高中物理 《麦克斯韦的电磁场理论》教案 沪科版选修3-4VIP专享VIP免费

3.1麦克斯韦的电磁场理论【教学目标】（一）知识与技能1．了解法拉第的对物理学贡献。2．知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。3．麦克斯韦关于电磁波的预言，了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。（二）过程与方法（1）通过对麦克斯韦电磁场理论基本思想形成过程的学习，体会在科学探究中如何充分利用已有的实验基础和理论，展开大胆的猜想与假设，进行强有力的逻辑理论思维，建立新理论，预言新现象。（2）通过麦克斯韦电磁场理论的成功，感受运用数学工具进行推理论证对物理学发展的意义。（3）通过“磁生电与电生磁的相似之处”的讨论与交流，进一步掌握类比法，初步形成“对称”的思想方法。（三）情感、态度与价值观（4）感悟科学家的创造性思维，体验科学家献身科学的精神；体验物理学的研究方法以及数学在物理学中的特殊地位。（5）通过对麦克斯韦电磁场理论基本思想形成过程的学习，感受物理学的和谐之美、对称之美、有序之美。（6）通过对电磁场理论建立过程的学习，体会物理学发展经历了“实践――理论――实践”的艰辛过程。【学情分析】这部分知识是选修3-1、3-2中电场、磁场、电磁感应等基本电场学知识的延伸和发展。在学习了选修3-1、3-2后学习这部分知识，可以说学生有一定的基础，但是这部分知识介绍的麦克斯韦关于电磁场理论提出的思路，以及他独特的创造性思维，学生理解起来确有一定的难度，教学中应重视思维过程以及思维方法的介绍，不可急于求成。【教学思路】注意介绍科学家的思维起点以及独特的创造性思维方法，同时要遵循学生的思维规律，从学生已知的电磁现象推理、归纳出相关结论。【教学重点、难点】理解：1、变化的磁场产生电场。2、变化的电场产生磁场。【教学方法、学习方法】1教法：理论分析、逻辑推理和类比推理。2学法：阅读、思考、讨论交流。【教学流程】【教学过程及知识要点】一、法拉第的贡献学生阅读：P.561、法拉第创造性地引入“场”的概念，并用“力线”用来描述抽象的“场”（电场和磁场）。这种方法对电磁现象的描述形象直观，是牛顿时代以来在物理学概念方面最重要的变革。爱因斯坦认为法拉第这一方面的贡献要比电磁感应的发现高出许多。2、场的概念使人们对物质概念提升到一个新的高度：“实物”形态和“场”形态。二、电磁场理论的两大支柱（两个假设）1、变化的磁场产生电场演示实验：电磁感应（如右）现象分析：麦克斯韦从电磁感应现象的规律出发，分析得到：正由于变化的磁场产生了电场，才使闭合线圈中形成了电流。［提出问题］小灯泡为什么能发光？［学生回答］由于交变电流产生的磁场在不断变化，所以穿过线圈的磁通量不断变化，在线圈中产生感应电动势，形成感应电流，小灯泡发光。［继续提问］电路（线圈）中的电荷为什么能够定向移动呢？［学生回答］受电场力。［教师总结］上述实验表明，变化的磁场在线圈里形成电场。［教师提问］若线圈断开，线圈中有电流、电场吗？［学生回答］有电场，无电流。［继续提问］若线圈被拿走，它原来所处的空间有电场吗？学生对此问题可能难以回答，但这时提出变化的磁场能在其空间产生电场已是水到渠成的时候。师：由上面的电磁感应现象，我们可以很自然的提出一个假设：变化的磁场产生电场。麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周法拉第的贡献的两大支柱电磁场理论麦克斯韦的伟大预言变化的磁场产生电场变化的电场产生磁场电磁场理论典例分析课堂练习课堂小结围空间产生电场，这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关（如图甲、乙所示）。从而得到结论:变化的磁场产生电场2、变化的电场产生磁场演示实验：在电容器两级接上交流电源，我们可以看到电流表有一定的示数。麦克斯韦的创造性思维：麦克斯韦在交流电路中，引入“位移电流”的概念：电容器中虽然没有电荷通过，但两极板的电量及极板之间的电场在发生变化。他认为，电路中的电流应该是闭合的，两极板之间变化的电场应该具有电流的特征，并称之为“位移电流”。既然变化的电场具有电流的特征，所以在其周围应该有磁场产生。从而得的结论：变化从电场产生磁场3、电磁...