20.1初识电磁波教学设计 沪科版物理九年级

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《20.1初识电磁波》教学设计
课题 1. 初识电磁波 单元 20 学科 物理 年级 九
教材分析 本课是“第二十章 电磁波与信息时代”的开篇节，承担着激发兴趣、建立概念、启蒙思维的重要任务。教材从“玉兔号”月球车传回图像这一真实科技情境切入，引导学生思考信息如何跨越地月空间传播，自然引出电磁波的概念。通过“做中学”实验——利用断续电流在收音机中产生杂音，让学生直观感知电磁波的存在，突破“看不见、摸不着”的认知障碍。教材系统介绍了电磁波谱、波长、频率、波速及其关系式c=λν，并强调电磁波在真空中的传播速度等于光速（3.0×10 m/s）。内容兼具科学性、生活性和时代性，既承接了电与磁的知识，又为后续学习电磁波的应用打下基础，体现了物理与技术、社会的深度融合。
2022新课标要求 1.知道电磁波的产生、传播特点及真空中波速。2.掌握波长、频率和波速的关系能进行简单计算。21世纪教育独家资源3.了解电磁波谱及在以及主要用途，知晓其对人类生活和社会发展的影响
学习目标与核心素养 1.物理观念：形成“电磁波是真实存在的物质，可传递信息和能量”的认知，建立波速、波长、频率的关联观念。2.科学思维通过分析电磁波谱数据、推导公式关系，培养逻辑推理和定量分析能力。3.科学探究经历“观察实验（如收音机接收信号）—提出问题—验证猜想”的过程，提升实验观察和探究设计能力。21世纪教育独家资源3.科学态度与责任体会电磁波在通信技术中的关键作用，了解电磁污染的潜在影响，培养科学使用科技产品的责任意识。
学情分析 九年级学生已具备一定的物理基础知识，如电路连接、电流变化、声波传播等，但对电磁波这一抽象概念缺乏直观体验。尽管日常生活中频繁使用手机、Wi-Fi、遥控器等设备，却很少思考其背后的物理原理。学生对“电磁波是否真实存在”“它如何传播信息”等问题充满好奇，但也容易产生误解，如认为电磁波需要介质传播或与机械波类似。此外，学生初步具备实验观察能力和逻辑推理能力，能进行简单的数据分析，但在理解波长、频率、波速三者关系时仍存在困难，尤其是反比关系的数学表达与物理意义的结合。因此，教学需借助实验、图像和生活实例，化抽象为具体，激发探究欲望，构建科学概念。
重点 1.知道电磁波的存在及其在真空中的传播速度为3.0×10 m/s；2.理解波长、频率、波速的基本概念及关系式c=λν。
难点 1.理解“变化的电流可以产生电磁波”这一抽象机制；2.建立波长与频率成反比的空间想象与数学模型，避免概念混淆。21世纪教育独家资源
材料准备 电池组、灯泡、导线、钢尺、电工胶布
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入视频：玉兔号“玉兔号”拍摄的月球画面这些信息是怎样从月球传播到地球上的？是通过电磁波传播到地球上的。21世纪教育独家资源本节，我们将学习电磁波的初步知识。 观看视频思考：这些信息是怎样从月球传播到地球上的？ 引起学生学习的兴趣
讲授新课 一、电磁波及波谱1.电磁波就在我们身边我们生活在电磁波的海洋里，电磁波将我们联结在一起。视频：无处不在的电磁波做中学2.利用断续的电流产生电磁波（1）实验器材电池组、灯泡、导线、钢尺、电工胶布感知电磁波（2）实验步骤①将电池组、灯泡利用导线串联起来，将钢尺以 1.5 cm 为间隔贴上电工胶布。②打开收音机，在调幅（AM）模式下，调至无节目的位置，调大音量。③用夹子将导线一端与钢尺头部夹住，导线另一端在钢尺表面反复滑过。21世纪教育独家资源④观察灯泡亮灭的变化，仔细听收音机，感知声音的变化及其规律。（3）视频：感知电磁波（4）实验现象与分析①灯泡亮灭变化：导线滑动时，接触钢尺（导通）则灯泡亮，接触胶布（断开）则灯泡灭，对应电路的通断。②收音机声音变化：从收音机听到时断时续的声音。思考讨论：你知道产生这些现象的原因吗？这是因为随着导线一端在钢尺上滑动，电路时通时断，电流大小不断变化，产生了电磁波，收音机收到电磁波，所以会产生与电流变化规律类似的声音。（5）实验结论变化的电流会产生电磁波3.电磁波谱21世纪教育独家资源收音机、电视机和手机涉及的电磁波，都是无线电波。（1）电磁波多种多样电磁波是个大家族，除了大家熟知的无线电波，电视红外遥控器使用的红外线，我们人眼感知的可见光，还有紫外线、X射线、γ射线等等，都是电磁波家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。 红外遥控器 可见光（2）电磁波谱及电磁波的主要用途①电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率排列，这样的排列称为电磁波谱。电磁波谱从电磁波谱图中可看出按频率由大到小（波长由小到大的)顺序排列：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。②电磁波的主要用途拓展延伸物理学中的对称美科学书屋奥斯特发现电生磁，法拉第发现磁生电，电与磁不可分割。在此基础上，英国物理学家麦克斯韦（J. C. Maxwell，1831—1879）基于对对称美的追求，提出了麦克斯韦方程组。从理论上预言了电磁波的存在，并推论光也是一种电磁波。德国物理学家赫兹（H. R. Hertz，1857—1894），在 1888 年用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波的速度的确等于光速。这一划时代的成就让人们惊叹对称美的威力和麦克斯韦方程组的伟大！视频：用方程驯服电磁波的魔法师二、电磁波的特征1、电磁波的波速、波长和频率21世纪教育独家资源与水波、声波相似，电磁波也有波速、波长和频率（1）波速波传播的快慢用波速描述。电磁波传播的速度等于光速。电磁波在真空中的传播速度 с=3×108m/s。空气中的光速接近于真空中的光速。运用电磁波，信息的传播速度可以得到极大的提高。（2）波长：是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，用字母 λ表示。在国际单位制中，波长的单位是米（m）。（3）频率①定义：为波周期性变化的次数与时间之比，用字母 ν 表示。21世纪教育独家资源②单位：赫兹（Hz） 常用单位：千赫（KHz）、兆赫（MHz）③它们之间的换算关系是：1 kHz=103Hz 1 MHz=106Hz 电磁波的频率，是由波源震动的快慢决定的。比起我们周围的声音，通常电磁波的频率要大得多，可达1014Hz，甚至更高。2.波速、波长与频率的关系c = λν c：波速 λ：波长 ν：频率在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成反比关系。频率越低，波长越长；反之，频率越高，波长越短。拓展延伸 电磁波的特点（1）电磁波可以在真空中传播。电磁波与机械波不同，水波和声波等机械波的传播需要介质，电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，而电场和磁场本身就是一种形式的物质。但是电磁波也可以在固体，气体，液体等介质中传播。（2）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 多普勒效应和偏振现象。（3）光的电磁理论：电磁波的速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动，c=3×108m/s。电磁污染与防治电磁污染，已被认为是继大气污染、水污染、噪声污染后的第四大公害。它是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。 在充分享受电磁波带来方便的同时，人们也日渐感受到它的负面效应。当电磁辐射达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控， 也会引起头疼、失眠、记忆衰退等不适症状。为了减少电磁污染，我 们需要制订防治电磁污染的对策，如严格执行相关政策法规，合理应 用电磁辐射控制技术等。 观看视频观看视频说出实验现象，并思考产生这些现象的原因阅读课文电磁波谱阅读课文物理学中的对称美阅读课文，聆听讲解观看视频阅读课文电磁污染与防治 了解电磁波无处不在锻炼学生的观察能力和逻辑思维能力了解电磁波多种多样，以及主要用途拓展学生的知识面，了解物理学中的对称美掌握电磁波的波速、波长和频率，掌握.波速、波长与频率的关系了解电磁污染的潜在影响，培养科学使用科技产品的责任意识。
课堂练习 1.用实物展台演示直流电动机实验时，同学们发现电脑一体机的画面出现“雪花”。这是因为电动机工作时会发出（　　）A．超声波 B．次声波C．电磁波 D．可听声【答案】C【详解】当导体中有迅速变化的电流时，导体就会向四周空间发射电磁波，用实物展台演示直流电动机实验时，变化的电流产生电磁波，这些电磁波被电脑一体机接收，并对电脑一体机产生干扰出现“雪花”。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。2.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波不能在真空中传播B．电磁波在空气中的传播速度约为340m/sC．手机靠电磁波传递信息D．电热水壶是利用电磁波来工作的【答案】C【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；B．在真空中，电磁波的传播速度约为3×108m/s，在空气中的传播速度近似等于在真空中的速度，约为3×108m/s，故B错误；C．电磁波可以传递信息，电磁波传播范围广，传播速度快，所以手机靠电磁波传递信息，实现通讯传输，故C正确；D．电热水壶是利用电流的热效应来工作的，不是利用电磁波，故D错误。故选C。3.某广播电台发射频率为1.027×108 Hz的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　）A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线106微波【答案】A【解析】由图可知，频率为1.027×108 Hz的电磁波在106 Hz 1010 Hz之间，因此属于无线电波，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 初识电磁波一、电磁波及波谱1.实验结论：变化的电流会产生电磁波2.电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率排列，这样的排列称为电磁波谱3.从电磁波谱图中可看出按频率由大到小（波长由小到大的)顺序排列：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。二、电磁波的特征1.波长λ：是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，单位是m。2.波速c：波传播的速度，电磁波在真空中的传播速度： с=3×108m/s 3.频率ν：频率为波周期性变化的次数与时间之比。4.波速、波长与频率的关系是 c=λv 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 《物理如此简单：电磁学篇》 ：清华大学出版社出版的全学段中学生适配读物，专门设有“无处不在的电磁波”章节。书中少堆砌数学公式，用通俗语言搭配生活例子讲解，还穿插科学家探索电磁波的趣味故事，同时设置生活物理、科学实验等栏目，能让学生结合实例理解电磁波，还能衔接课内知识点。
特色资源分析和技术手段说明 演示实验：像导线连接电池两极靠近收音机听“喀喀”声的实验，器材常见，操作简单，能直观验证变化电流产生电磁波；还有用衍射光栅观察不同光源光谱的实验，可让学生感知可见光属于电磁波。这类资源能落实新课标科学探究素养，培养动手能力。
教学反思 电磁波是一种看不见、摸不到的东西，由于学生可能对“电磁波”这个名词还有些陌生，并不能深入体会到电磁波的存在。根据教材内容在安排本节时，是由学生身边生活事例来引入新课的,并通过事例和演示实验的方法,注重让学生在从身边的知识、熟悉的事物中去感受到新的、未知的世界这一思想。新课标要求学生对波长、频率和波速三者的关系有初步认识，并不要求学生深入掌握这三个物理量的定义采用让学生阅读教材的方法。并根据学生搜集的有关电磁波的材料让学生来谈谈,电磁波的利用和危害以及防护的小常识.真正做到理论联系实际.本节内容密切联系生活，与社会活动紧密结合，为学生学习无线电知识，做好了铺垫.让学生进一步体会物理学与社会生活息息相关。有条件的情况下还可以借助网络进行教学,可以让学生更直观的、更生动的了解知识。
初识电磁波
电磁波的特征
电磁波及波谱
波速、波长与频率的关系是:
c=λv
频率ν：频率为波周期性变化的次数与时间之比
波长：相邻两个波峰（或波谷）间的距离。
波速c：
с=3×108m/s
电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率排列。
变化的电流产生电磁波。
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