《電磁振蕩》物理教學(xué)設(shè)計
【教學(xué)目標】
�。ㄒ唬┲R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)生過程。
3．知道在電磁振蕩過程中，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┻^程與方法
通過結(jié)合生活中各種相應(yīng)現(xiàn)象及常識，理解電磁振蕩在人們生活中的地位。
（三）情感、態(tài)度與價值觀
1．體會物理知識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)生實驗探求知識的意識，增強求知欲望。
【教學(xué)重點】
電磁振蕩過程中電場能與磁場能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。
【教學(xué)難點】
LC回路振蕩過程中電場強度和磁感應(yīng)強度的相互轉(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（L>500 H，R<500Ω），200μF金屬化紙介電容一個，示波器、學(xué)生電源各一臺，單刀雙擲開關(guān)一個，LC回路振蕩過程模擬課件一份，導(dǎo)線若干
【教學(xué)過程】
（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，初步認識了電磁波。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對我們來說越來越重要。從移動電話到廣播電視，從互聯(lián)網(wǎng)到航空導(dǎo)航，從衛(wèi)星遙感到宇宙探測，它們的工作和運行都要利用電磁波�？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？要解決這些問題，我們首先來學(xué)習(xí)有關(guān)電磁振蕩的知識。
（二）進行新課
1．電磁振蕩的產(chǎn)生
實驗演示：
�。�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，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。
�。厶釂枌W(xué)生］你觀察到什么信號？
�。蹖W(xué)生回答］振幅逐漸減小的正弦交流信號。
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顯示信號波形和充電，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回路在振蕩過程中，電容器的帶電量和極板間場強，自感線圈中的電流和磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律，將結(jié)果填入表格，板書小標題和表格。
2、LC回路的工作特點（圖表和圖象）
�。�1）
工作過程 q E i B
放電瞬間 qm Em 0 0
放電過程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm
充電過程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0
放電過程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm
充電過程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0
其中qm，Em，im，Bm分別表示電量、場強、電流和磁感應(yīng)強度的最大值。
先將示波器觀察到的電流信號繪制成圖象，然后根據(jù)上表請學(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，板書振蕩電流概念。
3、振蕩電流、大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫振蕩電流，實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回路是一種簡單的振蕩電路。
分析上圖中各量隨時間的變化關(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、電場和磁感應(yīng)強度都發(fā)生同期性變化的現(xiàn)象叫電磁振蕩，在電磁振蕩過程中，電場能和磁場能同時發(fā)生周期性變化。
�。壅垖W(xué)生回答］本節(jié)開始觀察到的振蕩電流的振幅怎樣變化？
�。蹖W(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充到振蕩電路中。
師：在實際電路中，可以用晶體管等電子器件為LC電路補充能量。
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)問進行引導(dǎo)。）
�。墼O(shè)問］電磁振蕩的周期和頻率跟哪些因素有關(guān)呢？下面就通過實驗來研究這個問題。
�。鄢鍪倦娐穲D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。
通過上面的實驗發(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=
請學(xué)生填出公式中各量對應(yīng)的單位。
T（s） f（Hz） L（H） C（F）
（三）課堂總結(jié)、點評
本節(jié)學(xué)習(xí)了電磁振蕩的產(chǎn)生過程，知道了什么是LC回路。在LC回路中，振蕩電流、極板上的電量、電場能和磁場能都隨時間按正弦規(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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