涡流电磁阻尼

人民教育出版社 物理32 第四章 第七节涡流、电磁阻尼和电磁驱动教学设计参 赛 选 手：张 锐组 别：本 科学 校：延边大学指 导 教 师：李凤月 教 授 崔雪梅 副教授授课教师张锐授课对象高二X班课时1课 题涡流、电磁阻尼和电磁驱动人教版 物理32 第四章 第七节课型新课教学任务分析l 在物理学知识体系中的地位 涡流、电磁阻尼和电磁驱动被安排在物理选修32的课程中，紧随楞次定律和法拉第电磁感应定律等之后，和前面所学的内容构成完整的电磁感应知识体系，同时也为后面交变电流做铺垫，起到承上启下的作用。在理解楞次定律和法拉第电磁感应定律之后，适时提出涡流、电磁阻尼和电磁驱动以帮助学生建立概念及其原理应用至关重要。l 课标要求物理新课标要求教学中通过实验，了解涡流的概念，了解其在生产生活中的运用。l 教材内容本节课选自人教版的物理选修32第四章第七节，是电磁感应一章的总结和运用，也是这一章的难点，对学生全面了解法拉第电磁感应现象具有重要作用。书中安排了丰富多样的实验，力求通过观察、实验和学生已有的感性认识，使学生认识涡流的概念和其在生活生产中的作用，知道知道电磁阻尼和电磁驱动的工作原理以及在生产实际和技术中的应用。 教材中没有推导过程，而是直接给出了涡流的定义，但是学生对于涡流概念的理解是很抽象的，所以通过简化模型法将涡流概念的引入具体化、直观化，从而帮助学生更好的理解涡流的概念，进而学习涡流在生产、生活和科技方面的应用。l 教材体系 教材采用分模块的编排方式，将法拉第电磁感应的三个特性分布其中，在每个模块中加入了实验，在让学生学习物理知识的同时，体会科学探究的方法，加强与实际的联系，以利于培养学生的观察、实验探究能力，激发学生学习物理、研究物理科学的兴趣。学情分析l 知识基础在之前的学习中，同学们已经习得楞次定律和法拉第电磁感应定律等知识，知道感应电流产生的条件，学习了电磁感应现象中互感和自感两种情况，对感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化有了初步的了解，具备一定的理论分析能力，并且在生活中，他们对金属探测器和电磁炉给水加热等现象并不陌生，为本节课学习打下了良好的基础。l 心理基础高二学生对于事物都有很强的好奇心和求知欲，已经具有很好的形象思维以及发展较好的抽象思维，物理来源于生活，服务于社会，尤其电磁炉给水加热是时常接触的物理现象，学生的学习兴趣将会很浓厚，有助于本节课的学习。l 学生的经验及可能出现的问题高二学生虽然生活中都积累了大量的素材和表象，很容易联系到本节的知识，但是存在平时缺少注意观察和缺少理论知识等问题，能感受到涡流引起的各种现象，但是却难以想到现象背后隐藏的物理原理，往往只注意到表面现象，而欠缺基于物理知识解决问题的能力，让学生经过分析、比较得出结论，将成为突破本节课重、难点的关键 。教学目标1知识与技能目标：（1）知道涡流是如何产生的。（2）知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流。（3）知道电磁阻尼和电磁驱动。2过程与方法目标：（1）经历实验过程，了解涡流的概念（2）经历用物理知识解释生活问题的过程，体会理论联系实际的方法。3情感态度和价值观目标： （1）关心涡流与人们生活的联系，有将涡流应用于生活的意识。 （2）通过探究活动，增强相互合作的精神和对科学的求知欲，体验战胜困 难，解决物理问题的喜悦。教学重点涡流的概念及其应用教学难点电磁阻尼和电磁驱动的实例分析 教 与 学 方 式 设 计 教学方式改变：（1） 实验探究法实验是本节课的知识载体，所以实验教学法贯穿本节课的始末。通过演示涡流加热实验，思考铝锅中水被加热的原因通过提问引导学生们思考，让学生们在思考中学习知识，并且培养其分析问题的思维。（2）简化模型法通过简化模型将抽象的问题具体化，引导学生逐步进行分析，经历从物理现象到物理原理的认知过程。（3）启发式教学法通过神奇的实验现象迅速抓住学生的注意力，激发学习兴趣，培养学生的观察能力，引导学生积极开展并完成逻辑思维活动，主动获取知识。 （4）现代多媒体教学的应用通过一些图片动画展示来提高学生的学习兴趣，让问题不再那么抽象，同时可以用多媒体演示一些无法在课堂上完成的操作实验。学习方式指导：学法指导上切合培养目标，要求学生要善于观察，勤于思考，培养良好的学习习惯。通过自主学习、小组合作学习、动手实验、自主探究，观察思考并自己尝试描述实验现象，再分析实验现象以小组合作总结结论，发挥学生在课堂上的主体作用。注意教学过程是一个学生为主，教师为辅的过程，教师引导学生思考学习。应当让学生多参与实验、思考，培养学生自主探究学习的能力。教学用具涡流加热装置（自制教具）、滴管、水、电磁阻尼摆（自制教具）、微安表、电磁驱动演示器（自制教具）、铝圈、小灯泡教学媒体黑板、媒体课件【教学流程图】 探究活动（一）为什么未连接电源的灯泡会发光情 景 导 入 探究活动（二）为什么铝圈悬于铁芯中间 新 课 探 究 知 识 建 构 探究活动（三）为什么电磁炉可以把水加热自主学习任务布置教学过程教师活动学生活动设计意图情景引入情景一未与电源相连的灯泡发光实验提问1：未与电源相连的灯泡为什么会发光？情景二自由下落的线圈在铁芯中间上下振动不下落提问2：自由下落的线圈为什么在铁芯中间上下振动不下落？情景三u 演示涡流加热实验u 视频同步播放涡流加热实验提问3：铝锅中的水为什么会被加热？ 让我们带着这三个问题一起走进今天的课堂对问题逐一讲解学生亲自动手做实验 仔细观察实验现象 思考问题学生亲自动手做实验 仔细观察实验现象 思考问题 仔细观察实验现象 思考问题通过神奇的实验现象迅速抓住学生的注意力，激发学习兴趣，培养学生的观察能力 实验现象较明显，便于后排学生观察让学生带着疑问开始今天的学习，提升学习效果。学生用已有的知识无法对问题进行解决，激发学习热情。课程讲授 通过简化模型引出涡流概念，将涡流加热实验装置简化成学生熟悉的电路模型明确其产生过程 B 金属块增大滑动变阻器的阻值，电路中电流减小，线圈产生的磁场减弱，根据楞次定律，线圈旁的金属块内部会产生感应电流，这种电流就是涡流。（板书 4.7 涡流）u 结合示意图，从涡流的产生原因和其特点两方面来明确涡流概念当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流看起来很像水的漩涡，所以叫做涡电流，简称涡流。提问4：现在已经学习了涡流的定义和其产生原理，那么能不能去解释前面的那个实验呢?u 请同学们按分组展开讨论。u 在学生分享讨论结果之后，引导学习一起来分析涡流加热实验u 线圈内电流发生变化，电磁感应使铝锅内产生涡流，由于电流的热效应，铝锅就会迅速被加热，进而把水加热，明确涡流的热效应。u 同理未与电源直接相连的灯泡由于涡流的作用也就发光了提问5：现实生活中有没有涡流的实际运用了？u 引导学生了解涡流在生产、生活、科技等方面的应用金属探测器真空冶炼炉电磁炉u 引导学生辩证看待事物，涡流的热效应既有其有利的一面，也有其不利的一面。结合变压器硅钢片的实例分析，介绍减小涡流的方法： a、增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。 b、用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。u 引导学生结合课本“思考与讨论”栏目中电表线圈骨架的实例分析认识涡流的机械效应-电磁阻尼： 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体运动，这种现象称为电磁阻尼。u 演示自制电磁阻尼摆实验。引导学生从感应电流和能量转化两个角度分析问题u 安排学生体验本节“做一做”的内容，分别感受接线柱短接和不短接时，表针相对表盘的摆动情况u 演示自制电磁驱动仪器实验。u 结合交流感应电动机讲解电磁驱动的原理：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。 在老师的引导下逐步分析物理过程，明确从电阻变到电流变再到磁场变，最后引出涡流概念的过程 认真听讲、思考 认真听讲、思考 进行小组讨论 分享小组讨论结果 分析、思考 思考并回答问题 观察，思考 思考 自主分析 仔细观察、自主分析 动手实验 仔细观察，认真思考 仔细思考针对学生抽象思维能力弱的特点，将物理过程逐步分解，便于理解结合示意图讲解可以帮助学生理解分组讨论，充分给予学生思维空间，培养学生的合作探究能力结合生产生活中的实例，讲解涡流的具体应用，体现从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念培养学生的辩证思维，树立用其有利的一面为人类服务的科学态度让学生自主分析，体现教师为主导，学生为主体的教学理念引导学生多角度思考问题，培养学生的发散思维体验式教学，增强学生的学习兴趣演示实验可以直观的让学生感知电磁驱