(教學(xué)設(shè)計(jì))第2章 3 渦流 電磁阻尼 電磁驅(qū)動(dòng)、2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)

(教學(xué)設(shè)計(jì))第2章3渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)、2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）(教學(xué)設(shè)計(jì))第2章3渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)、2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)課程基本信息1.課程名稱：高中物理選擇性必修第二冊第2章3渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)

2.教學(xué)年級和班級：2023-2024學(xué)年新高一年級

3.授課時(shí)間：2課時(shí)（90分鐘）

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：2課時(shí)

教學(xué)設(shè)計(jì)將會(huì)圍繞教科版2019年的高中物理選擇性必修第二冊第2章3節(jié)的內(nèi)容展開，重點(diǎn)教授渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在提高學(xué)生對物理學(xué)科的探究能力、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)。通過學(xué)習(xí)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)的方法分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。同時(shí)，激發(fā)學(xué)生對物理現(xiàn)象的好奇心，培養(yǎng)其終身學(xué)習(xí)的興趣和責(zé)任感。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.渦流的產(chǎn)生及其現(xiàn)象

2.電磁阻尼的概念和應(yīng)用

3.電磁驅(qū)動(dòng)的原理和實(shí)際應(yīng)用

難點(diǎn)：

1.渦流的產(chǎn)生機(jī)理和計(jì)算

2.電磁阻尼的定量分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.電磁驅(qū)動(dòng)的效率計(jì)算和優(yōu)化

解決辦法：

1.利用多媒體動(dòng)畫演示渦流的產(chǎn)生和現(xiàn)象，讓學(xué)生直觀理解其原理。

2.通過實(shí)驗(yàn)演示電磁阻尼的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用公式進(jìn)行定量分析。

3.以實(shí)際應(yīng)用為例，講解電磁驅(qū)動(dòng)的原理和效率計(jì)算，引導(dǎo)學(xué)生思考優(yōu)化方案。

突破策略：

1.組織小組討論，讓學(xué)生自主探索渦流的計(jì)算方法。

2.引入物理建模思想，讓學(xué)生嘗試建立電磁阻尼的模型。

3.鼓勵(lì)學(xué)生提出創(chuàng)新方案，提高電磁驅(qū)動(dòng)的效率。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)》第2章3節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的相關(guān)圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便于學(xué)生更直觀地理解知識(shí)點(diǎn)。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備磁鐵、線圈、電流表等實(shí)驗(yàn)器材，以進(jìn)行渦流和電磁阻尼的實(shí)驗(yàn)演示。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，將教室布置為分組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以便于學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過程課前準(zhǔn)備：

確保每位學(xué)生都有《高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)》第2章3節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。

輔助材料：準(zhǔn)備渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的相關(guān)圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便于學(xué)生更直觀地理解知識(shí)點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備磁鐵、線圈、電流表等實(shí)驗(yàn)器材，以進(jìn)行渦流和電磁阻尼的實(shí)驗(yàn)演示。

教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，將教室布置為分組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以便于學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作。

教學(xué)步驟：

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

以一個(gè)有趣的物理現(xiàn)象引入，例如，演示一個(gè)電磁阻尼的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察到磁鐵在電流作用下受到的阻力。然后提問：“為什么磁鐵會(huì)受到這種阻力？這種現(xiàn)象背后有什么原理？”從而引出本節(jié)課的主題——渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)。

2.知識(shí)講解（20分鐘）

首先，通過PPT展示渦流的產(chǎn)生和現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)際例子進(jìn)行講解，讓學(xué)生理解渦流的原理。接著，講解電磁阻尼的概念，并通過實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生直觀地感受到電磁阻尼現(xiàn)象。最后，介紹電磁驅(qū)動(dòng)的原理和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生了解電磁驅(qū)動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

3.小組討論（15分鐘）

將學(xué)生分成小組，讓他們圍繞渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的相關(guān)問題進(jìn)行討論。討論內(nèi)容包括：渦流的計(jì)算方法、電磁阻尼的定量分析、電磁驅(qū)動(dòng)的效率優(yōu)化等。教師在旁邊指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

4.實(shí)驗(yàn)操作（15分鐘）

組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析。

5.總結(jié)與拓展（10分鐘）

對本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵點(diǎn)。然后，提出一些拓展問題，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究的興趣。例如：“渦流在實(shí)際應(yīng)用中有哪些作用和危害？”，“如何設(shè)計(jì)一個(gè)高效的電磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)？”等。

6.作業(yè)布置

布置一道關(guān)于渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的課后習(xí)題，要求學(xué)生在課后進(jìn)行思考和解答。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

《電磁學(xué)原理與應(yīng)用》：該書詳細(xì)介紹了電磁學(xué)的基本原理和應(yīng)用，包括渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容。

《物理實(shí)驗(yàn)教程》：該書包含了大量的物理實(shí)驗(yàn)案例，可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方法和技巧。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

(1)讓學(xué)生閱讀拓展閱讀材料，加深對渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的理解。

(2)讓學(xué)生觀看相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)視頻，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

(3)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理建模，嘗試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。例如，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的電磁驅(qū)動(dòng)裝置，提高其工作效率。

(4)組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享彼此的成果和心得。例如，讓學(xué)生討論渦流在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢和劣勢，以及如何避免渦流產(chǎn)生的危害。

(5)鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競賽和相關(guān)活動(dòng)，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)和實(shí)踐能力。板書設(shè)計(jì)①渦流

-定義：變化的磁場在導(dǎo)體中產(chǎn)生的電流

-產(chǎn)生：閉合回路、變化的磁場

-現(xiàn)象：熱量產(chǎn)生、機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能

②電磁阻尼

-概念：導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力

-原理：楞次定律、感應(yīng)電流的磁場與原磁場相互作用

-應(yīng)用：電機(jī)、揚(yáng)聲器等

③電磁驅(qū)動(dòng)

-原理：利用電磁場的作用力推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)

-類型：直流電磁驅(qū)動(dòng)、交流電磁驅(qū)動(dòng)

-應(yīng)用：電動(dòng)車、磁懸浮列車等

板書設(shè)計(jì)要求簡潔明了，重點(diǎn)突出?？梢酝ㄟ^圖形、符號、顏色等方式將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分和強(qiáng)調(diào)，增加板書的趣味性和藝術(shù)性。例如，可以使用不同顏色的粉筆標(biāo)出渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵詞，或者用圖形表示電磁場的方向和變化。同時(shí)，可以通過合理的布局和設(shè)計(jì)，使得板書具有層次感和邏輯性，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。典型例題講解1.例題一：渦流的產(chǎn)生

題目：一個(gè)直導(dǎo)線通以電流I，導(dǎo)線周圍存在磁場。在導(dǎo)線附近放置一個(gè)平行的閉合回路，求回路中產(chǎn)生的電流。

解答：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中產(chǎn)生的電流I'與回路所圍面積S和磁通量變化率ΔΦ/Δt有關(guān)。由于導(dǎo)線通電，其周圍存在磁場，當(dāng)閉合回路移動(dòng)時(shí)，磁通量會(huì)發(fā)生變化，從而在回路中產(chǎn)生電流。具體計(jì)算公式為：I'=ΔΦ/Δt*S。

2.例題二：電磁阻尼現(xiàn)象

題目：一個(gè)圓形線圈在磁場中以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，求線圈受到的電磁阻尼力。

解答：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場與原磁場相互作用，產(chǎn)生電磁阻尼力。線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其面積與磁場強(qiáng)度B的乘積會(huì)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。電磁阻尼力F與感應(yīng)電流I、磁場強(qiáng)度B、線圈面積A和線圈匝數(shù)n有關(guān)，計(jì)算公式為：F=B*I*A*n。

3.例題三：電磁驅(qū)動(dòng)原理

題目：一個(gè)通電的螺線管，其一端靠近一個(gè)鐵磁材料，求鐵磁材料受到的推力。

解答：根據(jù)安培力定律，通電螺線管產(chǎn)生的磁場對鐵磁材料產(chǎn)生安培力。安培力F與電流I、磁場強(qiáng)度B、鐵磁材料長度L和磁化強(qiáng)度M有關(guān)，計(jì)算公式為：F=B*I*L*M。

4.例題四：電磁驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的電磁驅(qū)動(dòng)裝置，提高其工作效率。

解答：可以設(shè)計(jì)一個(gè)線圈和磁鐵組成的電磁驅(qū)動(dòng)裝置。通過調(diào)節(jié)電流大小和磁場