第十三章 电磁感应与电磁波初步 学习活动设计五：电和磁真的密不可分！

第十三章《电磁感应与电磁波初步》学习活动设计五：电和磁真的密不可分！
　　课前准备：
　　问题：电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通讯等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。
　　那么，电磁波是怎样被发现的呢？哪些物理学家为此做出了贡献？分别做了怎样的贡献呢？（学生课前看书、上网查资料）
　　课堂教学：
　　【任务情境】
　　英国物理学家麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，其中有库仑、安培、奥斯特、法拉第等人的奠基之功，更有他本人的创造性工作。在此基础上，他最终建立了经典电磁场理论。
　　【学习任务一】在电磁波的发现历程上，很多物理学家——库仑、安培、奥斯特、法拉第、麦克斯韦、赫兹等做出了自己的贡献。
　　提问：同学们，在电磁波的发现历程上有哪些物理学家做出了贡献？他们各自做出了怎样的贡献？
　　预测小组交流并汇报：
　　库仑定律
　　安培定则和安培分子电流假说
　　著名的奥斯特实验
　　法拉第的电磁感应现象
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　　引导学生总结：电磁波这一伟大的发现，是很多科学家，在不同的国度里面进行的，随着历史的前进，科学研究也大踏步的向前。
　　教师总结提升：我们的学习、工作、生活、生产都需要合作！合作才能共赢！我们要建设全球生命共同体！
　　【学习任务二】麦克斯韦在前人特别是法拉第的工作基础上将电、磁、光统一起来了。
　　提问：麦克斯韦是怎样将电、磁、光统一起来的？他做了哪些工作？提出了哪些观点？
　　提示：在变化的磁场中放入一个闭合电路，电路里会产生感应电流。这是法拉第发现的电磁感应现象。麦克斯韦进一步想到：既然产生了感应电流，一定是有了电场，它促使导体中的自由电荷做定向运动，即使在变化的磁场中没有闭合电路，同样会在空间产生电场。因此，麦克斯韦认为：这个现象的实质是变化的磁场产生了电场。
　　既然变化的磁场能够产生电场，那么，变化的电场能产生磁场吗？麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称美。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
　　按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场（electromagnetic ？eld）。
　　那么，电磁波以多大的速度传播？麦克斯韦推算出一个出人意料的答案：电磁波的速度等于光速！他还由此提出了光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动。遗憾的是，麦克斯韦英年早逝，没有看到科学实验对电磁场理论的证实。把天才的预言变成世人公认的真理的人，是德国科学家赫兹。
　　【学习小结】
　　1.了解库仑、安培、奥斯特、法拉第、麦克斯韦、赫兹在电磁波发现过程中的伟大贡献。
　　2.初步定性的理解麦克斯韦的电磁场理论。
　　3.学生初步知道电磁是统一的。
　　【学习评价自测】
　　1.变化的磁场和变化的电场形成不可分割的统一体——电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播需要介质吗？它传播的速度是多少？
　　答案：电磁波的传播不需要介质，它在真空中的传播速度等于光速3×108m/s。
　　2.中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课。已知天宫一号空间实验室轨道半径为6740km，地球半径为6400km，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？
　　答案：1.1×10-3s
　　解析：因为，s=340km,c=3×108m/s所以t=1.1×10-3s