(教學設計)第2章 3 渦流 電磁阻尼 電磁驅動、2023-2024學年新教材高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)

(教學設計)第2章3渦流電磁阻尼電磁驅動、2023-2024學年新教材高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）(教學設計)第2章3渦流電磁阻尼電磁驅動、2023-2024學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動

2.教學年級和班級：2023-2024學年新高一年級

3.授課時間：2課時（90分鐘）

4.教學時數(shù)：2課時

教學設計將會圍繞教科版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，重點教授渦流、電磁阻尼和電磁驅動的相關知識。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在提高學生對物理學科的探究能力、科學思維和創(chuàng)新意識。通過學習渦流、電磁阻尼和電磁驅動的相關知識，使學生能夠運用科學的方法分析問題、解決問題，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和團隊協(xié)作能力。同時，激發(fā)學生對物理現(xiàn)象的好奇心，培養(yǎng)其終身學習的興趣和責任感。重點難點及解決辦法重點：

1.渦流的產(chǎn)生及其現(xiàn)象

2.電磁阻尼的概念和應用

3.電磁驅動的原理和實際應用

難點：

1.渦流的產(chǎn)生機理和計算

2.電磁阻尼的定量分析和實驗驗證

3.電磁驅動的效率計算和優(yōu)化

解決辦法：

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

2.通過實驗演示電磁阻尼的現(xiàn)象，引導學生運用公式進行定量分析。

3.以實際應用為例，講解電磁驅動的原理和效率計算，引導學生思考優(yōu)化方案。

突破策略：

1.組織小組討論，讓學生自主探索渦流的計算方法。

2.引入物理建模思想，讓學生嘗試建立電磁阻尼的模型。

3.鼓勵學生提出創(chuàng)新方案，提高電磁驅動的效率。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)》第2章3節(jié)的相關內(nèi)容。

2.輔助材料：準備渦流、電磁阻尼和電磁驅動的相關圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便于學生更直觀地理解知識點。

3.實驗器材：準備磁鐵、線圈、電流表等實驗器材，以進行渦流和電磁阻尼的實驗演示。

4.教室布置：根據(jù)教學需要，將教室布置為分組討論區(qū)和實驗操作臺，以便于學生進行小組討論和實驗操作。教學過程課前準備：

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

輔助材料：準備渦流、電磁阻尼和電磁驅動的相關圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便于學生更直觀地理解知識點。

實驗器材：準備磁鐵、線圈、電流表等實驗器材，以進行渦流和電磁阻尼的實驗演示。

教室布置：根據(jù)教學需要，將教室布置為分組討論區(qū)和實驗操作臺，以便于學生進行小組討論和實驗操作。

教學步驟：

1.導入新課（5分鐘）

以一個有趣的物理現(xiàn)象引入，例如，演示一個電磁阻尼的實驗，讓學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、電磁阻尼和電磁驅動。

2.知識講解（20分鐘）

首先，通過PPT展示渦流的產(chǎn)生和現(xiàn)象，結合實際例子進行講解，讓學生理解渦流的原理。接著，講解電磁阻尼的概念，并通過實驗演示讓學生直觀地感受到電磁阻尼現(xiàn)象。最后，介紹電磁驅動的原理和應用，引導學生了解電磁驅動在實際生活中的應用。

3.小組討論（15分鐘）

將學生分成小組，讓他們圍繞渦流、電磁阻尼和電磁驅動的相關問題進行討論。討論內(nèi)容包括：渦流的計算方法、電磁阻尼的定量分析、電磁驅動的效率優(yōu)化等。教師在旁邊指導，引導學生深入思考。

4.實驗操作（15分鐘）

組織學生進行實驗操作，讓學生親身體驗渦流、電磁阻尼和電磁驅動的現(xiàn)象。實驗過程中，教師引導學生觀察實驗現(xiàn)象，并運用所學知識進行分析。

5.總結與拓展（10分鐘）

對本節(jié)課的主要內(nèi)容進行總結，強調(diào)渦流、電磁阻尼和電磁驅動的關鍵點。然后，提出一些拓展問題，激發(fā)學生繼續(xù)探究的興趣。例如：“渦流在實際應用中有哪些作用和危害？”，“如何設計一個高效的電磁驅動系統(tǒng)？”等。

6.作業(yè)布置

布置一道關于渦流、電磁阻尼和電磁驅動的課后習題，要求學生在課后進行思考和解答。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關的拓展閱讀材料

《電磁學原理與應用》：該書詳細介紹了電磁學的基本原理和應用，包括渦流、電磁阻尼和電磁驅動等內(nèi)容。

《物理實驗教程》：該書包含了大量的物理實驗案例，可以幫助學生更好地理解和掌握渦流、電磁阻尼和電磁驅動的實驗方法和技巧。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究

(1)讓學生閱讀拓展閱讀材料，加深對渦流、電磁阻尼和電磁驅動的理解。

(2)讓學生觀看相關的物理實驗視頻，了解實驗的操作步驟和實驗現(xiàn)象。

(3)引導學生進行物理建模，嘗試運用所學知識解決實際問題。例如，讓學生設計一個簡易的電磁驅動裝置，提高其工作效率。

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

(5)鼓勵學生參加物理競賽和相關活動，提高學生的物理素養(yǎng)和實踐能力。板書設計①渦流

-定義：變化的磁場在導體中產(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、機械能轉換為熱能

②電磁阻尼

-概念：導體在磁場中運動時受到的阻力

-原理：楞次定律、感應電流的磁場與原磁場相互作用

-應用：電機、揚聲器等

③電磁驅動

-原理：利用電磁場的作用力推動導體運動

-類型：直流電磁驅動、交流電磁驅動

-應用：電動車、磁懸浮列車等

板書設計要求簡潔明了，重點突出?？梢酝ㄟ^圖形、符號、顏色等方式將知識點進行區(qū)分和強調(diào)，增加板書的趣味性和藝術性。例如，可以使用不同顏色的粉筆標出渦流、電磁阻尼和電磁驅動的關鍵詞，或者用圖形表示電磁場的方向和變化。同時，可以通過合理的布局和設計，使得板書具有層次感和邏輯性，幫助學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：一個直導線通以電流I，導線周圍存在磁場。在導線附近放置一個平行的閉合回路，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。由于導線通電，其周圍存在磁場，當閉合回路移動時，磁通量會發(fā)生變化，從而在回路中產(chǎn)生電流。具體計算公式為：I'=ΔΦ/Δt*S。

2.例題二：電磁阻尼現(xiàn)象

題目：一個圓形線圈在磁場中以恒定速度轉動，求線圈受到的電磁阻尼力。

解答：根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場與原磁場相互作用，產(chǎn)生電磁阻尼力。線圈在磁場中轉動時，其面積與磁場強度B的乘積會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應電流。電磁阻尼力F與感應電流I、磁場強度B、線圈面積A和線圈匝數(shù)n有關，計算公式為：F=B*I*A*n。

3.例題三：電磁驅動原理

題目：一個通電的螺線管，其一端靠近一個鐵磁材料，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、磁場強度B、鐵磁材料長度L和磁化強度M有關，計算公式為：F=B*I*L*M。

4.例題四：電磁驅動的應用

題目：設計一個簡易的電磁驅動裝置，提高其工作效率。

解答：可以設計一個線圈和磁鐵組成的電磁驅動裝置。通過調(diào)節(jié)電流大小和磁場