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高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用教案
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用教案，共5页。教案主要包含了电磁场，电磁波，电磁波谱，电磁波的能量，电磁波通信等内容，欢迎下载使用。
课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第十三章第4节 电磁波的发现及应用
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
3.3.4通过实验,了解电磁波,知道电磁场的物质性。
3.3.5 通过实例,了解电磁波的应用及其带来的影响。
教材分析：本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第13章第4节的内容,本节从理论上讲是电磁学的核心内容。这些内容非常抽象。在教学要求上只需有一个初步的定性的了解，突出理论的核心内容。麦克斯韦凭借自己的数学天赋,从研究法拉第的电磁感应定律到预言“电磁波的存在”,最终建立了完整的电磁学理论.无处不体现着科学探索的精神和方法,更在无形中渗透着创新思维在科学发展中的推动作用。本节阐述了电磁波的组成，分波段解释了无线电波、红外线，可见光、紫外线、X射线、丫射线的特点与应用，并指出电磁波具有能量．课程标准对这些内容的要求都属于“了解”的层次没有繁难的推理和计算．因此，教学方式以引导学生阅读和讨为主。
学情分析
知识储备：在必修阶段学生没有学习机械振动和机械波的知识，因此对于麦克斯韦电磁场理论产生的历史渊源和理论的基本内容。教科书都直接陈述给出。教科书突出了电磁场理论中最核心的内容:变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，变化的电场和磁场交替产生并传播出去形成电磁波。接下来教科书通过实例让学生了解电磁波的物质性，了解电磁波谱中各波段的主要特性和应用。课程标准对这些内容的要求属于了解的层次，教科书中也没有复杂的推理和计算。在教学方式上可以采取学生阅读，互动讨论为主。
能力基础：本节课的教学重点是电磁波的发现历史概况，物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用:电磁波是一种特殊物质。能传播能量和信息:电磁波谱中各波段的主要特性以及在科技经济和社会信息化等方面的主要应用。教学难点是麦克斯韦电磁场的基本概念和理论。
思维能力：重在培养学生科学的物质观，能用这些观念解释和解决实际问题。关注科技进步和社会发展。
核心素养
物理观念：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，从中渗透事物之间是相互联系的，可以转化的物理观念。
科学思维：通过学习使学生体会科学家研究物理问题的思想方法。
科学探究：通过了解电磁场理论建立的历史过程，使学生感认识规律的普遍性和特殊性。
科学态度与责任：了解人类发现电磁波的历史，知道麦克斯韦、赫兹等物理学家对电磁波发现做出的巨大贡献，领会在电磁波的发现过程中所蕴含的科学方法和科学精神。体验赫兹证明麦克斯韦预言的电磁波存在的实验过程及实验方法．领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
( 1 )了解人类发现电磁波的历史，知道麦克斯韦、赫兹等物理学家对电磁波发现做出的巨大贡献，领会在电磁波的发现过程中所蕴含的科学方法和科学精神。
(2)体验赫兹证明麦克斯韦预言的电磁波存在的实验过程及实验方法．领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用。
( 3 )了解电磁波本身是一种特殊物质.电磁波能传递能量和信息。
(4)了解电磁波谱中各波段的主要特性及其在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用.知道可见光是电磁波谱家族中的一个频段。
让学生明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：问题导入
电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。
那么，电磁波是怎样发现的呢？
1、PPT展示问题，引导学生进入课题。
2、板书：§13.4电磁波的发现及应用
思考问题并带着问题进入课堂。
1、评价学生是否有对新课题的求知欲望。
环节二：新课教学
活动一： 电磁场
1、变化的磁场产生电场
在变化的磁场中放入一个闭合电路，电路里会产生感应电流。这是法拉第发现的电磁感应现象。麦克斯韦进一步想到：既然产生了感应电流，一定是有了电场，它促使导体中的自由电荷做定向运动；即使在变化的磁场中没有闭合电路，同样会在空间产生电场。因此，麦克斯韦认为：这个现象的实质是变化的磁场产生了电场。
2、变化的电场产生磁场
既然变化的磁场能够产生电场，那么，变化的电场能产生磁场吗？麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
3、电磁场
按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
1、让学生阅读课本、自主学习。
2、让学生思索前面学习的场景中哪些能体现“变化的磁场产生电场”
3、让学生思索前面学习的场景中哪些能体现“变化的电场产生磁场”
1、阅读课本，自主学习此部分内容
2、列举之前学习场景中能体现“变化的磁场产生电场”的例子。
3、列举之前学习场景中能体现“变化的电场产生磁场”的例子。
1、评价学生阅读情况。
2、评价学生的举例是否正确
活动二：电磁波
1、电磁波
电磁波的产生与传播示意图
变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。
2、电磁波特点
（1）电磁波可以在真空中传播。
（2）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 多普勒效应和偏振现象。
（3）光的电磁理论：电磁波的速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动。c=3×10 8m/s
3、做一做 捕捉电磁波
1、让学生阅读课本、自主学习。
1、阅读课本，自主学习此部分内容
1、评价学生阅读情况。
活动三：电磁波普
1、波长、频率和波速
（1）波长：相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离作波长。符号：λ 单位：m
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰； 凹下的最低处叫作波谷。
（2）频率：在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。用f表示。
（3）波速、波长、频率三者之间的关系是：波速＝波长 × 频率
c＝λ f
2、电磁波谱
（1）按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
电磁波谱及其应用
（2）电磁波的频率范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、 γ射线，都是电磁波。它们的波长越来越短，频率越来越高。
（3）电磁波在不同频率的应用
1、让学生阅读课本、说出波长、频率和波速的概念以及三者之间的关系。
2、让学生观察图片，说出电磁波谱以及不同频率电磁波的应用。
1、阅读课本，说出波长、频率和波速的概念
2、阅读课本，找到波长、频率和波速三者之间的关系
3、观察图片，说出电磁波谱以及不同频率电磁波的应用
1、评价学生阅读情况。
2、评价学生能否说出波长、频率和波速的概念，找到波长、频率和波速三者之间的关系
3、评价学生对电磁波在不同频率的应用的了解情况
活动四：电磁波的能量、电磁波通信
1．电磁波的能量
电磁波是一种物质存在的形式。食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。食物增加的能量是微波给它的。可见，电磁波具有能量。
2、电磁波通信
（1）通信网络
（2）电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。
1、让学生阅读课本、自主学习。
1、阅读课本，自主学习此部分内容
1、评价学生阅读情况。
环节三：例题讲解
1.关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
答案:D
2.下列说法中正确的是（ ）
A．变化的磁场不能产生电场
B．变化的电场不能产生磁场
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在
D．电磁波能在真空中传播
答案:D
3.在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是（ ）
A．红外线的频率最大，可见光的频率最小
B．X射线频率最大，红外线的频率最小
C．可见光的频率最大，红外线的频率最小
D．X射线频率最大，可见光的频率最小
答案:B
4.下列说法中正确的是（ ）
A．磁场不能产生电场
B．电磁波的能量可能是连续的
C．法拉第发现了电流的磁效应
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在
答案:D
5.用实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路，被誉为无线电通信的先驱的德国物理学家是（ ）
A．安培 B．麦克斯韦
C．韦伯 D．赫兹
答案:D
1、多媒体展示例题。
2、让学生讨论后分小组发言。
3、教师评价同学的回答和讲解例题。
学生分组讨论发言。
1、评价学生完成的例题情况。
2、评价学生听老师讲解例题的情况。
3、评价学生自主学习能力和语言表达能力。
环节四：课堂小结
学到了什么？
1、引导学生小结，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
小组讨论，发言总结本节课得失
1、评价学生的讨论情况和发言情况。2、评价学生对本节课的掌握情况
环节五：作业设计
教材 练习与应用
第1、2、3、4题.仅要求能口头回答，不做书面回答要求
指导学生完成练习并检查完成情况。
按要求完成练习。
评价学生能否口头回答相关问题。
环节六：主板书设计
§13.4电磁波的发现及应用
一、电磁场
1.麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场激发磁场，变化的电场激发磁场。
2.变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
二、电磁波
1.电磁场从发生区域向远处的传播叫电磁波。
2.电磁波特点
三、电磁波谱
1．波长、频率和波速 c＝λf c＝3×108 m/s。
2.电磁波谱
四、电磁波的能量
电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
五、电磁波通信
教学反思
课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第十三章第4节 电磁波的发现及应用
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
3.3.4通过实验,了解电磁波,知道电磁场的物质性。
3.3.5 通过实例,了解电磁波的应用及其带来的影响。
教材分析：本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第13章第4节的内容,本节从理论上讲是电磁学的核心内容。这些内容非常抽象。在教学要求上只需有一个初步的定性的了解，突出理论的核心内容。麦克斯韦凭借自己的数学天赋,从研究法拉第的电磁感应定律到预言“电磁波的存在”,最终建立了完整的电磁学理论.无处不体现着科学探索的精神和方法,更在无形中渗透着创新思维在科学发展中的推动作用。本节阐述了电磁波的组成，分波段解释了无线电波、红外线，可见光、紫外线、X射线、丫射线的特点与应用，并指出电磁波具有能量．课程标准对这些内容的要求都属于“了解”的层次没有繁难的推理和计算．因此，教学方式以引导学生阅读和讨为主。
学情分析
知识储备：在必修阶段学生没有学习机械振动和机械波的知识，因此对于麦克斯韦电磁场理论产生的历史渊源和理论的基本内容。教科书都直接陈述给出。教科书突出了电磁场理论中最核心的内容:变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，变化的电场和磁场交替产生并传播出去形成电磁波。接下来教科书通过实例让学生了解电磁波的物质性，了解电磁波谱中各波段的主要特性和应用。课程标准对这些内容的要求属于了解的层次，教科书中也没有复杂的推理和计算。在教学方式上可以采取学生阅读，互动讨论为主。
能力基础：本节课的教学重点是电磁波的发现历史概况，物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用:电磁波是一种特殊物质。能传播能量和信息:电磁波谱中各波段的主要特性以及在科技经济和社会信息化等方面的主要应用。教学难点是麦克斯韦电磁场的基本概念和理论。
思维能力：重在培养学生科学的物质观，能用这些观念解释和解决实际问题。关注科技进步和社会发展。
核心素养
物理观念：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，从中渗透事物之间是相互联系的，可以转化的物理观念。
科学思维：通过学习使学生体会科学家研究物理问题的思想方法。
科学探究：通过了解电磁场理论建立的历史过程，使学生感认识规律的普遍性和特殊性。
科学态度与责任：了解人类发现电磁波的历史，知道麦克斯韦、赫兹等物理学家对电磁波发现做出的巨大贡献，领会在电磁波的发现过程中所蕴含的科学方法和科学精神。体验赫兹证明麦克斯韦预言的电磁波存在的实验过程及实验方法．领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
( 1 )了解人类发现电磁波的历史，知道麦克斯韦、赫兹等物理学家对电磁波发现做出的巨大贡献，领会在电磁波的发现过程中所蕴含的科学方法和科学精神。
(2)体验赫兹证明麦克斯韦预言的电磁波存在的实验过程及实验方法．领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用。
( 3 )了解电磁波本身是一种特殊物质.电磁波能传递能量和信息。
(4)了解电磁波谱中各波段的主要特性及其在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用.知道可见光是电磁波谱家族中的一个频段。
让学生明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：问题导入
电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。
那么，电磁波是怎样发现的呢？
1、PPT展示问题，引导学生进入课题。
2、板书：§13.4电磁波的发现及应用
思考问题并带着问题进入课堂。
1、评价学生是否有对新课题的求知欲望。
环节二：新课教学
活动一： 电磁场
1、变化的磁场产生电场
在变化的磁场中放入一个闭合电路，电路里会产生感应电流。这是法拉第发现的电磁感应现象。麦克斯韦进一步想到：既然产生了感应电流，一定是有了电场，它促使导体中的自由电荷做定向运动；即使在变化的磁场中没有闭合电路，同样会在空间产生电场。因此，麦克斯韦认为：这个现象的实质是变化的磁场产生了电场。
2、变化的电场产生磁场
既然变化的磁场能够产生电场，那么，变化的电场能产生磁场吗？麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
3、电磁场
按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
1、让学生阅读课本、自主学习。
2、让学生思索前面学习的场景中哪些能体现“变化的磁场产生电场”
3、让学生思索前面学习的场景中哪些能体现“变化的电场产生磁场”
1、阅读课本，自主学习此部分内容
2、列举之前学习场景中能体现“变化的磁场产生电场”的例子。
3、列举之前学习场景中能体现“变化的电场产生磁场”的例子。
1、评价学生阅读情况。
2、评价学生的举例是否正确
活动二：电磁波
1、电磁波
电磁波的产生与传播示意图
变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。
2、电磁波特点
（1）电磁波可以在真空中传播。
（2）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 多普勒效应和偏振现象。
（3）光的电磁理论：电磁波的速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动。c=3×10 8m/s
3、做一做 捕捉电磁波
1、让学生阅读课本、自主学习。
1、阅读课本，自主学习此部分内容
1、评价学生阅读情况。
活动三：电磁波普
1、波长、频率和波速
（1）波长：相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离作波长。符号：λ 单位：m
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰； 凹下的最低处叫作波谷。
（2）频率：在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。用f表示。
（3）波速、波长、频率三者之间的关系是：波速＝波长 × 频率
c＝λ f
2、电磁波谱
（1）按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
电磁波谱及其应用
（2）电磁波的频率范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、 γ射线，都是电磁波。它们的波长越来越短，频率越来越高。
（3）电磁波在不同频率的应用
1、让学生阅读课本、说出波长、频率和波速的概念以及三者之间的关系。
2、让学生观察图片，说出电磁波谱以及不同频率电磁波的应用。
1、阅读课本，说出波长、频率和波速的概念
2、阅读课本，找到波长、频率和波速三者之间的关系
3、观察图片，说出电磁波谱以及不同频率电磁波的应用
1、评价学生阅读情况。
2、评价学生能否说出波长、频率和波速的概念，找到波长、频率和波速三者之间的关系
3、评价学生对电磁波在不同频率的应用的了解情况
活动四：电磁波的能量、电磁波通信
1．电磁波的能量
电磁波是一种物质存在的形式。食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。食物增加的能量是微波给它的。可见，电磁波具有能量。
2、电磁波通信
（1）通信网络
（2）电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。
1、让学生阅读课本、自主学习。
1、阅读课本，自主学习此部分内容
1、评价学生阅读情况。
环节三：例题讲解
1.关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
答案:D
2.下列说法中正确的是（ ）
A．变化的磁场不能产生电场
B．变化的电场不能产生磁场
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在
D．电磁波能在真空中传播
答案:D
3.在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是（ ）
A．红外线的频率最大，可见光的频率最小
B．X射线频率最大，红外线的频率最小
C．可见光的频率最大，红外线的频率最小
D．X射线频率最大，可见光的频率最小
答案:B
4.下列说法中正确的是（ ）
A．磁场不能产生电场
B．电磁波的能量可能是连续的
C．法拉第发现了电流的磁效应
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在
答案:D
5.用实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路，被誉为无线电通信的先驱的德国物理学家是（ ）
A．安培 B．麦克斯韦
C．韦伯 D．赫兹
答案:D
1、多媒体展示例题。
2、让学生讨论后分小组发言。
3、教师评价同学的回答和讲解例题。
学生分组讨论发言。
1、评价学生完成的例题情况。
2、评价学生听老师讲解例题的情况。
3、评价学生自主学习能力和语言表达能力。
环节四：课堂小结
学到了什么？
1、引导学生小结，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
小组讨论，发言总结本节课得失
1、评价学生的讨论情况和发言情况。2、评价学生对本节课的掌握情况
环节五：作业设计
教材 练习与应用
第1、2、3、4题.仅要求能口头回答，不做书面回答要求
指导学生完成练习并检查完成情况。
按要求完成练习。
评价学生能否口头回答相关问题。
环节六：主板书设计
§13.4电磁波的发现及应用
一、电磁场
1.麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场激发磁场，变化的电场激发磁场。
2.变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
二、电磁波
1.电磁场从发生区域向远处的传播叫电磁波。
2.电磁波特点
三、电磁波谱
1．波长、频率和波速 c＝λf c＝3×108 m/s。
2.电磁波谱
四、电磁波的能量
电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
五、电磁波通信
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