回路工作電流、電量變化的規(guī)律。二、教學(xué)重點(diǎn)LC回路工作過(guò)程及相關(guān)物理量變化的規(guī)律三、教學(xué)難點(diǎn)理解電磁振蕩一個(gè)周期內(nèi)電流的變化規(guī)律四、教學(xué)方法：探究法五、教 具：LC振蕩電路示教板一套、示教電流計(jì)一只，大電容一只，示教示波器一只。六、教學(xué)過(guò)程（一）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引入新課題師：大家看到過(guò)的畫(huà)面是和平號(hào)空間站發(fā)射場(chǎng)面。和平號(hào)上天后，人們是怎樣知道它到達(dá)預(yù)定的地點(diǎn)呢？生：無(wú)線(xiàn)電波。師：無(wú)線(xiàn)電廣播、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。現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)部門(mén)，幾乎都離不開(kāi)“電磁波”，可以說(shuō)“電”作為現(xiàn)代文明的標(biāo)志，“電磁波”就是現(xiàn)代文明的神經(jīng)中樞，或者叫現(xiàn)代化的代名詞。那么，電磁波是什么？它是怎樣產(chǎn)生的？它有什么性質(zhì)？怎樣利用它傳遞信號(hào)？這一章就要討論這些問(wèn)題，正象機(jī)械振動(dòng)能夠產(chǎn)生機(jī)械波一樣，電磁振蕩能夠產(chǎn)生電磁波。今天我們就從電磁振蕩開(kāi)始學(xué)習(xí)，讓我們先來(lái)觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)。（二）進(jìn)行新課1、實(shí)驗(yàn)演示、電腦模擬，觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)LC振蕩電路介紹實(shí)驗(yàn)裝置： LC回路電流表的作用電壓表的作用演示實(shí)驗(yàn)：邊觀察邊分析師：下面我們開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)：LC回路振蕩過(guò)程中電流的變化，本實(shí)驗(yàn)請(qǐng)大家主要觀察電壓表和電流表的指針變化特點(diǎn)。電流表、電壓表的指針變化有什么規(guī)律？（學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)）師：為了讓大家能有較長(zhǎng)時(shí)間觀察兩表指針的變化情況，我們通過(guò)電腦模擬兩表指針的變化，請(qǐng)大家再仔細(xì)觀察后回答問(wèn)題通過(guò)學(xué)生的觀察歸納出三個(gè)現(xiàn)象：1、電流表、電壓表指針在零點(diǎn)左右來(lái)回?cái)[動(dòng)?，F(xiàn)象2：電流表、電壓表指針擺幅越來(lái)越小。介紹等幅振蕩，用電腦模擬等幅振蕩過(guò)程。師：大家觀察等幅振蕩時(shí)兩表的指針的變化還有什么規(guī)律？（演示等幅振蕩實(shí)驗(yàn)后電腦展示LC回路中的電流和電量的變化，正常速度。電腦模擬電磁振蕩，同時(shí)點(diǎn)動(dòng)慢動(dòng)演示）師生共同總結(jié)：從觀察到的現(xiàn)象表明：當(dāng)電容器充電后能夠產(chǎn)生周期性變化的電流。2、學(xué)生自主探究物理現(xiàn)象本質(zhì)放電過(guò)程：（師生共同討論）師：當(dāng)電源E對(duì)電容C充電完畢，電容器上、下極板帶電量如何？（學(xué)生觀察思考、分析）師：為了研究方便我們可以規(guī)定：電量減少的過(guò)程叫做放電過(guò)程，把電量增大的過(guò)程叫做充電過(guò)程。下面我們先來(lái)一起討論放電過(guò)程。師生共同探討：放電過(guò)程中的電量、電流的變化特點(diǎn)。從電能的角度分析原因。充電過(guò)程：師：放電過(guò)程完畢，電容器兩極板上所帶的電量為0，LC回路中的電流會(huì)不會(huì)即刻突變?yōu)?？此時(shí)電感L的電路作用怎樣？師生共同探討：放電過(guò)程中的電量、電流的變化特點(diǎn)。（3）電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程(啟發(fā)思考進(jìn)行分析講解)給電容充電，如圖所示，電容器中儲(chǔ)存一定的電場(chǎng)能(E電)電容C放電，如圖所示，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能C上帶電量，電場(chǎng)能(電壓)逐漸減小(降低)，電路中的電流、磁場(chǎng)能則逐漸增大，請(qǐng)同學(xué)們想一下這樣轉(zhuǎn)化的條件是什么？為什么是“逐漸”的？隨后指出這是由于電容器的放電作用(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(shì)的“阻礙”作用所至，當(dāng)C放電完了時(shí)，如圖所示(電場(chǎng)能為0，E0，U0)，磁場(chǎng)能達(dá)到最大(與之對(duì)應(yīng)的振蕩電流也達(dá)到最大Im)反向充電過(guò)程，如圖所示，是磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能的過(guò)程，C放電完了時(shí)，由于L的自感作用，電路中移動(dòng)的電荷不能立即停止運(yùn)動(dòng)，仍保持原方向流動(dòng)，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，如圖5所示。電容C再次反向放電過(guò)程如圖7所示，同理可知E電(Qc，Uc)減小，直到為零，E磁（i）增大，直到最大(Im)如圖8所示，如此下去，回路中就產(chǎn)生了振蕩電流。歸納總結(jié)指出像上述情況，電路中的電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能（與之對(duì)應(yīng)的電荷Q和電流I)做周期性交替變化的現(xiàn)象叫做電磁振蕩現(xiàn)象。（4）阻尼振蕩和無(wú)阻尼振蕩振蕩電路中，若沒(méi)有能量損耗，則振蕩電流的振幅(Im)將不變，如圖9所示，叫做無(wú)阻尼振蕩(或等幅振蕩)阻尼振蕩，任何振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流i的振幅逐漸減小，如圖10所示，這叫做阻尼振蕩(或叫減幅振蕩)，請(qǐng)同學(xué)們想一下，電路損耗的能量哪里去了？如果用振蕩器周期性地給振蕩電路補(bǔ)充能量，就可以保持等幅振蕩，這類(lèi)似于受迫振動(dòng)。（三）鞏固練習(xí)240頁(yè)練習(xí)一（1）、（2）兩題（四）課堂總結(jié)師：通過(guò)分析電流、電量、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能都隨時(shí)間作周期性變化，在振蕩的全過(guò)程中存在幾個(gè)過(guò)程？各種不同過(guò)程中的電流、電量、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能有什么變化規(guī)律？先由學(xué)生討論歸納，再由老師小結(jié)電腦展示電腦展示電流、電量圖象。討論結(jié)論3時(shí)，給出電流時(shí)間圖象，通過(guò)分析要求學(xué)生畫(huà)出電量時(shí)間圖象，（五）布置作業(yè)： 1閱讀課本2預(yù)習(xí)第二節(jié)