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物理粤教版高二年级选修3-2第一章第8节涡流现象及其应用教学设计1


《涡流现象及其应用》教学设计 ★新课标要求 (一)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。 (二)过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 (三)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。 ★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。 ★教学难点 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 ★教学方法 通过演示实验,引导学生观察现象、分析实验 ★教学用具: 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) 。 ★教学过程 (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 2 mm 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, 1 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

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