第三节 电磁场
●本节教材分析
从理论上说,电磁学的核心内容就是电磁场的概念和麦克斯韦的电磁场方程,但这些内容非常抽象,在中学阶段还没有很好的办法让学生接受,只能要求学生对电磁场的理论有一个初步的定性的了解.教材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.
电磁场理论建立的历史过程是对我们有极大启发的激动人心的过程,适当介绍这一历史过程对学生有教育作用,在思想方法上也会受益.我们可简单介绍法拉第关于场的概念和法拉第的一些设想,介绍麦克斯韦的追求和电磁理论的提出、电磁波设想的提出,介绍赫兹对电磁波存在的实验验证.
电磁场理论的核心之一是:变化的磁场产生电场.教材从电磁感应现象中随时间变化的磁场在线圈中产生感应电动势谈起.为了使学生容易接受,可做一个演示实验,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.我们可提出问题:线圈中产生感应电动势说明了什么?指出麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场,正是这种电场在线圈中引起了感应电流.我们又提出问题: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?(有电场、无电流)再问:想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗?(有)这种逐步抽象化的方法可以帮助学生理解麦克斯韦的想法.要说明,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.要强调指出,麦克斯韦揭示了电磁感应现象的本质——变化的磁场产生电场.对于电磁场理论的另一个核心——变化的电场产生磁场,在中学我们还没有一个简单的实验能给予清楚的说明.可简单介绍麦克斯韦继承法拉第关于场是客观存在、电场与磁场统一的思想,根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的概念,经过反复思考提出一个假设:变化的电场产生磁场.有了这一步,麦克斯韦就建立了完整的电磁场理论.
●教学目标
一、知识目标 |