2019-2020年高中物理 1.8渦流現(xiàn)象及其應用教案 粵教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 1.8渦流現(xiàn)象及其應用教案 粵教版選修3-2 課 題 新授課 課時 教 學 目 標 （一）知識與技能 1．知道渦流是如何產(chǎn)生的。 2．知道渦流對我們有不利和有利的兩方面，以及如何利用和防止。 3．知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動。 （二）過程與方法 培養(yǎng)學生客觀、全面地認識事物的科學態(tài)度。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生用辯證唯物主義的觀點認識問題。 教學重點、難點 教學重點 1．渦流的概念及其應用。 2．電磁阻尼和電磁驅(qū)動的實例分析。 ★教學難點 電磁阻尼和電磁驅(qū)動的實例分析。 教學方法 通過演示實驗，引導學生觀察現(xiàn)象、分析實驗 教學手段 電機、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置（可拆變壓器）、電磁阻尼演示裝置（示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵），電磁驅(qū)動演示裝置（U形磁鐵、能繞軸轉(zhuǎn)動的鋁框）。 教學活動 （一）引入新課 出示電動機、變壓器鐵芯，引導學生仔細觀察其鐵芯有什么特點？ 它們的鐵芯都不是整塊金屬，而是由許多薄片疊合而成的。 為什么要這樣做呢？用一個整塊的金屬做鐵心不是更省事兒？學習了渦流的知識，同學們就會知道其中的奧秘。 （二）進行新課 1、渦流 ［演示1］渦流生熱實驗。 在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2 mm的鐵板，鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后，讓學生摸摸鐵芯和鐵板，比較它們的溫度，報告給全班同學。 為什么鐵芯和鐵板會發(fā)熱呢？原來在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)生。安排學生閱讀教材，了解什么叫渦流？ 當線圈中的電流發(fā)生變化時，這個線圈附近的導體中就會產(chǎn)生感應電流。這種電流看起來很像水的旋渦，所以叫做渦流。 分析：如圖所示，線圈接入反復變化的電流，某段時間內(nèi)，若電流變大，則其磁場變強，根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場激發(fā)出感生電場。導體可以看作是由許多閉合線圈組成的，在感生電場作用下，這些線圈中產(chǎn)生了感生電動勢，從而產(chǎn)生渦旋狀的感應電流。由于導體存在電阻，當電流在導體中流動時，就會產(chǎn)生電熱，這就是渦流的熱效應。 課件演示，渦流的產(chǎn)生過程，增強學生的感性認識。 因為鐵板中的渦流很強，會產(chǎn)生大量的熱。而鐵芯中的渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi)，回路的電阻很大，渦流大為減弱，渦流產(chǎn)生的熱量也減少。 2、電磁阻尼 閱讀教材30頁上的“思考與討論”，分組討論，然后發(fā)表自己的見解。 導體在磁場中運動時，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。 ［演示2］電磁阻尼。 按照教材“做一做”中敘述的內(nèi)容，演示電表指針在偏轉(zhuǎn)過程中受到的電磁阻尼現(xiàn)象。 ［演示3］如圖所示，彈簧下端懸掛一根磁鐵，將磁鐵托起到某高度后釋放，磁鐵能振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈，磁鐵會很快停下來。上述現(xiàn)象說明了什么？ 當磁鐵穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中會產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開，也就是磁鐵振動時除了空氣阻力外，還有線圈的磁場力作為阻力，安培阻力較相對較大，因而磁鐵會很快停下來。 3、電磁驅(qū)動 ［演示4］電磁驅(qū)動。 演示教材31頁的演示實驗。引導學生觀察并解釋實驗現(xiàn)象。 磁場相對于導體運動時，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來，這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動。 交流感應電動機就是應用電磁驅(qū)動的原理工作的。簡要介紹交流感應電動機的工作過程。 （四）實例探究 渦流的應用 【例1】如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是（ ） A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快 B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快 C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻大 答案：AD 鞏固練習 1．如圖所示，一塊長方形光滑鋁板水平放在桌面上，鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵，一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v從板的左端沿中線向右端滾動，則（ ） A．鋁環(huán)的滾動速度將越來越小 B．鋁環(huán)將保持勻速滾動 C．鋁環(huán)的運動將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極 D．鋁環(huán)的運動速率會改變，但運動方向?qū)⒉粫l(fā)生改變 答案：B 2．如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上 h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速為零，摩擦不計，曲面處在圖示磁場中，則（ ） A．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于 h B．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h 答案：BD 3．如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運動，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運動，則小球的材料可能是（ ） A．鐵 B．木 C．銅 D．鋁 答案：CD 4．如圖所示，圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導軌上，條形磁鐵沿導軌以初速度v0向圓環(huán)運動，其軸線在圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過環(huán)過程中，做______運動．（選填“加速”、“勻速”或“減速”） 答案：減速 5．如圖所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B．不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（ ） A．A、B兩點在同一水平線 B．A點高于B點 C．A點低于B點 D．銅環(huán)將做等幅擺動 答案：B 學 生 活 動 作 業(yè) 1、認真閱讀教材。 2、思考并完成“問題與練習”中的習題。 3、收集“渦流的利用和防止”方面的資料，課后交流。 板 書 設(shè) 計 教 學 后 記