高一物理涡流教案2新人教版

高一物理涡流教案2新人教版一、教学目标1.知识与技能目标理解涡流的概念，知道涡流是如何产生的。掌握涡流的特点，了解涡流在生活、生产中的应用和危害。能够运用电磁感应定律解释涡流现象，并能计算简单情况下的涡流相关问题。2.过程与方法目标通过观察实验现象，培养学生的观察能力和分析归纳能力。经历探究涡流产生原理的过程，让学生体会科学探究的方法，提高学生的科学思维能力。通过对涡流应用和危害的讨论，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，以及辩证看待物理现象的思维。3.情感态度与价值观目标激发学生对物理学科的兴趣，培养学生探索自然规律的热情。让学生认识到物理知识与生活实际的紧密联系，体会物理学科的实用性，增强学生学习物理的自信心。通过对涡流危害的认识，培养学生的安全意识和环保意识。

二、教学重难点1.教学重点涡流的产生原理。涡流的特点及应用。2.教学难点运用电磁感应定律解释涡流现象，并进行相关计算。理解涡流在不同应用场景中的作用原理及能量转化过程。

三、教学方法1.实验演示法：通过演示实验，直观地展示涡流现象，让学生观察并思考，激发学生的学习兴趣。2.讲授法：讲解涡流的概念、产生原理、特点、应用及危害等知识，使学生系统地掌握本节课的重点内容。3.讨论法：组织学生讨论涡流在生活、生产中的应用和危害，培养学生的合作学习能力和辩证思维能力。4.类比法：将涡流与普通的感应电流进行类比，帮助学生更好地理解涡流的特点。

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）1.复习回顾引导学生回顾电磁感应现象，提问：什么是电磁感应？产生感应电流的条件是什么？找学生回答，教师进行点评和补充，强化学生对电磁感应基本概念的理解，为学习涡流做铺垫。2.情境导入展示生活中常见的一些利用电磁感应原理工作的电器设备，如电磁炉、变压器等。提出问题：这些电器设备在工作时，除了我们熟悉的感应电流外，是否还存在其他特殊的电流现象呢？今天我们就来探究一种新的电磁感应现象涡流。

（二）新课教学（30分钟）1.涡流的概念（3分钟）讲解：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中的漩涡，所以我们把它叫做涡流。强调：涡流是一种特殊的电磁感应现象，它同样遵循电磁感应定律。2.涡流的产生原理（7分钟）实验演示展示一个金属圆环，将其套在一个有铁芯的线圈上，线圈连接到交变电源。闭合开关，让学生观察金属圆环的现象。现象：金属圆环中产生了感应电流，并且金属圆环会发热。原理分析讲解：当线圈中通有交变电流时，穿过金属圆环的磁通量发生变化。根据电磁感应定律，金属圆环中就会产生感应电动势，由于金属圆环是导体，电阻很小，所以会产生很大的感应电流，即涡流。结合实验现象，进一步分析涡流产生的过程，强调磁通量变化是产生涡流的根本原因。类比普通感应电流：与之前学习的普通感应电流相比，涡流是在整块金属导体中产生的，而普通感应电流通常是在闭合回路中产生的。3.涡流的特点（5分钟）热效应结合刚才的实验现象，指出金属圆环因为产生涡流而发热，说明涡流具有热效应。讲解：由于金属导体电阻一般较小，根据焦耳定律\(Q=I^{2}Rt\)，在交变电流作用下，涡流产生的热量较多。磁场效应说明：涡流在金属导体中产生的同时，也会产生磁场，这个磁场会对周围的物体产生影响。举例：在一些电子设备中，涡流产生的磁场可能会干扰其他元件的正常工作。4.涡流的应用（10分钟）电磁炉展示电磁炉，介绍其工作原理。讲解：电磁炉的炉面是由含铁质的金属材料制成的。当交变电流通过电磁炉的线圈时，线圈周围会产生交变磁场，交变磁场穿过炉面的金属材料，在金属材料中产生涡流。涡流在金属材料中流动时会产生热量，从而加热放在炉面上的锅具。与传统炉灶对比：让学生讨论电磁炉与传统炉灶相比有哪些优点，如加热效率高、清洁卫生、便于控制等。金属探测器展示金属探测器，介绍其在安检、寻宝等方面的应用。讲解原理：金属探测器利用交变电流产生交变磁场，当有金属物体靠近时，金属中会产生涡流，涡流又会产生自己的磁场，这个磁场会影响原来的磁场，从而被探测器检测到。举例说明：如机场、车站等地使用金属探测器进行安检，防止携带金属违禁物品；寻宝爱好者使用金属探测器寻找地下埋藏的金属物品。电磁阻尼和电磁驱动实验演示电磁阻尼用导线将金属摆球连接起来，悬挂在蹄形磁铁的两极之间，使摆球摆动时能穿过磁极间的磁场。让摆球摆动，观察现象：摆球很快停下来。原理分析讲解：当摆球摆动时，穿过摆球的磁通量发生变化，摆球中产生涡流。根据楞次定律，涡流的磁场总是阻碍摆球的相对运动，从而使摆球受到阻尼作用，很快停下来。实验演示电磁驱动把一个铝盘放在蹄形磁铁的两极之间，转动磁铁，观察铝盘的运动。现象：铝盘会跟着磁铁转动。原理分析讲解：当磁铁转动时，穿过铝盘的磁通量发生变化，铝盘中产生涡流。根据楞次定律，涡流的磁场总是阻碍磁通量的变化，为了阻碍磁通量的变化，铝盘会跟着磁铁转动。应用拓展介绍电磁阻尼和电磁驱动在实际生活中的应用，如磁电式仪表中的指针受到电磁阻尼作用，能使指针迅速停止摆动，便于读数；电动列车的电磁驱动系统利用电磁感应原理实现列车的驱动等。5.涡流的危害（5分钟）变压器铁芯发热讲解：变压器的铁芯是由硅钢片叠成的，目的是为了减小涡流。但如果硅钢片之间绝缘损坏，就会产生较大的涡流，使铁芯发热，浪费电能，还可能损坏变压器。电机铁芯发热说明：在电机中，铁芯也会因为涡流产生热量。过多的热量会影响电机的性能和寿命，降低电机的效率。其他危害介绍涡流在一些精密仪器中可能产生的干扰，影响仪器的正常工作。如在电子设备中，涡流产生的磁场可能会干扰电子元件的信号传输，导致测量误差等问题。

（三）课堂小结（5分钟）1.引导回顾引导学生回顾本节课所学内容，提问：什么是涡流？涡流是如何产生的？有哪些特点？找学生回答，教师进行补充和完善，梳理本节课的知识要点。2.总结归纳总结：涡流是一种特殊的电磁感应现象，它具有热效应和磁场效应。涡流在生活、生产中有广泛的应用，如电磁炉、金属探测器、电磁阻尼和电磁驱动等，但同时也可能带来一些危害，如变压器铁芯发热、电机铁芯发热等。强调：在学习物理知识时，要关注物理现象与生活实际的联系，理解物理知识在实际应用中的原理和作用，同时也要注意避免其可能带来的危害。

（四）课堂练习（10分钟）1.基础练习一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电流会在自身电阻上产生热量，这种电流叫涡流吗？为什么？答案：不是。涡流是在整块金属导体中产生的感应电流，而这里是闭合线圈，不是整块金属导体。解析：通过这个练习，强化学生对涡流概念的理解，明确涡流产生的条件是在整块金属导体中。2.拓展练习如图所示，一个边长为\(L\)的正方形金属框，电阻为\(R\)，放在磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中，磁场方向垂直于金属框平面。当磁场以\(\DeltaB/\Deltat\)的变化率均匀变化时，求金属框中产生的涡流大小。答案：根据法拉第电磁感应定律\(E=\frac{\Delta\varPhi}{\Deltat}\)，这里\(\Delta\varPhi=B\cdotL^{2}\)，所以\(E=L^{2}\frac{\DeltaB}{\Deltat}\)。再根据欧姆定律\(I=\frac{E}{R}\)，可得\(I=\frac{L^{2}}{R}\frac{\DeltaB}{\Deltat}\)，这就是金属框中产生的涡流大小。解析：通过这个练习，让学生运用所学的电磁感应定律和欧姆定律来计算涡流大小，加深对涡流产生原理及相关规律的理解和应用。

（五）布置作业（5分钟）1.书面作业完成教材课后习题中与涡流相关的题目，巩固本节课所学知识。查找资料，了解更多关于涡流在其他领域应用的实例，并写成一篇简短的报告。2.拓展作业思考如果要设计一个利用涡流原理工作的新装置，你会从哪些方面入手？写出你的设计思路。观察生活中还有哪些地方可能存在涡流现象，并尝试用所学知识进行解释。

五、教学反思在本节课的教学中，通过实验演示、类比讲解等多种教学方法，学生对涡流的概念、产生原理、特点、应用及危害等方面有了较为系统的认识。实验演示能够直观地展示涡流现象，激发学生的学习兴趣，帮助学生更好地理解抽象的物理概念。在讲解过程中，注重与生活实际相结合，让学生感受到物理知识的实用性，提高了学生运用物理知识解决实际问题的能力。

然而，在教学过程中也发现了一些不足之处。例如，在讲解涡流的应用和危害时，部分学生对一些实际应用场景的原理理解还