人教版九年级全册第二十一章 信息的传递第2节 电磁波的海洋公开课教学设计

设计说明

“电磁波的海洋”这节内容主要由“电磁波是怎样产生的”和“电磁波是怎样传播的”两部分构成。教学重点是电磁波的传播，难点是电磁波的波长、波速和频率的关系。突破重难点的关键是让学生形成直观的感性认识以及与水波的波长、波速和频率的类比。

电磁波是难以想象的，看不见、摸不着。电磁波的产生很复杂，教材通过演示实验“时断时续的电流能够产生电磁波”，让学生了解“迅速变化的电流能产生电磁波”，具体感知电磁波的真实存在。然后通过类比水波、声波，使其更形象化、更容易接受；对比声波的传播特点，理解电磁波的传播，同时注重让学生在学习的过程中，从身边熟悉的事物、现象中去感受新知识、新内容。也可以在教学中布置学生课前预习，通过查阅相关资料等方法，使他们在对电磁波有初步了解的基础上，带着问题、疑问走进新课，激发学生学习的兴趣和欲望。教学过程可分为三个阶段，第一阶段，了解电磁波的产生；第二阶段，知道电磁波的传播；第三阶段，知道电磁波家族及应用。

教学目标

【知识与技能】

1.知道电磁波的产生和传播。

2.知道波长、波速和频率。

3.知道电磁波在真空中的传播速度。

4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。

【过程与方法】

1.通过演示了解电磁波的存在，电磁波在真空中的传播；

2.通过观察图表，认识电磁波在不同波段有不同的作用。

【情感、态度与价值观】

体验电磁波是一种物质，电磁波是真实存在的。

重点难点

教学重点

电磁波的传播。

教学难点

电磁波的波长、波速和频率的关系。

教学方法

实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。

教具、学具

学生用：导线、电池、小收音机。

教师用：多媒体课件、收音机、导线、电池、木棍、盛水的透明水槽、两个音叉、手机、三辆不同的电动小汽车等。

授课时数

1课时

教学过程

回顾思考

1.声音在真空中的传播速度是　　　　。

2.光在空气中的传播速度是　　　　。

3.声音是　　　　产生的。

4.“真空铃”实验表明真空不能　　　　。声音的传播　　　　介质。

导入新课

展示利用电磁波工作的用电器的图片，同学们知道这些用电器是靠什么来工作的吗？

电磁波既可以传递信息又可以加热食品。收音机里的声音就是电磁波传递来的；电视机里的声音和图像也是电磁波传递来的；还有手机也是靠电磁波来传递信息的。微波炉是电磁波用来加热食品的家用电器。我们见到的各种天线有的可以发射电磁波，有的可以接收电磁波。电磁波是怎样产生的？又是怎样传播的呢？

讲授新课

一、电磁波是怎样产生的

师：我们前面学习过水波、声波。那么谁能设计一个实验来说明水波的产生？

(生甲上台演示：手持木棍，让木棍下端接触水槽里的水面)

师：请大家仔细观察现象。

生：水面上有一圈一圈凸凹相间的波从木棍接触水面处向外传播，形成水波。

师：音叉振动时，在空气中会有疏密相间的状态向外传播，形成声波。

声波看不见、摸不到，但声波传到我们的耳朵，会引起鼓膜振动，使我们产生听觉。

不管是声波还是水波都是确实存在的。下面老师做一个演示实验，请大家认真观察。

教师演示：打开收音机的开关，将调谐旋钮调至没有电台的位置，将音量开大(喇叭并不发声)。取一节干电池和一段导线，拿到收音机附近，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极相摩擦，使它们时断时续地接触(如图所示)，使收音机发出“咔咔”声。

 (为了克服学生“听而不想、观而不思”的学习习惯，在演示前，教师要提醒学生，不仅要注意听，而且要注意看，还要积极地思考。听——收音机里有什么反应？看——教师手拿导线的一端与电池的一极做什么样的动作？然后思考讨论。)

(1)为什么导线一端与电池的一个极之间要时断时续地接触？在此过程中，电路中的电流是否变化？

(2)收音机为什么会发出响声？

在学生观察、思考讨论的基础上，教师进一步告诉学生：导线通常是由多股细铜丝组成的，当多股细铜丝头与电池的一个极时断时续地接触时，电路中就会产生时有、时无，时大、时小的电流。我们又知道，电流是大量电荷在电路中定向运动形成的，这说明大量电荷在电池电压的作用下，是一阵一阵地(振荡)从电池的一个极运动到另一个极，这跟海浪一阵一阵地从远处冲向岸边相似。于是，我们便联想到水波和声波。物体振动发出的声音，是通过波动方式向外传播的。那么，电荷在电路中一阵一阵地做冲浪(振荡)式运动，是否也会以波动方式向外传播呢？1887年德国物理学家赫兹用实验的方法，证明了电荷在电路中做高速振荡式运动时，也是以波的方式向外传播的，并首先将这种波命名为“电磁波”。电磁波的形成和声波、水波的形成相似，导线中迅速变化的电流产生了电磁波，收音机接      收了这一电磁波，并把它放大转化成声音，发出“咔咔”声。

师生归纳、总结：

电路通断→电流迅速变化→产生电磁波→收音机接收电磁波→把它放大、转换成声音→喇叭发声(获得了能量)。

师：电流的迅速变化会在空间激起(产生)电磁波。

广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。电磁波虽然看不见、摸不着，但它确实可以给我们传递各种信息。

二、电磁波是怎样传播的

1.电磁波的传播

教师：我们知道声波的传播需要介质，那么电磁波的传播是否也需要介质？电磁波能够在真空中传播吗？你能否设计一个实验(或举例)来证明？

猜想：电磁波的传播需要(或不需要)介质。

设计：将一部手机放入真空罩里，然后抽出空气，用另一部手机拨打电话，观察现象。

现象及总结：在真空罩中的手机屏幕闪烁，显示已经收到罩外手机发送的信息，说明电磁波是可以在真空中传播的。可是听不到手机的振铃响，说明声音不能在真空中传播。因此到了月球上的宇航员无法像在地球那样面对面谈话，只能通过无线电交谈

[举例]“神舟十号”航天员王亚平在太空给地面上的学生授课，航天员在太空可以与地面指挥中心的人员进行对话……

师生归纳、总结：电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。

2.电磁波的特征

【阅读】教材第151-152页的内容。

用大屏幕投出以下问题，供学生思考：

(1)电磁波的波长和频率是怎样规定的？单位是什么？

(2)电磁波在真空中的速度是多少？

(3)波长、频率、波速三者之间的关系是什么？

(4)从电磁波的波形图中，你能获得哪些信息？

(5)日常生活中，你知道哪些是通过电磁波传递的？

学生自主阅读、讨论、交流、总结。

【视频】水波的形成。(如图所示)

【演示】(利用投影仪投在大屏幕上)

在装水的玻璃缸中，使小球在水中上下不断振动，产生连续不断的水波向四周传播，并且小球每振动一次，水面就出现一个波峰(凸起部分)和一个波谷(凹下部分)，一秒小球振动几次，水面上就会出现几个波峰和波谷。

【模拟】示波器显示声波。(如图所示)

【类比启发】电磁波跟水波、声波类似，它的波形图将会怎样？波长和频率如何定义？波长、频率和波速的关系怎样？

教师板书(或用大屏幕展示)波长示意图。如图所示。

师生归纳小结并用大屏幕展示有关知识点

电磁波的特征：

(1)波长(λ)：相邻两个波峰或波谷间的距离，单位是m。

(2)频率(f):电磁波每秒向前传播的波长数。单位有Hz、kHz、MHz,它们之间的换算关系是1 Hz,1 Hz。

(3)波速(c)：波传播的速度。

电磁波在真空中的传播速度 m/s。

教师进一步说明：(1)在真空中，所有电磁波的波速一定，它的波长和频率成反比。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。

(4)不同频率的电磁波在同一介质中传播速度相同；同一频率的电磁波在不同介质中的传播速度不同。

师：电磁波的传播速度是不是很熟悉？

生：和光的传播速度相同。

师：你还想到什么？

生甲：光也可以在真空中传播。

生乙：光属于电磁波。

师：很好。电磁波是个大家族，通常频率都很高，常用单位有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。

三、电磁波家族及电磁波的应用

用于广播、电视和移动电话的频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。不仅“光”——可见光是电磁波，红外线和紫外线也是电磁波。大家请看电磁波谱(多媒体展示)。

师：大家得到了哪些信息？

生甲：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都属于电磁波。

生乙：从无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，波长越来越短。

生丙：频率越来越高。

师：回答得很好。电磁波的波速是不变的，波长越长，频率越低。电磁波在人类的生活、生产中应用广泛，谁能举例？

生A：广播、电视和移动电话应用无线电波。

生B：在月球上、太空中利用电磁波进行信息交流和传递。

生C：电视机遥控器应用红外线。

生D：医学上利用紫外线杀菌、消毒。

生E：可以利用紫外线检验钞票真伪。

……

师：看来，电磁波的应用确实很广泛，可以用于通信，日常生活中可以看到各种各样的天线，它们有的是发射电磁波的，有的是接收电磁波的，我们就生活在电磁波的海洋中；电磁波也可以用于医学；当然还有很多别的应用。例如：我们生活中用的微波炉。

师：大家阅读教材“科学世界”——微波炉，思考回答以下问题：

(1)微波炉是利用什么来加热食品的？

(2)使用微波炉有哪些好处？

(3)使用微波炉时应注意哪些问题？

(4)为什么微波炉炉门的玻璃上有金属屏蔽网？说明了什么问题？

(学生阅读，思考后回答)

生A：微波炉是利用电磁波来加热食品的。

生B：这种电磁波频率很高，波长很短，所以叫微波。

生C：使用微波炉可以使食物的内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。

生D：食物分子在微波的作用下，剧烈振动，使内能增加，温度升高。

生E：使用微波炉加热的食物，最好是含有水分的。

生F：微波炉中不能使用金属容器。

生G：金属屏蔽网的作用是减少电磁波的泄漏，因为过量的电磁波照射对人体有害。

生H：这说明金属对电磁波有屏蔽作用。

课堂小结

板书设计

第2节　电磁波的海洋

一、电磁波的产生：导线中电流的迅速变化会在空间激起(产生)电磁波。

二、电磁波的传播

(1)波速、波长和频率的定义

波速：波传播的快慢。在真空中，电磁波的传播速度 m／s。

波长：相邻两个波峰(或波谷)之间的距离，用字母λ表示，单位是米(m)。

频率：表示单位时间内振动的次数，用字母f表示，单位是赫兹(Hz)。

(2)波速、波长和频率之间的关系：

真空中，电磁波的速度一定，频率越高，波长越短。

(3)电磁波的传播：

电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播。

三、电磁波及应用

无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。

教学反思