1、全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选 教案设计 涡流、电磁阻尼和电磁驱动导学案 一、教案背景 1，面向学生： 中学 小学 2，学科：物理 2，课时：1 3，学生课前准备： 复习前面讲过知识。 （1）什么是电磁感应现象，感应电流的产生条件。 （2）楞次定律的内容。 （3）法拉第电磁感应定律的原理。 (4) 什么是自感、互感现象。 预习本节课课本知识。提前预习尝试解决课后习题。 二、教学课题 涡流、电磁阻尼和电磁驱动是人教版高中物理 32 教材中第四章电磁感应中的最后 一节，虽然作为最后一节，但是最考试中仍然经常出现，需要好好掌握。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
2、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。 三、教材分析 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 培养学生动手动脑的能力和客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观 培养学生学以致用的思想，用辩证唯物主义的观点认识问题的态度。 教学重点： 1涡流的概念及其应用。 2电磁阻尼
3、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。 教学用具：电磁炉、电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器） 、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） 。 四、教学方法 复习回顾，自我钻研，演示实验（个人和小组） ，精讲点拨，巩固练习，总结反思。 五、教学过程 （一）引入新课 一、涡流 激趣导引：分别给学生演示电磁炉烧水和高考检测仪探测 第一个演示实验： 电磁炉插上电以后，很快锅里面的水烧开了，让同学们过来摸摸炉盘，看看锅底， 1、没有火苗，也没有看到烟，而且锅底也没有变黑，水为什么这么快烧开了？
4、2、有的同学说是电加热，可为什么手可以放心的放在上面，而没有危险呢？ 给学生们演示打开的电磁炉，观看里面的构造，可以看到里面有一个很大很大的线 圈，为什么一个大大的线圈就可以让电磁炉工作，能使锅子里面的水烧开了呢。 有的学生回答：电磁感应。 可是前面讲电磁感应时，磁通量变化使得线圈中产生了感应电流，可今天没有线圈 啊，只有一个不锈钢锅子，为什么还会产生感应电流。 第二个演示实验： 用高考探测仪对一个学生（找一个可能带手机的学生）进行探测，结果探出了该同 学带着手机，学生很惊奇，这个东西为什么能报警呢？ （ 二）进行新课 接下来让同学们带着疑问去看课本。 让学生起来回答刚才两个演示现象的原因。
5、1、涡流：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 电流涡流. 为了让学生领会重新设计一个实验： 演示 1涡流生热实验。 给刚才的电磁炉充电，分别在上面放上一块金属块和一本书，几分钟以后，让学生 来摸一摸，比较它们的温度，报告给全班同学。 演示 2怎样能减少涡流 然后把金属块和可拆变压器的一部分放在电磁炉上面加热，几分钟以后，仍然让学 生摸一摸，比较它们的温度。 因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之 内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。 2 涡流的应用与防止。 应用：（1）真空冶炼炉（【百度百科】 （2）高频焊接（
6、【百度百科】 线圈导线 电 源 待焊接元件 焊 接 处 （3）电磁炉 （电磁炉工作原理介绍【百度百科】 （4）安检门（其实就是一个放大了的高考探测仪）（地下金属探测器【百度百科】 器原理 用视频给学生演示。 防止：（1）变压器的铁芯设计 二.电磁阻尼 1、定义: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。 演示 1电磁阻尼。 按照教材“做一做 ”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。 演示 2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
7、铁会很快停下来。（【百度视频】 上述现象说明了什么？ 思考与讨论： 微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？ 三.电磁驱动 1、定义：如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 电磁驱动。 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。 【百度视频】 （三）合作探究 让学生们分析一下，这个摆的角度变化情况，第一次放磁铁，第二次不放磁铁。让 学生通过探究起来回答。 （四）精讲点拨 1.块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属块内有感应电场产生， 从而形成闭合回路，这时感生电场力可以在整块金属内部引起闭合涡旋状的感应
8、电 流，所以叫做涡电流。“涡电流”简称涡流。 2. 涡流受磁场作用力的方向与运动方向相反，因而使得运动受到阻尼，运动会大 大减慢，这种现象称为电磁阻尼。 3.涡流在磁场中作用力的方向如果与运动方向相同，会使得运动加快，这种现象称 为电磁驱动。 （五）当堂巩固 1下列哪些措施是为了防止涡流的危害（ ） A、电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 C、变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成 D、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层 2如图所示，水平方向的磁场垂直于光滑曲面，闭合小金属环从高 h 的曲面上端 无初速滑下，又沿
9、曲面的另一侧上升，则( ) A若是匀强磁场，环在左侧上升的高度小于 h B若是匀强磁场，环在左侧上升的高度大于 h C若是非匀强磁场，环在左侧上升高度等于 h D若是非匀强磁场，环在左侧上升的高度小于 h 3光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是 y=x2，下 半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 y=a 的直线（图中的虚线 所示）. 一个小金属块从抛物线上 y=b(ba)处以速度 v 沿抛物线下滑.假设抛物线 足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是多少? 4地球是一个巨大的磁体，具有金属外壳的人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运 动，若不能忽略所经之处地磁
10、场的强弱差别，则( ) A. 运行速率将越来越小 B运行周期将越来越小 C. 轨道半径将越来越小 D向心加速度将越来越小 5如图所示，A、B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管， 竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从 A、B 管上端的管口无初速释 放，穿过 A 管比穿过 B 管的小球先落到地面。下面对于两管的描述这可能正确的 是：（ ） A、A 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的； B、 A 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的； C、 A 管是用胶木制成的，B 管是用塑料制成的； D、 A 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的。 A B 6如图所示是高频焊接原理
11、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（ ） 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 7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（ ） AA 、B 两点在同一水平线 B A 点高于 B 点 CA 点低于 B 点 D
12、铜环将做等幅摆动 8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 （六）课堂小结 本节课主要介绍什么是涡流，涡流的应用与危害。重点突破什么是电磁阻尼与 电磁驱动，通过楞次定律，让学生理解什么是阻尼什么情况下驱动。 （七）课外延伸 巧手制作，自制金属探测器 【百度视频】 【百度文库】 六、教学反思 本节是电磁感应的后续内容，对于前面电磁感应现象的理解起到了很好的巩固 作用，电磁驱动和电磁阻尼也并不神秘，它往往是同时出现的，是一个问题的两个 方面，根据牛顿第三定律相互作用原理，这个安培力对
13、一个物体是动力时，对另一 个物体就是阻力，所以就有了电磁驱动和电磁阻尼。但是许多教材和教参对这方面 解释的不够详细。 七、教师个人介绍 省份： 山东省 学校：青州市第八中学 姓名： 徐强 职称： 中学一级 电话： 15853650698 电子邮件：qzbzxq 通讯地址：山东省青州市第八中学 个人简介： 中学一级教师，中共党员，山东师范大学教育硕士，毕业论文获得山东师范大学优秀硕士 （博士）论文。多次在全国中文核心期刊当代教育科学 、 教书育人 、 教学研究 、 现代 教育论丛 、 山东师范大学学报等杂志发表论文。主持的山东省物理学会课题获得一等奖， 青州八中为此被评为“十二五”物理教学先进单位。多次获得山东省优秀科研成果一等奖：山 东省优秀教育科研成果二等奖；奥赛优秀辅导教师。
