《電磁波的發(fā)射和接收》名師教案1

6/6《電磁波的發(fā)射和接收》教學(xué)設(shè)計(jì)大連二中物理教研組張廣云【核心素養(yǎng)】通過《電磁波的發(fā)射和接收》的學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)與實(shí)際生活的統(tǒng)一。對(duì)學(xué)生進(jìn)行常識(shí)教育，飛機(jī)起飛不能開手機(jī)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1．了解電磁波的發(fā)射過程和調(diào)制的概念。2．了解電磁波接收過程中和電諧振、調(diào)諧、解調(diào)的概念。3．領(lǐng)會(huì)電磁波在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的作用。4．了解無線電波的波長(zhǎng)范圍?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1．電磁波有效發(fā)射的條件，調(diào)制的概念。2．無線電波接收的原理，調(diào)諧、解調(diào)的概念?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1．調(diào)制的概念。2．電諧振、調(diào)諧、解調(diào)的概念。【教學(xué)用具】多媒體投影儀、電磁波的發(fā)射與接收演示器、音響、音樂播放器?！窘虒W(xué)方法】講授法，類別法、討論法、探究、實(shí)驗(yàn)【教學(xué)過程】課前：登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)。根據(jù)優(yōu)教平臺(tái)上學(xué)生反饋的預(yù)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，針對(duì)性教學(xué)。（優(yōu)教提示：請(qǐng)登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送本節(jié)預(yù)習(xí)任務(wù)）一、復(fù)習(xí)提問（2分鐘）前面我們學(xué)習(xí)了電磁波和電磁振蕩，下面請(qǐng)同學(xué)們回答下面幾個(gè)問題：1．麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論的兩大觀點(diǎn)；2．怎樣變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生電磁波；3．振蕩電路及電流和電荷的變化。二、觀看視頻、引入新課（4分鐘）視頻中有手機(jī)通話、對(duì)講機(jī)、飛機(jī)對(duì)地面上各種信號(hào)的接收，通過這段視頻，我們知道，在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對(duì)我們來說越來越重要，前面我們知道了電磁波是怎樣產(chǎn)生的、它的性質(zhì)，怎樣用電磁波來接收各種信號(hào)呢？本節(jié)課我們就帶著這個(gè)問題來來探究電磁波的發(fā)射和接收。三、新課過程（一）無線電波的發(fā)射請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)課前預(yù)習(xí)，閱讀教材，然后小組討論探究下面的問題。（3分鐘）問題1：要有效地向外發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有哪些特點(diǎn)呢？問題2：振蕩電路如何改變，可以更有利與電磁波的發(fā)射？問題3：電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，如聲音信號(hào)，為什么不直接將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)射出去，而是加載到高頻信號(hào)中發(fā)射呢？各小組代表回答問題（8分鐘）問題1：要有效地向外發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有哪些特點(diǎn)呢？學(xué)生：1．要有足夠高的振蕩頻率。2．振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，只有這樣才能有效地把電磁能（電磁波）傳播出去。問題2：振蕩電路如何改變，可以更有利與電磁波的發(fā)射？學(xué)生：把振蕩電路改造變成開放電路那么如何改造呢？同學(xué)們仔細(xì)觀察一下，圖1到圖4是如何變化？師生討論得出：圖2中，電容器的極板傾斜，張口變大，便于把電磁能輻射出去；線圈的匝數(shù)變少，其自感系數(shù)變小，便于發(fā)射高頻率的電磁波。圖3中電容器極板間的距離增大，正對(duì)面積減少，線圈匝數(shù)進(jìn)一步減少，便于發(fā)射較高頻率的電磁波，圖4中電容器極板間的距離進(jìn)一步增大，正對(duì)面積減少至為零，線圈匝數(shù)為零，以便能夠發(fā)射更高頻率的電磁波，這樣的電路就被稱為開放電路。在實(shí)際應(yīng)用中常把開放電路的下端跟地連接。跟地連接的導(dǎo)線叫做地線。線圈上部接到比較高的導(dǎo)線上，這條導(dǎo)線叫做天線。天線和地線形成了一個(gè)敞開的電容器，電磁波就是由這樣的開放電路發(fā)射出去的。問題3：電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，如聲音信號(hào)，為什么不直接將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)射出去，而是加載到高頻信號(hào)中發(fā)射呢？學(xué)生：聲音信號(hào)的頻率比較低。發(fā)射電磁波是為了利用它傳遞信號(hào)。要想電磁波傳得遠(yuǎn)，就必須使用高頻率的電磁波。但我們要傳遞的信號(hào)卻是一些低頻信號(hào)，如：聲音信號(hào)、圖象信號(hào)不可能把它們直接發(fā)送出去。這就要求發(fā)射的電磁波隨信號(hào)而改變。在電磁波發(fā)射技術(shù)中，如果把這種電信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上，那么，載有信號(hào)的高頻振蕩電流產(chǎn)生的電磁波（也就是載波）就載著要傳送的信號(hào)一起發(fā)射出去．把要傳遞的信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制。高頻振蕩電流，類似于運(yùn)載貨物的貨車；要傳送的信號(hào)類似于要發(fā)出的貨物，調(diào)制類似于把貨物裝載到綁在貨車上。調(diào)制的方法有調(diào)幅和調(diào)頻（分步演示調(diào)幅和調(diào)頻，讓學(xué)生體會(huì)到調(diào)幅和調(diào)頻的區(qū)別）觀看幾組生活中能夠見到的電磁波的發(fā)射裝置圖發(fā)射的電磁波是如何傳播的呢？（二）無線電波知識(shí)（3分鐘）無線電波的波長(zhǎng)從幾毫米到幾十千米。通常根據(jù)波長(zhǎng)或頻率把無線電波分成長(zhǎng)波、中波、中短波、短波和微波等幾個(gè)波段。結(jié)合教材上相應(yīng)表格中數(shù)據(jù)，讓學(xué)生比較各個(gè)波段的波長(zhǎng)范圍和頻率范圍，并了解機(jī)械波的傳播方式。（三）電磁波的接收請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)課前預(yù)習(xí)，閱讀教材，然后小組討論探究下面的問題，教師引導(dǎo)學(xué)生回答。（3分鐘）問題1：發(fā)射的無線電波如何被接收到呢？問題2：如何使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)？各小組代表回答問題（5分鐘）問題1：發(fā)射的無線電波如何被接收到呢？生：電磁波在空間傳播時(shí)，如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體，就可以接收到電磁波了。問題2：如何使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)？生：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。在無線電技術(shù)里，是利用電諧振來達(dá)到這個(gè)目的的。當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。這種現(xiàn)象叫做電諧振，相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振。探究：下圖為收音機(jī)的調(diào)諧電路下圖為收音機(jī)中與調(diào)臺(tái)旋鈕相連的電子元件，結(jié)合左右兩圖說明收音機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)選臺(tái)的？用調(diào)諧電路接收到的感應(yīng)電流是調(diào)制的高頻振蕩電流，還不是我們需要的聲音或圖像信號(hào)。要直接感受到所需要的信號(hào)，還需要解調(diào)。聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來，叫做解調(diào)。是調(diào)制的逆過程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。解調(diào)類似于把裝在貨車的貨物取下來。解調(diào)之后的信號(hào)再經(jīng)過放大、重現(xiàn)，我們就可以聽到或看到了。觀看幾組生活中能夠見到的電磁波的接收裝置圖（三）感受電磁波的發(fā)射和接收（7分鐘）學(xué)生分為四個(gè)小組實(shí)驗(yàn)，親身感受。四、課堂小結(jié)（1分鐘）五、當(dāng)堂檢測(cè)（5分鐘）（優(yōu)教提示：打開優(yōu)教配套習(xí)題，使用互動(dòng)答題卡，更快更便捷地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況）六、板書設(shè)計(jì)【教學(xué)反思】本節(jié)以有效發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件為線