高中物理《电磁场和电磁波》教学设计
第1篇：高中物理《电磁场和电磁波》教学设计
高中物理《电磁场和电磁波》教学设计
一、导引
人类认识客观世界，发现新的事物，常有二种方式，一种是从生产实践，科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在，电磁波的发现，属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在。10年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代。
我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。
二、授课
1．麦克斯韦的理论要点一，变化的磁场产生电场
演示实验
装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。
(1)线圈中产生感应电动势说明了什么？
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
(2)如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？
引导学生思考后回答，有电场、无电流。
(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)
(4)总结说明，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围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。
2．变化的电场产生磁场
我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设，变化的`电场产生磁场。
这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化。
比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场。
3．电磁场、电磁波
(1)概念
麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见，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，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播。见课本6-7图，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。
(2)电磁波的特点
①是横波
②是物质波，真空中也能传播，能独立存在(与机械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
（3）波速公式c＝λf
c为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速。
无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，见课本表格介绍。
三、扩展
麦克斯韦的电磁场理论三点
1．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。
2．均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。
3．不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场
4．振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。
5．变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播这就是电磁波。
四、学生活动设计
通过观察试验，发挥想象能力，画出变化磁场产生的电场的电场线。2．总结机械波与电磁波的联系与区别
五、板书设计
电磁场和电磁波
麦克斯韦电磁场理论
1．变化的磁场产生电场
2．变化的电场产生磁场
3．电磁场→传播→电磁波
第2篇：电磁场与电磁波感想
电磁场与电磁波
姓名学号
赵倬毅 080260310 电磁场理论的应用
经过过一学期的学习，我们知道电磁场理论是工科电类专业的一门重要的技术基础课。它在物理电磁学的基础上，进一步研究了宏观电磁现象的基本规律和分析方法，是深入理解和分析工程实际中电磁问题所必须掌握的基本知识，很多实际工程问题只有通过电磁场才能揭示其本质。下面举例说明电磁场理论在实际工程问题中的应用。
1、电容式传感器
电容量和极板面积、极板间的距离，以及极板间所充的介质有关，改变其中任何一项，就可以改变电容量。利用这个特性，可以构成“电容式传感器”，它可以把物理量的变化转化为电容两的变化。如果把这个电容器接在桥式电路中或是一个振荡电路中，就可以把电容的变化，转化成电量的变化。经过放大处理，可以实现对于原物理量的检测或控制。图 1a、1b 分别为改变面积和介质的电容传感器原理图
1a(改变面积）1b（改变介质）
图 1 电容式传感器的原理图
由图 1a 得
利用这个传感器，可以用来测量物体得位移。故
在实际应用中，为了提高传感器的灵敏度，常常做成差动式传感器。例如图2 所示，为一变面积的差动式电容传感器，其中间为一动片，上下两个园筒是定片，当动片上升时，1 C 增大2 C 减小，当动片下降时则相反，所以动片位置的变化转化成1 C、2 C 的变化。若将其放于桥路中，就可以将电容的变化变换成电压的变化。
图 2 差动式电容式传感器的原理图
电容式传感器常常用于测量零件的尺寸、物位、位移的变化等等。
2、静电技术应用
任何事物都有两重性，给人们带来许多麻烦的静电能也能变害为利，它在静电分选、静电除尘、静电分离、静电植绒、静电纺纱、静电喷漆、静电复印等等方面大显身手。静电分选:是利用各种塑料不同的静电性能来进行分选的方法。利用静电进行分选，对于多种混杂在一起的废旧塑料需通过多次分选。静电分选法特别适用于带极性的聚氯乙烯，分离纯度可达99%。物料经馈料系统均匀散布在接地转动电极光滑表面上，荷电的物料与接地转辊电极交换，两种不同静电性能不同的物料有差异。然后荷电的物料进入分选区，在静电力、重力、离心力等的合力下落。完成两种不同电性物料的分离。
静电复印：现在静电复印得到广泛使用。静电复印机的中心部件是一个可以
旋转的接地的铝质圆柱体，表面镀一层半导体硒，叫做硒鼓。半导体硒有特殊的 光电性质：没有光照射时是很好的绝缘体，能保持电荷；受到光的照射立即变成 导体，将所带的电荷导走。复印每一页材料都要经过充电、曝光、显影、转印等 几个步骤，这几个步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的。充电:由电源使 硒鼓表面带正电荷。曝光:利用光学系统将原稿上的字迹的像成在硒鼓上。硒鼓 上字迹的像，是没有光照射的地方，保持着正电荷。其他地方受到了光线的照射，正电荷被导走。这样，在硒鼓上留下了字迹的“静电潜像”。这个像我们看不到，所以称为潜像。显影:带负电的墨粉被带正电的“静电潜像”吸引，并吸附在“静电 潜像”上，显出墨粉组成的字迹。转印:带正电的转印电极使输纸机构送来的白纸 带正电。带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸到白 纸上。此后，吸附了墨粉的纸送入定影区，墨粉在高温下熔化，浸入纸中，形成 牢固的字迹。硒鼓则经过清除表面残留的墨粉和电荷，准备复印下一页材料。静电除尘，具有效率高的优点，现在很多空气净化器就是用静电能吸除空气 中的很小的尘埃，使空气净化，静电在环境保护中能发挥重要作用。以煤作燃料 的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污 染环境．利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉．除尘器由金属管A 和悬在管中 的金属丝B 组成，A 接到高压电源的正极，B 接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B 越近，场强越大．B 附近的空气分子被强电场电离，成为电子和正离子．正离子被吸到B 上，得到电子，又成为分子．电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A 上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中．静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资，如回收水泥粉尘。
3.恒定电场应用举例
当一定值电流流经被检金属试件时，试件两端的电位差应服从欧姆定律：
U=IR，由于电流I 为恒定值，故电位差U 仅取决于试件的电阻R。电阻R 是受 材料中许多因素影响的，例如试件的几何形状、尺度、试件自身的材质、试件是 否有缺陷存在、缺陷的尺度、方向等。利用电位差与上述因素之间的对应关系可 以实现对试件几何尺寸的测量；可以用于材质检验；缺陷检测及对裂纹深度的测 量等等。
裂纹深度测量原理：当电流从被检工件的检验部位通过时，将形成一定的电流、电位场。如工件表面存在裂纹，随着裂纹的形位、尺度的不同，它对电流电位场的影响也不同。利用测量电位分布的方法来判断金属材料中裂纹的状况，是电位法测量裂纹深度的依据。图3 所示是将四个电流电极（或称电流探针）分别直线排列放置在工件的无裂纹部位（a）和有裂纹部位（b）时的电流、电位场。一个恒定的电流通过电流探针A 和B 在工件中产生电流场和一个与材料的组成和结构特性有关的电位分布，通过另一对电极c 和d 可以检测某两点间的电位差，并在电压表上显示。假定与材料有关的影响因素和几何尺寸均相同，以相同的电 流分别在无裂纹和有裂纹的试样上测试，显然在测量极c 和d 之间无裂纹试样的 电位差与有裂纹试样的电位差之间的差异是由裂纹引起的。如果保持试验电流、被检工件材质、厚度不变，而只有裂纹深度变化时，则该电位差是一个裂纹深度 的函数，通过标定可将电测系统取得的电位差信号转化成裂纹尺寸，从而实现裂 纹深度的测量。
图 3 电流电位场
第3篇：电磁场与电磁波论文
《电磁场与电磁波论文》
学院：信息科学与工程学院 专业：电子信息工程 班级：电子0902班 学号：20092712 姓名：++++++++
电磁场与电磁波的实际应用
电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。
（一）在生产、生活上的应用
静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转，这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置，例如阴极射线示波器，回旋加速器，喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的，而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子的偏转都是通过两个平行板之间的电位差
第4篇：电磁场与电磁波学习心得
电磁场与电磁波学习心得
12级通信班，王小莉（1201120148）
《电磁场与电磁波》作为通信工程专业的一门骨干学科，其重要性不言而喻，但该课程体系严谨，公式繁多，推导复杂，概念抽象。在学习时因难以理解而倍感困难。并且需要一定的物理及高数基础，不然学起来就更像学天书。
在现代电子技术中，不论是通讯、广播、电视、导航、雷达、定位、遥感、测控、以及电子对抗系统，还是家用电器、工业自动化、地质勘探、电力设施、交通运输、医疗卫生等领域，都直接或间接地涉及到电磁场与电磁波的有关内容。本课程的最大特点就是数学推导与分析较多，理论性较强，内容抽象，涉及了大量繁琐的计算和证明，对数学基础有较高的要求。课程中虽然涉及了部分中学阶段的电磁学知识，但在此基础上又有延伸和拓展，并以一种全新的方式呈现在我们面前（微分或积分形式）。但也仅仅是从其数学意义的角度上进行的，其间并未过多涉及其具体的工程应问题，使得在学习时依旧存在着一些理解上的障碍。同时，电磁场与电磁波存在于四维空间当中。对于习惯了三维空间的我们来说，引入既抽
第5篇：电磁场与电磁波学习心得
电磁场与电磁波学习心得
在开始学习“电磁场与电磁波”之前，当我听到其学科名称的时候就产生了一种高深莫测的感觉，觉得电磁场应该是比较难的。但是出于对知识的渴望我怀着一颗求知的心投入了这个“新奇的”知识海洋。
当接触了“电磁场与电磁波”并开始学习的时候这种所谓的惧怕感还是依旧存在。每当读到某个科学家经过了反复的实验从而发现了一个著名的定理或是公式的时候我都非常向往，无疑这些名人事迹提高了我的学习兴趣。但是每当看到一个个繁杂的公式与难于理解的论证的时候，这都让我感到这门课程的难度之高。然而每当专心下来仔细思考，一点一点的从基础公式去推演论证的时候，我又能感受到其在科学与生活方面的独特魅力。
纵观电磁波发展史，人们很早就接触到电和磁的现象，并知道磁棒有南北两极。在18世纪，发现电荷有两种：正电荷和负电荷。不论是电荷还是磁极都是同性相斥，异性相吸，作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上，力的大小和它们之间的距离的平方成反比。但长期以来，人们只是发现了电和磁的现象，并没有发现电和磁之间的联系。后来奥斯特
第6篇：电磁场与电磁波知识点总结
“阳光和煦曰”为你分享13篇“ 电磁场与电磁波知识点总结 ”，经本站小编整理后发布，但愿对你的工作、学习、生活带来方便。
篇1：电磁场与电磁波物理教学反思
电磁场与电磁波物理教学反思
麦克斯韦电磁场理论是电磁学的最核心内容，其地位相当于经典力学中的牛顿运动定律所处的地位，所以它是本节教学中要重点突出的内容。但是由于其内容非常抽象，学生要深刻理解它比较困难，因此，在教设计上要把握好三个方面：第一，内容如何定位。对学生来讲，知识掌握的要求程度定位在定性了解的层面上。第二，如何化抽象为形象，考虑从多个层面突破教学中存在的知识抽象的难点。其一，实验探究层面突破――利用身边丰富的电磁波教学资源，来认识电磁波的庐山真面目，化抽象为具体。其二，媒体层面上突破――利用多媒体，建立与机械波形成相类似的电磁波形成的认识过程，呈现电磁波的形成过程“看不见”的另一面，化抽象为形象。其三，情感、兴趣…等角度。第三，考虑如何转变教学方式与学习方式。利用探究式教学方式，还原认识事物的原来面目。麦克斯韦从理论出发大胆预言电磁波的存
