2022年-年高中物理《渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用》教案滬科版選修3-2

1、2021-2021 年高中物理渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用教案滬科版選修 3-2一，教材分析教材先從同學(xué)身邊熟識(shí)的電磁灶入手,一開(kāi)頭就能引起同學(xué)的愛(ài)好,然后描述渦流產(chǎn)生的緣由及其物理本質(zhì), 再引導(dǎo)同學(xué)觀看家用電磁灶,分析電磁灶的工作原理及優(yōu)點(diǎn),同時(shí)對(duì)感應(yīng)加熱作了開(kāi)放, 描述了感應(yīng)加熱的其它應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn).然后描述了渦流制動(dòng)及渦流探測(cè),最終指出,渦流有利有弊,要防止渦流的危害.二，教學(xué)目標(biāo)：（一）學(xué)問(wèn)與技能1. 知道渦流是如何產(chǎn)生的.2. 知道渦流對(duì)我們有不利和有利的兩方面,以及如何利用和防止.3. 知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng).（二）過(guò)程與方法培養(yǎng)同學(xué)客觀，全面地熟識(shí)事物的科學(xué)態(tài)度.（三）情感，態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)同學(xué)

2、用辯證唯物主義的觀點(diǎn)熟識(shí)問(wèn)題.三，教學(xué)重點(diǎn)1. 渦流的概念及其應(yīng)用.2. 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析.四，教學(xué)難點(diǎn)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析.五，教學(xué)方法通過(guò)演示試驗(yàn),引導(dǎo)同學(xué)觀看現(xiàn)象，分析試驗(yàn)六，教學(xué)用具：電機(jī)，變壓器鐵芯，演示渦流生熱裝置（可拆變壓器），電磁阻尼演示裝置（示教電流表，微安表，彈簧，條形磁鐵） ,電磁驅(qū)動(dòng)演示裝置（U 形磁鐵，能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框） .七，教學(xué)過(guò)程（一）引入新課老師：出示電動(dòng)機(jī)，變壓器鐵芯,引導(dǎo)同學(xué)仔細(xì)觀看其鐵芯有什么特點(diǎn)？ 同學(xué)：它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多薄片疊合而成的.老師：為什么要這樣做呢？用一個(gè)整塊的金屬做鐵心不是更省事兒？學(xué)習(xí)了渦流的學(xué)問(wèn),

3、 同學(xué)們就會(huì)知道其中的隱秘.（二）進(jìn)行新課1. 渦流老師：演示渦流生熱試驗(yàn).在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2 mm的鐵板,鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向.在原線圈接溝通電.幾分鐘后,讓同學(xué)摸摸鐵芯和鐵板,比較它們的溫度,報(bào)告給全班同學(xué).同學(xué)：鐵板的溫度比鐵芯高.老師：為什么鐵芯和鐵板會(huì)發(fā)熱呢？原先在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)生.支配同學(xué)閱讀教材, 明白什么叫渦流？同學(xué)： 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),這個(gè)線圈鄰近的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.這種電流看起來(lái)很像水的旋渦,所以叫做渦流.師生共同活動(dòng)：分析渦流的產(chǎn)生過(guò)程.可編輯資料 - - - 歡迎下載依據(jù)麥克斯韋理論,變化的磁場(chǎng)激發(fā)出感生電場(chǎng).導(dǎo)體可以看作是

4、由許多閉合線圈組成的,在感生電場(chǎng)作用下,這些線圈中產(chǎn)生了感生電動(dòng)勢(shì),從而產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流.由于導(dǎo)體存在電阻,當(dāng)電流在導(dǎo)體中流淌時(shí),就會(huì)產(chǎn)生電熱,這就是渦流的熱效應(yīng).老師：課件演示,渦流的產(chǎn)生過(guò)程,增強(qiáng)同學(xué)的感性熟識(shí).老師：為什么鐵板的溫度比鐵芯高？同學(xué)：由于鐵板中的渦流很強(qiáng),會(huì)產(chǎn)生大量的熱.而鐵芯中的渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi),回路的電阻很大,渦流大為減弱,渦流產(chǎn)生的熱量也削減.老師：同學(xué)們明白了為什么鐵芯用薄片疊合而成了嗎？同學(xué)：為了削減渦流缺失的電能,同時(shí)也愛(ài)惜鐵芯不被燒壞.老師：下面大家閱讀教材,明白一下渦流在生產(chǎn)，生活，科技等方面的應(yīng)用.2. 渦流的作用成效：（1）應(yīng)用熱效應(yīng)：電磁

5、爐（爐盤下的線圈中通入溝通電,使?fàn)t盤上 的金屬中產(chǎn)生渦流,從而生熱. ）感應(yīng)加熱：高頻感應(yīng)爐機(jī)械效應(yīng)渦流制動(dòng)： 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí), 感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力而總是要阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象.應(yīng)用：磁電式外表，電氣機(jī)車的電磁制動(dòng)，阻尼擺等電磁驅(qū)動(dòng)： 當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用而運(yùn)動(dòng)起來(lái)的現(xiàn)象.應(yīng)用：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電能表，汽車上用的電磁式速度表等. 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)與磁鐵同向,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵,即同向異步.電磁阻尼是導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),而電磁驅(qū)動(dòng)是磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng).安培力的作用都是阻礙它們間的相對(duì)運(yùn)動(dòng).渦流探測(cè)：金屬探測(cè)器（探雷器，機(jī)場(chǎng)安檢門等）.3.

6、危害：發(fā)熱鋪張能量.變壓器，電機(jī)的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多相互絕緣的電阻率很大的薄硅鋼片疊合而成的,以削減渦流和電能的損耗,同時(shí)防止破壞絕緣層.削減渦流的方法：增大回路的電阻.渦流與前面講過(guò)的在線形閉合電路中的感應(yīng)電流不同,它是在整塊金屬內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流.用硅鋼片做變壓器的鐵芯（三）課堂總結(jié)，點(diǎn)評(píng)老師活動(dòng)： 讓同學(xué)概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容.請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)判黑板上的小結(jié)內(nèi)容.同學(xué)活動(dòng)： 仔細(xì)總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容, 并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)，比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)的更好,好在什么地方.可編輯資料 - - - 歡迎下載老師要放開(kāi), 讓同學(xué)自己總

7、結(jié)所學(xué)內(nèi)容,答應(yīng)內(nèi)容的次序不同, 從而構(gòu)建他們自己的學(xué)問(wèn)框架.（四）實(shí)例探究渦流的應(yīng)用【例 1】如以下圖是高頻焊接原理示意圖線圈中通以高頻變化的電流時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量,將金屬融解,把工件焊接在一起, 而工件其他部分發(fā)熱很少,以下說(shuō)法正確選項(xiàng)（）A電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度上升的越快B電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度上升的越快C工件上只有焊縫處溫度升的很高是由于焊縫處的電阻小D工件上只有焊縫處溫度升的很高是由于焊縫處的電阻大解析： 線圈中通以高頻變化的電流時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流, 感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有關(guān), 電流變化的頻率

8、越高, 電流變化的越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大. A 選項(xiàng)正確.工件上焊縫處的電阻大,電流產(chǎn)生的熱量就多, D 選項(xiàng)也正確.答案： AD【例 2】如以下圖, 用一小塊磁鐵卡在旋轉(zhuǎn)的鋁盤上,構(gòu)成了電能表中磁阻尼裝置,試分析它的原理？解析： 鋁盤中產(chǎn)生渦流,如圖,渦流在磁場(chǎng)中受一與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的安培力,對(duì)鋁盤產(chǎn)生電磁阻尼作用.限時(shí)訓(xùn)練：1. 如以下圖,一塊長(zhǎng)方形光滑鋁板水平放在桌面上,鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵,一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v 從板的左端沿中線向右端滾動(dòng),就（）A. 鋁環(huán)的滾動(dòng)速度將越來(lái)越小 B鋁環(huán)將保持勻速滾動(dòng) C鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)將逐步偏向條形磁鐵的N極或 S 極D鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)速

9、率會(huì)轉(zhuǎn)變,但運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉粫?huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變答案： B2. 如以下圖,閉合金屬環(huán)從曲面上h 高處滾下,又沿曲面的另一側(cè)上升,設(shè)環(huán)的初速為零,摩擦不計(jì),曲面處在圖示磁場(chǎng)中,就（）A. 如是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度小于hB. 如是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度等于h C如是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度等于h D如是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度小于h 答案： BD可編輯資料 - - - 歡迎下載動(dòng),假如發(fā)覺(jué)小球做減速運(yùn)動(dòng),就小球的材料可能是（）A鐵B木C銅答案： CDD鋁A點(diǎn)由靜止釋放向右擺4. 如以下圖,圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導(dǎo)軌上, 條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0 向圓環(huán)運(yùn)動(dòng),其軸線在圓環(huán)圓心,與環(huán)面垂直, 就磁鐵在穿過(guò)環(huán)過(guò)程中, 做 運(yùn)動(dòng)（選填“加速”， “勻速”或“減速” ）答案：減速5. 如以下圖,在 O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng),銅環(huán)在至最高點(diǎn) B不考慮空氣阻力,就以下說(shuō)法正確選項(xiàng)（）AA，B 兩點(diǎn)在同一水平線BA 點(diǎn)高于 B 點(diǎn)CA 點(diǎn)低于 B 點(diǎn)D銅環(huán)將做等幅搖擺答案： B教學(xué)反思：這節(jié)課在高考的考綱中屬于識(shí)記內(nèi)容,重點(diǎn)明白渦流的產(chǎn)生， 利用和防止, 知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng).在本節(jié)課中使用了諸多教學(xué)用具,有電機(jī)，變