7涡流、电磁阻尼和电磁驱动教学设计

长沙县实验中学物理学科教案设计授课班级课时安排授课人课题7涡流、电磁阻尼和电磁驱动课型新课教学目标分析新课标要求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。知识目标培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。德育目标培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。重、难点阐释重点：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。难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。学法指导通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验教具设计变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关、多媒体课件教学过程问题引导二次备课（一）引入新课教师：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？学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。教师：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。（二）进行新课1、涡流教师：［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。学生：铁板的温度比铁芯高。教师：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？学生：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。师生共同活动：分析涡流的产生过程。分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，这就是涡流的热效应。教师：课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。教师：为什么铁板的温度比铁芯高？学生：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。教师：同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗？学生：为了减少涡流损失的电能，同时也保护铁芯不被烧坏。教师：下面大家阅读教材，了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。2、电磁阻尼教师：下面我们看教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。学生：阅读教材后，发表自己的看法。师生共同活动，得出电磁阻尼的概念：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。教师：［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。学生观察现象并解释现象。［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？学生：观察现象并作出分析。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、电磁驱动教师：感应电流不仅会对导体产生阻尼作用，有时还会产生驱动作用。［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。师生共同活动，得出电磁驱动的概念：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。教师：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。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究涡流的应用【例1】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解析：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，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化的越快，感应电动势就越大。A选项正确。工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，D选项也正确。答案：AD【例2】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？分析：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电磁阻尼现象；空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。（五）巩固练习1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（）A．铝环的滚动速度将越来越小B．铝环将保持匀速滚动C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变答案：B2．如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（）A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h答案：BD3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（）A．铁B．木C．铜D．铝答案：CD4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）答案：减速（六）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，在课下交流。（七）教学反思思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。九、板书设计一、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。应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门。二、电磁阻尼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。三、电磁驱动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。教学反馈（后记）童年时，家是一声呼唤。那时的我似乎比今日的孩子拥有更多的自由。放学后，不会先在父母前露面，而是与左右相邻的小朋友聚在一起，天马行空，玩的天昏地暗，直至街上的人散去，听见焦急的父母在四处：“回家了，吃饭了。”这样的声音伴着我的童年，月复一月，迄今仍在我的耳畔回响。我常常在思考“家”究竟是什么？有人说：家是酝酿爱与幸福的酒坊，是盛满温馨和感动等待品味的酒杯。是在疲惫时回到家后爱人真情的拥抱，是彼此相守默默注视的目光……还有人说：家是风雨中的一间小屋，家是大雪天里的一杯热酒，家是一次次失败后的鼓励……家是忙碌奔波疲惫时。最想回去好好休息的温床。家是在外面受委屈回来后，可以痛痛快快哭一场而没人笑你软弱的地方。家是日行千里夜走八百后。离你最远却始终与你记忆最近的画面。无论你的人生是如何的辉煌或者是落魄。家。永远是你最牵挂的地方。太平时，家是一座博物馆，又是一个加油站。家里的一本书一封信一帧照片，都可以引出一段属于你们家的故事，流传天南与地北；一把茶壶一顶帽子一把椅子，都储存着家的文化传统和信息，绵延一代又一代。家，一个多么温馨的港湾，承载了多少人的梦。烦恼的时候，想到它，豁然开朗；忧郁的时候，想到它，微微一笑；沉闷的时候，想到它，如释重负。家，简简单单的一个字，却包含了太多，只有亲情才是无法泯灭的永恒。自古以来，无数诗人咏唱过游子的思家之情。“渔灯暗，客梦回，一声声滴人心碎。孤舟五更家万里，是离人几行情泪。”家是游子梦魂萦绕的永远的岸。童年时，家是一声呼唤。那时的我似乎比今日的孩子拥有更多的自由。放学后，不会先在父母前露面，而是与左右相邻的小朋友聚在一起，天马行空，玩的天昏地暗，直至街上的人散去，听见焦急的父母在四处：“回家了，吃饭了。”这样的声音伴着我的童年，月复一月，迄今仍在我的耳畔回响。我常常在思考“家”究竟是什么？有人说：家是酝酿爱与幸福的酒坊，是盛满温馨和感动等待品味的酒杯。是在疲惫时回到家后爱人真情的拥抱，是彼此相守默默注视的目光……还有人说：家是风雨中的一间小屋，家是大雪天里的一杯热酒，家是一次次失败后的鼓励……家是忙碌奔波疲惫时。最想回去好好休息的温床。家是在外面受委屈回来后，可以痛痛快快哭一场而没人笑你软弱的地方。家是日行千里夜走八百后。离你最远却始终与你记忆最近的画面。无论你的人生是如何的辉煌或者是落魄。家。永远是你最牵挂的地方。太平时，家是一座博物馆，又是一个加油站。家里的一本书一封信一帧照片，都可以引出一段属于你们家的故事，流传天南与地北；一把茶壶一顶帽子一把椅子，都储存着家的文化传统和信息，绵延一代又一代。家，一个多么温馨的港湾，承载了多少人的梦。烦恼的时候，想到它，豁然开朗；忧郁的时候，想到它，微微一笑；沉闷的时候，想到它，如释重负。家，简简单单的一个字，却包含了太多，只有亲情才是无法泯灭的永恒。自古以来，无数诗人咏唱过游子的思家之情。“渔灯暗，客梦回，一声声滴人心碎。孤舟五更家万里，是离人几行情泪。”家是游子梦魂萦绕的永远的岸。