LC振荡电路电磁振荡中电场能和磁场能的转化 教学设计.docx

课堂教学设计

课题章节名称

电磁振荡

学科

物理

授课班级

高二

授课时数

1

设计者

所属学校

本节（课）教学内容分析（教学内容在学科中的地位、作用以及价值教育分析）

《课程标准》对该教学内容的要求：能通过实验，了解电磁振荡。

2、本章在磁场、电磁感应、交变电流等章的基础上，论述电磁振荡何电磁波的理论何实践知识。本节电磁振荡的只是内容，即是本章的基础内容，也是高中物理知识的一个重要单元，是前面所学过的电磁学知识的发展，同时也是电磁学和电磁波联系的纽带。课时安排为1课时。

本节（课）教学目标（预期要培养的学科核心素养目标）：

1、认识LC振荡电路，了解电磁振荡中电场能和磁场能之间的转化过程，认识到能量守恒定律是自然界的普遍规律，进一步形成能量观念。

通过对LC振荡电路充、放电的过程逐步分析，体会模型建构和科学推理等科学思维的应用。

通过对LC振荡电路的观察与探究，形成实事求是和持之以恒的科学态度。

通过对电磁波运用的介绍，让学生能基于证据和逻辑发表自己的见解。实事求是，不迷信权威，关心国内外科技发展现状与趋势，充分体会科学、技术、社会之间的紧密联系。

学习者特征分析

一般特征：以形象思维为基本思维方式，对直观的内容比较感兴趣，欠缺对问题的深入思考及理性化的思维过程。

初始能力：通过前面的学习，对电磁感应的相关知识有一定的掌握，但是电磁振荡产生的物理过程比较抽象，学生脑海里不易建立起清晰的电荷、电流随时间变化的的物理情景。

信息素养：学生在日常生活中对电磁波较为熟悉，可以将电磁波与电和磁的相互作用联系起来，可构建简易电磁感应模型。

教学重点和难点

项目

内容

解决措施

教学重点

LC振荡电路电磁振荡中电场能和磁场能的转化

用电路中的能量转化来分析电路中的所有变量，体会能量守恒的普遍性

教学难点

电磁振荡中电场能和磁场能转化的过程分析

问题串引导，学生探究，分析总结

课堂教学过程结构设计（本栏为课堂教学设计的重点，应详细阐述并绘出教学流程图）

教学

环节

教师的活动

教学媒体（资源）

设计意图、依据

【创设情景：对比估计信息传递差异】

同学们好，今天我们一起来学习选择性必修二第四章第一节的内容：电磁振荡。

首先请大家思考下古代是如何传递信息的？我这里简单的罗列了几种，包括烽火台利用狼烟传递信息、飞鸽传书、快马传书等。但这些方法往往会有很多不确定因素，比如时间太久、信息丢失等。而在信息技术高速发展的今天，移动电话、广播电视、5G网络、卫星遥感等技术拉近了人们的距离。请大家思考下，这些通讯技术是利用什么进行的信息传递呢？

对的，他们的工作和运行都要利用无线电波，也叫做电磁波，它的发现使人类的信息传递发生了巨大的变革。

问题1：那么如何持续产生电磁波呢？

根据之前所学习的电磁感应知识，如果闭合回路中磁通量发生改变，那么回路中就会产生感应电流，现在请大家看个熟悉的情景。

问题2：那么，如果将这个电容器充满电后与线圈连接，又会发生什么现象呢？

实验1：观察LC振荡电路中指针摆动

接下来，我们通过一个电路图来分析这个问题，如图首先我们把电容器、自感线圈及电源用导线连接，我们先将开关S扳到1处，此时电容器开始充电，待充电结束后，再将开关S扳到2处，观察电流计指针如何摆动？

实验中我们观察到电流表指针在周期性的左右摆动，说明产生了方向改变的电流。那么回路中电流的大小有没有发生变化呢？有没有什么方法可以观察到电流随时间的变化情况呢？我们可以采用推导的方式，还可以用实验的方式来观察结果。比如我们把刚才实验中的灵敏电流器替换为电流传感器或者示波器的话，就可以在屏幕上直接观察到电流随时间的变化图像。现在我们就用示波器来观察下该电路中的电流情况。

实验2：示波器观察LC振荡电路电流变化

问题3：那么这个电路中电容器极板所带电荷量的变化情况又该如何分析呢？

我们可以采用理论推导的方式，会发现其实q-t图的斜率含义就是回路电流的变化情况。因此，在刚刚分析的LC振荡电路中我们会得到一个按照余弦规律变化的的q-t图。即一个周期内电容器极板间电荷量的变化规律与电流的变化规律相反，为余弦式变化。

如何通过实验来证明下我们的理论分析呢？可以通过测量哪个量来反应电容器极板所带电荷量呢？

我们可以用电压传感器来测量电容两端的电压，也就是测量线圈两端的电压，根据电容定义式：Q=CU，就可以反应出电容器极板的电荷量情况了。会发现电压同样是按照正弦规律变化的。也证明了刚刚理论分析的正确性。

在刚刚线圈和电容器组成的实验电路中产生了大小和方向都做周期性变化的电流。这种电流成为振荡电流。能产生振荡电流的电路成为振荡电路。由线圈和电容器组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。

我们来总结下，刚刚的实验和分析说明充LC振荡电