高中物理《4.7涡流涡流电磁阻尼和电磁驱动》教案新人教版选修3-.pdf

北京市房山区房山中学高二物理选修 3-24.7 涡流涡流 电磁阻尼和电磁驱动教案 新人教版 一教学设计 学生在学习闭合导线中的电磁感应现象，本节课学习金属块导体中的电磁感应现象涡流，指出涡流是一种特殊的电磁感应现象，在生活及实验教学等方面有许多应用。教学内容主要学习涡流及成因，涡流的热效应、机械效应。重点是涡流的概念及应用，难点是电磁阻尼和电磁驱动的实力分析。二教学目标：1知识与技能 （1）知道涡流是如何产生的。（2）知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。（3）知道电磁阻尼和电磁驱动。2过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。3情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。三教学重点、难点 1教学重点（1）涡流的概念及其应用。（2）电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。2教学难点 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。四教学方法：演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教具：电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U 形磁铁、能绕轴转动的铝框）。五教学活动 1引入新课 出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。2进行新课（1）涡流 演示 1涡流生热实验。在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约 2mm 的铁板，铁板 垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流 产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。（2）电磁阻尼 阅读教材 30 页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的 方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。演示 2电磁阻尼。按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到 的电磁阻尼现象。演示 3如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释 放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会很快停下来。（3）电磁驱动 演示 4电磁驱动。演示教材 31 页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。七知识总结与迁移：1知识要点（1）涡流概念：_（2）涡流产生原因：_（3）涡流的利用与控制 利用 控制 （4）电磁驱动原理:（5）电磁阻尼：_.2课堂练习：（1）下列哪些仪器是利用涡流工作的（）A电磁炉 B微波炉 C金属探测器 D真空冶炼炉（2）变压器的铁芯是是利用薄硅片叠加而成，而不采用一块整硅钢。这是为了（）A增大涡流，提高变压器的效率 B减少涡流，提高变压器的效率。C增大涡流，减少铁芯的发热量。D减少涡流，减少铁芯的发热量（3）如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（）A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大（4）桌面上放一铜片，一条形磁铁的 N 极自上而下接近铜片的过程中，铜片对桌面的压力（）A增大 B减小 C不变 D无法判断是否变化 （5）用丝线悬挂闭合金属环，悬于 O 点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？（5）如图所示，abcd是一个闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在 固定点 O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向 的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若悬点摩擦和空气 阻力不计，则()A线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反 B线框进入磁场区域后，越靠近 OO线时速度越大，因而产生的感应电流也越大 C线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小 D线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能（6）如右图所示，金属矩形线框 abcd 用细线悬挂在 U 形磁铁中央，磁铁可绕 OO 轴转动（从上往下看是逆时针转动），当磁铁转动时，从上往下看，线框 abcd 的运动情况是（）A顺时针转动 B逆时针转动 C向外平动 D向里平动（7）如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止 释放向右摆至最高点B不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（）AA、B两点在同一水平线 BA点高于B点 CA点低于B点 D铜环将做等幅摆动 七课后作业：1认真阅读教材。2思考并完成“问题与练习”中的习题。3收集“涡流的利用和防止”方面的资料，课后交流。