2024-2025學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 7 渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動（2）教案 新人教版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)7渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動（2）教案新人教版選修3-2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動。這部分內(nèi)容主要涉及到電磁感應(yīng)的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生從理論走向?qū)嶋H應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)的基本原理，對于感應(yīng)電流的產(chǎn)生、磁場與電流的關(guān)系等有了初步的了解。本節(jié)課將在這個基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實(shí)際中的應(yīng)用，如渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動，從而加深學(xué)生對電磁感應(yīng)知識的理解和應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，使其能夠從實(shí)際問題中抽象出物理模型，并運(yùn)用電磁感應(yīng)的知識進(jìn)行分析和解決問題。

2.實(shí)踐與探究：通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與探究能力，使其能夠?qū)⒗碚撝R與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法。

3.科學(xué)態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與價值觀，使其能夠認(rèn)識到科學(xué)對于社會和人類的重要性，培養(yǎng)其對科學(xué)的熱愛和責(zé)任感。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.渦輪流的產(chǎn)生和特點(diǎn)：理解渦輪流是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的流動。

2.電磁阻尼的原理和應(yīng)用：掌握電磁阻尼是由于感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的阻力，以及其在實(shí)際應(yīng)用中的例子。

3.電磁驅(qū)動的原理和應(yīng)用：了解電磁驅(qū)動是利用感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的力來實(shí)現(xiàn)物體的運(yùn)動，以及其在實(shí)際應(yīng)用中的例子。

難點(diǎn)：

1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜性：學(xué)生對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜情況難以理解。

2.安培力的計(jì)算和應(yīng)用：學(xué)生對于安培力的計(jì)算方法和不常見情況的處理不夠熟悉。

解決辦法：

1.通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和觀察渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的現(xiàn)象，從而加深理解。

2.使用動畫和圖像輔助教學(xué)，直觀地展示渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理和應(yīng)用，幫助學(xué)生形象地理解。

3.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論和合作，共同探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜情況，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

4.提供相關(guān)的練習(xí)題和案例，讓學(xué)生通過實(shí)際操作和計(jì)算，加深對安培力的理解和應(yīng)用。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《2024-2025學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)7渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動（2）教案新人教版選修3-2》的教材或?qū)W習(xí)資料，以便學(xué)生能夠跟隨教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便在教學(xué)中進(jìn)行直觀展示和講解，幫助學(xué)生更好地理解和掌握渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理和應(yīng)用。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，如電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置、電流表、電壓表等，以便學(xué)生能夠親身體驗(yàn)和觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實(shí)際中的應(yīng)用。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺等，以便學(xué)生能夠進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作，促進(jìn)學(xué)生的積極參與和合作學(xué)習(xí)。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的相關(guān)視頻和圖文資料，要求學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)概念和原理。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：提出問題如“渦輪流是如何產(chǎn)生的？”、“電磁阻尼在實(shí)際應(yīng)用中有哪些例子？”等，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺收集學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和疑問，及時了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生獨(dú)立閱讀資料，理解渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對問題進(jìn)行思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將通過PPT、思維導(dǎo)圖或文字形式提交預(yù)習(xí)成果，展示自己的預(yù)習(xí)效果。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生獨(dú)立探索，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺共享資源，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和交流。

-作用與目的：

-幫助學(xué)生對渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動有初步了解，為新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過展示一個實(shí)際的電磁驅(qū)動應(yīng)用案例，如電機(jī)工作原理視頻，激發(fā)學(xué)生興趣。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理，結(jié)合實(shí)際例子幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察和記錄渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的現(xiàn)象。

-解答疑問：針對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中提出的問題，進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生專注聽講，積極思考問題。

-參與課堂活動：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

-提問與討論：學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)中的疑問進(jìn)行提問，與組內(nèi)同學(xué)討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解，幫助學(xué)生深入理解知識點(diǎn)。

-實(shí)踐活動法：通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親手操作，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論和實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理和應(yīng)用。

-培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：布置相關(guān)的練習(xí)題，要求學(xué)生完成，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：推薦學(xué)生閱讀相關(guān)的科普文章或?qū)W術(shù)資料，進(jìn)一步了解電磁感應(yīng)的應(yīng)用。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用推薦資源進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，拓寬知識面。

-反思總結(jié)：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)成果，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的知識點(diǎn)。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。知識點(diǎn)梳理本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動，這部分內(nèi)容主要涉及到電磁感應(yīng)的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生從理論走向?qū)嶋H應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。以下是對這部分內(nèi)容的知識點(diǎn)梳理：

1.渦輪流：

-定義：渦輪流是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的流動。

-產(chǎn)生原因：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電流在磁場中受到安培力，產(chǎn)生流動。

-特點(diǎn)：渦輪流具有旋轉(zhuǎn)對稱性，流速和流量與電流強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度有關(guān)。

2.電磁阻尼：

-定義：電磁阻尼是由于感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的阻力。

-產(chǎn)生原因：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流產(chǎn)生，受到安培力的作用，從而產(chǎn)生阻力。

-應(yīng)用：電磁阻尼在實(shí)際應(yīng)用中廣泛應(yīng)用于電機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備中，起到減緩運(yùn)動和能量轉(zhuǎn)換的作用。

3.電磁驅(qū)動：

-定義：電磁驅(qū)動是利用感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的力來實(shí)現(xiàn)物體的運(yùn)動。

-產(chǎn)生原因：當(dāng)導(dǎo)體中有感應(yīng)電流時，在磁場中受到安培力的作用，從而產(chǎn)生推動力。

-應(yīng)用：電磁驅(qū)動在實(shí)際應(yīng)用中廣泛應(yīng)用于電動機(jī)、電磁起重機(jī)等設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)物體的動力傳輸和控制。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.渦輪流的邏輯關(guān)系

-知識點(diǎn)①：電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流

-知識點(diǎn)②：電流在磁場中受到安培力作用

-知識點(diǎn)③：電流產(chǎn)生的流動稱為渦輪流

-詞句①：“電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電流在磁場中受到安培力，產(chǎn)生流動。”

-詞句②：“渦輪流具有旋轉(zhuǎn)對稱性，流速和流量與電流強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度有關(guān)?！?/p>

2.電磁阻尼的邏輯關(guān)系

-知識點(diǎn)①：導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流

-知識點(diǎn)②：感應(yīng)電流受到安培力作用產(chǎn)生阻力

-知識點(diǎn)③：電磁阻尼在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用

-詞句①：“當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流產(chǎn)生，受到安培力的作用，從而產(chǎn)生阻力?！?/p>

-詞句②：“電磁阻尼在實(shí)際應(yīng)用中廣泛應(yīng)用于電機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備中，起到減緩運(yùn)動和能量轉(zhuǎn)換的作用?！?/p>

3.電磁驅(qū)動的邏輯關(guān)系

-知識點(diǎn)①：感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用

-知識點(diǎn)②：安培力產(chǎn)生的推動力實(shí)現(xiàn)物體運(yùn)動

-知識點(diǎn)③：電磁驅(qū)動在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用

-詞句①：“當(dāng)導(dǎo)體中有感應(yīng)電流時，在磁場中受到安培力的作用，從而產(chǎn)生推動力?！?/p>

-詞句②：“電磁驅(qū)動在實(shí)際應(yīng)用中廣泛應(yīng)用于電動機(jī)、電磁起重機(jī)等設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)物體的動力傳輸和控制?！?/p>

板書設(shè)計(jì)：

渦輪流：

①電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流

②電流在磁場中受到安培力作用

③電流產(chǎn)生的流動稱為渦輪流

電磁阻尼：

①導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流

②感應(yīng)電流受到安培力作用產(chǎn)生阻力

③電磁阻尼在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用

電磁驅(qū)動：

①感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用

②安培力產(chǎn)生的推動力實(shí)現(xiàn)物體運(yùn)動

③電磁驅(qū)動在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用課后作業(yè)1.問題：請簡述渦輪流的產(chǎn)生原因和特點(diǎn)。

答案：渦輪流是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的流動。其產(chǎn)生原因是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電流在磁場中受到安培力的作用，從而產(chǎn)生流動。渦輪流的特點(diǎn)是具有旋轉(zhuǎn)對稱性，流速和流量與電流強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度有關(guān)。

2.問題：請解釋電磁阻尼的原理，并給出一個實(shí)際應(yīng)用的例子。

答案：電磁阻尼是由于感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的阻力。其原理是當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流產(chǎn)生，受到安培力的作用，從而產(chǎn)生阻力。一個實(shí)際應(yīng)用的例子是電機(jī)中的電磁阻尼，它可以幫助電機(jī)在啟動和停止時減緩速度，提高電機(jī)的穩(wěn)定性和效率。

3.問題：請描述電磁驅(qū)動的原理，并給出一個實(shí)際應(yīng)用的例子。

答案：電磁驅(qū)動是利用感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用而產(chǎn)生的力來實(shí)現(xiàn)物體的運(yùn)動。其原理是當(dāng)導(dǎo)體中有感應(yīng)電流時，在磁場中受到安培力的作用，從而產(chǎn)生推動力。一個實(shí)際應(yīng)用的例子是電動機(jī)中的電磁驅(qū)動，它可以通過電流在磁場中的作用產(chǎn)生推動力，從而使電動機(jī)轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。

4.問題：請計(jì)算一個渦輪流的流量和流速，已知電流強(qiáng)度為I=1A，磁場強(qiáng)度為B=0.5T，渦輪流的長度為L=0.1m。

答案：根據(jù)渦輪流的定義，流量Q可以通過公式Q=IBL計(jì)算，流速v可以通過公式v=Q/A計(jì)算。其中A為渦輪流橫截面積。根據(jù)題目給定的數(shù)據(jù)，Q=1A*0.5T*0.1m=0.05m^3/s，A=π*(0.1m)^2/4=0.0785m^2。代入公式計(jì)算得到v=0.05m^3/s/0.0785m^2=0.64m/s。

5.問題：請?jiān)O(shè)計(jì)一個電磁阻尼實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證電磁阻尼的原理。

答案：設(shè)計(jì)一個電磁阻尼實(shí)驗(yàn)，可以使用一根導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動，使其產(chǎn)生感應(yīng)電流。在導(dǎo)體棒的一端連接一個電阻，使感應(yīng)電流通過電阻。通過測量電阻上的電壓和電流，可以驗(yàn)證電磁阻尼的原理。具體步驟如下：

（1）準(zhǔn)備一根導(dǎo)體棒，長度約為10cm，橫截面積約為1cm^2。

（2）在導(dǎo)體棒的一端連接一個電阻，電阻值約為10Ω。

（3）將導(dǎo)體棒放入磁場中，磁場強(qiáng)度約為0.5T。

（4）使導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動，使其產(chǎn)生感應(yīng)電流。

（5）測量電阻上的電壓和電流，計(jì)算電壓和電流的比值，驗(yàn)證電磁阻尼的原理。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.請學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，完成一份關(guān)于渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的概念辨析和應(yīng)用案例分析的作業(yè)。要求學(xué)生能夠清晰地表達(dá)出各個概念的區(qū)別和聯(lián)系，并能夠結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析。

2.請學(xué)生設(shè)計(jì)一個關(guān)于電磁阻尼的實(shí)驗(yàn)方案，要求學(xué)生能夠詳細(xì)說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期分析。通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和對電磁阻尼原理的深入理解。

3.請學(xué)生查閱相關(guān)資料，了解電磁驅(qū)動在實(shí)際生活中的應(yīng)用，并完成一份報告。要求學(xué)生能夠列舉至少三個電磁驅(qū)動的實(shí)際應(yīng)用案例，并對其工作原理和應(yīng)用效果進(jìn)行簡要分析。通過查閱資料，拓展學(xué)生的知識視野，增強(qiáng)對電磁驅(qū)動應(yīng)用的認(rèn)識。

作業(yè)反饋：

1.對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，及時指出學(xué)生在概念辨析和應(yīng)用案例分析中的錯誤，并提供正確的解釋和分析。同時，給出改進(jìn)建議，幫助學(xué)生提高辨析和分析能力。

2.對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評估，指出其中的不足之處，并提出改進(jìn)意見。鼓勵學(xué)生根據(jù)反饋進(jìn)行修改和完善，提高實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性和可行性。

3.對學(xué)生的報告進(jìn)行閱讀和評價，對學(xué)生的努力和進(jìn)步給予肯定。同時，針對報告中的不足之處，給出具體的改進(jìn)建議，幫助學(xué)生提高寫作和分析能力。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐性教學(xué)：在教學(xué)中，注重實(shí)踐性教學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，幫助學(xué)生更好地理解和掌握渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理和應(yīng)用。

2.互動式教學(xué)：鼓勵學(xué)生積極參與課堂討論和小組合作，提高學(xué)生的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.信息技術(shù)應(yīng)用：利用多媒體教學(xué)資源，如視頻、動畫等，直觀地展示渦輪流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理和應(yīng)用，幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)知識。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生對電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜情況難以理解，需要加強(qiáng)實(shí)例分析和實(shí)驗(yàn)操作，幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)知識。

2.學(xué)生對安培力的