课题 第三章 电磁振荡电磁波 §3、1电磁振荡 总课时：1 教 学 目 标 知识与技能： 1．知道什么是LC振荡电路和振荡电流，理解LC回路中产生振荡电流的过程．了解电容器的充电、放电作用及电感阻碍电流变化的作用． 2．会分析振荡电流变化过程中，电场能和磁场能的相互转化的规律，并会分析振荡电流在一个周期变化过程中，电容器上电荷的变化情况及电感线圈中电流的大小和方向的变化情况． 3．知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别，以及振幅减小的原因． 过程和方法： 通过观察演示实验，概括出电磁振荡等概念，提高学生通过实验获得实验信息能力，以及理解和概括能力． 情感态度与价值观： 通过实验探究，培养学生的科学态度和科学作风。 教学LC回路的工作过程及相关物理量的变化规律。 重点 教学振荡电流产生的物理原因和物理实质。 难点 设计思路：通过举例引入新课→复习电容器充电、放电和线圈的电感作用→演示LC回路产生电磁振荡的现象，分析电流变化的特点→引出振荡电流和振荡电路的概念→概括与电场能和磁场能有关的因素→分析振荡电流的产生过程→归纳电磁振荡的特点、规律、分析方法和分析依据→将LC回路与简谐运动进行类比→介绍无阻尼振荡和阻尼振荡的概念→练习以巩固所学知识→总结本节课所学内容的重难点→布置作业。 教学流程图： 分析归纳电磁介绍无引出振 实振荡振荡的特阻尼振荡电流 验电流点、规律、荡和阻和振荡 演的产分析方法尼振荡电路的 示 生过和分析依的概念 概念 程 据 板书设计： 一．振荡电流与振荡电路： (1)振荡电流： 大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流。 (2)振荡电路： 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 (3)理想的LC振荡电路 二．电磁振荡的产生过程 放电过程： 充电过程： 设计意图 教 学 过 程 [教师]： 在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。例如，广播、电视要利用电磁波， 无线电通信要利用电磁波，航空、航天中的自动控制和通信联系等都要利用电磁波……（屏幕由生活实际展示电磁波与人们工作和生活相联系的画面，要求学生尽可能再列举一些用到电磁波的场合，引入，激发学创设学习知识内容的情境） 电磁波到底是什么？为什么它具有那么大的威力？它又是怎样产生的呢？它有哪些性生兴趣 质？是否具有波的共同特性？怎样利用它来传递各种信号？……(展示学生急于了解的问题， 激发学生的求知欲)这就是我们这一章要学习的内容。 机械波是由机械振动产生的，与此类似，电磁波是由电磁振荡产生的。(引导学生运用类 比的方法学习)学习电磁波先要从学习电磁振荡开始。 新课教学 1．振荡电流与振荡电路： （复习电容器充电、放电和电感的作用。用实物展示仪将实验情况投影到大屏幕上，增加实验 的可见度。观察演示实验，分析实验现象。再用Flash动画模拟电磁振荡现象，建立理想化振 荡电路模型。） G a A 实验(1)：按右图连接成实验电路。接着把开关扳到电池组一边，给 L C E 电容器充电，稍后再把开关扳到线圈一侧，让电容器放电。（提醒学B 生注意观察电流表指针的变化） S b 现象：电流表指针左右摆动几次后停止。 表明：电路中产生了周期性变化的电流，由于存在能量损失，电路中电流表逐渐减小。 实验(2)：将晶体管振荡器接入LC电路，将振荡电流信号接入示波器观察波形。 实验演示激现象：波形按正弦规律变化。 发学生兴趣、表明：振荡电流实质就是高频的交变电流。 激发学生思考 (1)振荡电流： 大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流。 (2)振荡电路： 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 (3)理想的LC振荡电路： ①LC回路：由线圈L和电容器C组成的最简单的振荡电路。 ②理想的LC振荡电路：只考虑电感、电容的作用，而忽略各种能量损耗。 2．电磁振荡的产生过程 (先用动画模拟与电场能、磁场能有关的因素，后对变化关系作定性总结，为学习电磁振荡的 培养学生分产生过程、变化规律等作铺垫) q↓→u↓→i↓ 析总结的能(1)与电场能和磁场能有关的因素： 力 ＋＋＋＋ ①与电场能有关的因素： C R 电场能↑→电场线密度↑→电场强度E↑→ 电容器极 ―――― 板间电压u↑→ 电容器带电量q↑ 三．电磁振荡的变化规律： 四、电磁振荡的周期和频率 磁场能↑→磁感线密度↑→磁感强度B↑→线圈中电流i↑ (2)电磁振荡的产生过程 (动画模拟分析充电后的电容器通过电阻放电的过程，便于与通过电容放电作比较，探索产生 振荡电流的本质原因) 充电后的电容器，两极板带电量最多，电压最大，储存的电场能最大。通过电阻放电时，电荷 逐渐中和，两板间电压逐渐减小，放电电流随之逐渐减小，电路中只存在短暂的放电电流。 (先用课件模拟电磁振荡的产生过程，再从LC回路的元件特征出发，抓住矛盾的对立统一，分 析振荡电路中电容、电感在电路中的作用及相关各量的变化情况。着重分析前半个周期，后半 培养学生分个周期引导学生分析。边分析边用屏幕展示下图中的一个周期性变化情况。) 析能力 放电过程：在放电过程中，q↓、u↓、E电场能↓→i↑、B↑、E磁场能↑，电容器的电场能逐渐转 变成线圈的磁场能。由于线圈的自感作用，电流i是按正弦规律逐渐增大的，电流不会立刻达 到最大值。放电结束时，q=0， E电场能=0，i最大，E磁场能最大，电场能完全转化成磁场能。 充电过程：放电结束时，由于L的自感作用，电路中移动的电荷不会立即停止运动，仍保持原 方向流动。在充电过程中，q↑、u↑、E电场能↑→I↓、B↓、E磁场能↓，线圈的磁场能向电容器 的电场能转化。充电结束时，q、E电场能增为最大，i、E磁场能均减小到零，磁场能向电场能转化 结束。 q=0 i=Im q=Qm i=0 + + + + 放 电 C L L C ―― ―－ q↓ i↑ 一 个 周 q↑ q↑ 充 充 期 电 电 i↓ i↓ 性 化 变 q=Qm i=0 q=0 i=Im ―― ―－ 放 电 L C L C + + + + q↓ i↑ 培养学生理 解能力和语反向放电过程: q↓、u↓、E电场能↓→i↑、B↑、E磁场能↑，电容器的电场能转化为线圈的言表达能力 磁场能。放电结束时，q=0， E电场能=0，i最大，E磁场能最大，电场能向磁场能转化结束。 反向充电过程: q↑、u↑、E电场能↑→i↓、B↓、E磁场能↓，线圈的磁场能向电容器的电场 能转化。充电结束时，q、E电场能增为最大，i、E磁场能均减小到零，磁场能向电场能转化结束。 在理想情况下将如此循环下去，一个周期性变化的示意图如上图所示。 ②与磁场能有关的因素: