高中物理-涡流电磁阻尼和电磁驱动教学设计学情分析教材分析课后反思

第页第七节涡流，电磁阻尼和电磁驱动教学目标：（一）知识与技能1．知道涡流是如何产生的。2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。3．知道电磁阻尼和电磁驱动。（二）过程与方法培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。（三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。教学重点：1．涡流的概念及其应用。2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。教学难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。教学方法：通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验教学用具：电磁炉以及连接线圈的灯泡、变压器铁芯、、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。教学过程：（一）引入新课观察连接线圈的灯泡放在电磁炉上，开通电磁炉，灯泡发光。出示变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。（二）进行新课1、涡流［演示1］涡流生热实验。开通电磁炉，不锈钢锅里的水烧热了。为什么水被加热了呢呢？原来在不锈钢锅里有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。1．应用：利用的热效应进行加热的方法称为感应加热。而涡流的大小和磁通量变化率成正比，磁场变化的频率越高，导体里的涡流也越大。实际上,一般使用高频交流电激发涡流。如：A．高频焊接：线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流（涡电流）。由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起。我国产生的自行车架就是用这种方法焊接的。B．高频感应炉高频感应炉利用涡流来熔化金属。图是冶炼金属的感应炉的示意图．冶炼锅内装入被冶炼的金属，线圈通上高频交变电流，这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，因此适于冶炼特种合金和特种钢．学生分组分析，变压器的铁芯为什么不是整块金属。当变压器的线圈中通过交变电流时，在铁芯内部有变化的磁场，因而产生感生电场，引起涡流。涡流在通过电阻时也要放出焦耳热。2、电磁阻尼观察(1)、电磁阻尼摆为何很快停下来(2)、金属管演示涡流的电磁阻尼现象(3)、弹簧振子演示电磁阻尼现象导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。阅读教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力相对较大，因而磁铁会很快停下来。3、电磁驱动［演示］电磁驱动。演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。磁场相对于导体运动时，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，这种现象称为电磁驱动。交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（AD）A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大小结：涡流的产生原理，电磁阻尼和电磁驱动的原理以及与能量观点的结合分析。作业：1、认真阅读教材。2、思考并完成“问题与练习”中的习题。3、收集“涡流的利用和防止”方面的资料，课后交流。学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。即已经学会对自感现象的分析，但头脑中没有涡流这个概念而已，也没有意识到涡流现象，导体本身也会产生电磁感应现象。学习中对涡流现象的解释以及分析是学生遇到的最大挑战。本节课先从学生身边熟悉的电磁灶入手，一开始就能引起学生的兴趣。第一个实验，从“发光的灯泡”，让学生回想复习前面学习的电磁感应现象。引起学生的兴趣的同时，自然过渡到“水为什么被加热了”，也就是金属导体在变化磁场中的电磁感应现象——涡流。然后描述涡流产生的原因及其物理本质。再引导学生观察家用电磁灶，分析电磁灶的工作原理及优点，同时对感应加热也就是涡流的热效应做了展开，学生能在学习的过程中理解的真空冶炼和高频焊接来加深对于涡流产生的原理的理解，以及明白如何利用，描述了感应加热的其他应用及优点。《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》是人教版高中物理3—2教材中第四章电磁感应中的最后一节。本课时教学内容涉及电磁感应在生产、生活及实验教学方面的应用，前面学生学习的都是闭合导线中的电磁感应现象，本节主要学习块状金属导体中的电磁感应现象——涡流。教学内容主要学习涡流及其成因，涡流的热效应、机械效应等。教学的重点是涡流的概念及其应用。难点是电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。涡流是一种特殊的电磁感应现象，在实际中有许多应用。涡流和自感现象以及许多现象一样，都有利弊两个方面。教学中应充分应用这些实例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度。本节教材主要讲授涡流的原理、应用以及防止。在实际中有很多应用，比如：发电机、电动机和变压器等等．所以可以根据实际情况指导学生阅读．涡流和自感一样，也有利弊两个方面．教学中应该充分应用这些实例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度．本节课先从学生身边熟悉的电磁灶入手，一开始就能引起学生的兴趣。第一个实验，从“发光的灯泡”，让学生回想复习前面学习的电磁感应现象。引起学生的兴趣的同时，自然过渡到“水为什么被加热了”，也就是金属导体在变化磁场中的电磁感应现象——涡流。然后描述涡流产生的原因及其物理本质。再引导学生观察家用电磁灶，分析电磁灶的工作原理及优点，同时对感应加热也就是涡流的热效应做了展开，分别从比较容易理解的真空冶炼和高频焊接来加深对于涡流产生的原理的理解，以及明白如何利用，描述了感应加热的其他应用及优点。然后指出，涡流有利有弊，要防止涡流的危害。以变压器的铁芯构造为例加以分析。但是时间安排前松后紧，需要加以注意。1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（）A．铝环的滚动速度将越来越小B．铝环将保持匀速滚动C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变答案：B2．如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（）A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h答案：BD3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（）A．铁B．木C．铜D．铝答案：CD4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）答案：减速5．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（）A．A、B两点在同一水平线B．A点高于B点C．A点低于B点D．铜环将做等幅摆动答案：B整堂课的教学思路较为清晰，但是落实到每个点上较为不足，有些地方不能准确判断学生对于已学知识的运用熟练程度，因此在课堂上的提问技巧不够，提出的问题不能使学生对课堂内容有进一步的认识，出现自问自答现象。在讲解涡流时时间利用不够紧凑，导致后续时间紧张，不能对本节课的内容进行有效扩充。对实验的