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课例名称：人民教育出版社高中物理选修 3-2 “涡流、电磁阻尼和电磁
教材
人民教育出版社高中物理选修 3-2 教学目知识与技能： 标
1.了解涡流是怎样产生的；
2.了解涡流现象的利与弊，知道如何利用和防止； 3.了解涡流现象在生活和生产中的应用；
4.了解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。
过程与方法：
物理是以实验为基础的科学，实验在培养学生能力方面具有不可替代的作用。本节课注重实验及知识在生产生活中的实际应用，在演示实验、分组实验过程中培养学生的观察、分析及表述能力。情感、态度和价值观：
培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题，例如涡流的利用和防止，以及电磁阻尼与电磁驱动中安培力的作用分析，使学生认识到不能片面看问题。
学情分学生已经完整的学习了“电磁感应”的基础知识，包括感应电流的产生析
条件、楞次定律、法拉第电磁感应定律等，研究的问题集中在闭合线圈中产生的感应电流，并且侧重理论推导。本节课更侧重实际应用，学生要学习三部分内容：一是导体中产生的涡流，以及其利用和危害；二是电磁阻尼的实例；三是电磁驱动的实例。涡流仍属于感应电流，借助实验及理论分析，其产生原理学生很容易接受，在教师引导下，根据已有知识，学生有能力完成电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
重点难重点： 点
1.涡流概念的理解和解释有关现象；
2.涡流的利用和防止。难点：
电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
教学过教师活动 程
学生活动 课堂导实验：两个相同线圈绕在相同铁芯上，其
入 中分别通以变化电流和恒定电流，铁芯中是否产生感应电流？铁芯底部涂一层蜡，竹签（下坠重物）扎入蜡层，静止。
根据教师的介绍，观察实验器教师介绍器材，同时接通电源，等待实验材。现象。
等待现象的时间进行理论分析。
线圈中通以变化的电流时，产
生变化的磁场，闭合导体环中磁通量发生变化，产生感应电流。
思考并回答问题：
线圈中通以变化的电流时，闭合导体环中是否产生感应电流？请说出分析过程。观察实验现象。线圈中通以变化的电流时，附近的导体中是否产生感应电流？ 竹签与重物的整体掉落。观察、描述现象：
教师给装置断电，请学生观察并描述实验通变化电流的线圈，其铁芯下现象。方竹签（下坠重物）的整体掉
落。通恒定电流的线圈，其铁
芯下方竹签（下坠重物）仍保
持静止。
撤去线圈，请两名学生代表，触摸两个铁通变化电流的线圈，其铁芯温芯，感受温度。度高，通恒定电流的线圈，其
铁芯温度低。
变化的电流，产生变化的磁
场，铁芯中出现了感应电流，分析现象出现的原因。电流做功，温度升高，蜡融化，所以竹签（下坠重物）掉下来了。
恒定电流，产生稳定磁场，铁芯中不产生感应电流，所以没有掉下来。
思考问题“导体中是否产生感应电流？” 新授内教材用一副图片展示了铁芯容
中电流的形式，像水中的漩涡，所以叫做涡电流，简称涡流。涡流应介绍真空冶炼炉的工作原理。用实例 1
了解涡流的概念，观察涡流图片。
了解真空冶炼炉的原理是利用了涡流很强的热效应。真空中进行冶炼，能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量合金。
如果金属电阻率小，涡流很强，产生的热量很多。
真空冶炼优势。
涡流应播放视频《地雷战》片段。观看视频，观察探雷器的使用实例 用。2 提出问题：如果你是民兵，遇到敌人使用使用非金属物质制造地雷，例探雷器探雷，你会怎么做？ 如陶瓷、石头。播放第二段《地雷战》片段，展示影片中观看视频。破坏探雷器的方式。提出问题：探雷器的主要构造是长柄线圈，思考并分析探雷器原理。其中有变化的电流，请思考其工作原理？
表述：线圈中有变化电流，如果地下埋着金属，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，仪器报警。
现代车站、机场等场所都要进行安检，一两名学生代表演示安检器使些大型考试同样需要。用过程，其他同学观察。安检器检测到金属钥匙，蜂鸣
报警。
减小涡电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上，线了解减小涡流的途径： 流途径 圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡
流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏(1)材料 ——增大铁芯材料的电阻率，常用硅钢。电器。(2)结构 ——用互相绝缘的硅钢片代替整块硅钢铁芯。
展示变压器的铁芯构造。观察变压器的铁芯构造，是层
叠状，硅钢片拼接而成。
设疑导如图，一个单匝线圈 abcd落入磁场。思考并回答问题： 学 展示手持安检器，请学生演示。①它在图示位置时感应电流的方向？ ② ab边所受安培力的方向？ ③安培力对线圈的运动有什么影响？
①逆时针；
② ab边电流方向向右，受到的安培力竖直向上； ③安培力竖直向上，与运动方向相反，阻碍线圈运动。
电磁阻我们通过一个实验来看看电磁阻尼的作观察实验装置及现象，并描尼实例 用。两个摆片材料、大小均相同，红色片述。1 是完整金属片，绿色片开有凹槽。
现象：
无磁场时，两摆片运动情况相同，摆动时间都比较长。
有磁场时，红色金属片摆动时间短，很快就停下来了；绿色对比无磁场时，两摆片运动情况；对比有金属片摆动时间比红色片长。磁场时，两摆片运动情况，并分析原因。
原因：
红色金属片中涡流较大，涡流受到安培力，阻碍金属片运动，所以红色金属片很快停了下来。
电磁阻当导体在磁场中运动时，感应电流会使导学习电磁阻尼的定义，理解电尼
体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导磁阻尼现象。
体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
导体在磁场中运动→感应电流→受到安培力→阻碍导体运动。
电磁阻播放之前录制的微课《分析电表线圈骨架观看视频，回顾磁电式电表构尼实例 的作用》。造，指针、线圈、线圈骨架的2（微课连接方式、位置、材料以及作提出问题： 助学）
用，并回答问题。
假定指针向右转动，铝框中产生感应电流，如果指针向右转动，铝框所受安培力是沿什么方向的？安培力对铝框的安培力左边向下，右边向上。运动产生什么影响？
安培力作用效果是阻碍铝框向右转动。分组实分组实验：每组准备了一个电流表和一根学生分组操作。验 1 导线，参考教材 P27“做一做”体会电磁
选一组同学的操作展示到屏阻尼对磁电式电表的作用，并回答问题。
幕上面，并由这组同学回答问题。
用导线把电流表的两个接线柱连在一起，相同晃动幅度，表针摆动幅度小，说明电磁阻尼阻碍了表针的摆动。在运输时，用导线把两个接线柱连在一起，防止表针摆动幅度过大，保护电表。
观察实验现象，思考并分析原因： 电磁阻演示实验： 尼实例
弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，组成3
一个系统。将系统放入一个有机玻璃管中，磁铁上下运动，形成变化的磁系统上下运动，换用铝管，相同幅度，系场，铝管中产生涡流，涡流受统很快停止。到安培力，安培力阻碍磁铁的运动，形成电磁阻尼，所以用铝管很快停下来。
而有机玻璃管中不产生涡流，所以没有电磁阻尼。
分组实每组准备了两根铝管，内外径相同，分别分组操作，观察现象。（展示验 2 标识为 1号和 2号，两个相同的圆柱形磁其中一组）
铁，对比磁铁在两根铝管中下落运动情况。
磁铁在两根管中下落情况并不相同，在 1号管中下落慢，在 2号管中下落快。
想知道这两根管有什么区别吗？
撕开胶条，看到 1号管是封闭的，2号管有一条裂缝。
思考 2号管中下落快的原因。1 号管是封闭的，其中涡流
强，电磁阻尼强； 2号管有裂（有学生认为 2号管中没有涡流，对比磁缝，涡流弱，电磁阻尼弱，所铁自由下落与在 2号管中下落运动。）以 2号管中下落快。（2号
管中下落比自由下落慢，说明 2号管中是有涡流的。）设疑导安培力总是阻碍导体运动的吗？ 学
电磁驱大小相同的塑料框、铝框，都 动实例 可绕支点自由转动，分别放置
在蹄形磁铁磁极间，转动磁铁，观察塑料框、铝框的运动并分析原因。
安培力阻碍相对运动。观察现象：
塑料框不动，保持静止； 铝框随着磁铁转动，与磁铁转动方向相同。
磁铁转动，铝框中磁场发生变化，产生了感应电流，感应电流受到安培力，安培力使铝框转动起来。
电磁驱如果磁场相对于导体转动，在导体中会产学习电磁驱动的定义，理解电动
生感应电流，感应电流使导体受到安培力磁驱动现象。的作用，安培力使导体运动起来，这种作
导体在磁场中运动→感应电用常常称为电磁驱动。
流→受到安培力→驱动导体运动。
电磁驱交流感应电动机。观察铝框的运动。动实例
演示实验：连接三相电源，观通电后，铝框转动起来，而且 察铝框的运动。速度很快。
阅读教材，交流感应电动机就
是利用电磁驱动原理工作的。回顾本节课学到的内容：（任选一项完成）1、根据本章所学内容，尝试制作一个利用电磁感应现象工作的模型；
2、查阅电磁感应现象在生产生活中其它应用，整理相关资料，写一篇小论文； 3、家用电器中的 “电磁炉 ”也利用了电磁感应现象，观察思考其原理、所用锅体的材质，对比并记录下来。
板书设计 课堂小
结
课后作布置课后作业。业
7、涡流、电磁阻尼和电磁驱动
课后反本节内容包括两大部分：一是涡流的产生即利用和防止；二是电磁阻尼思
和电磁感应的实例分析。涡流的产生采用实验导入，辅以理论分析，学生的感受更直观，印象也更深刻，接受理论的时候就更顺畅。电磁阻尼和电磁驱动原理相似，都是感应电流受到安培力，安培力阻碍导体和磁场的相对运动，在不同情况下可能充当阻力，也可能是动力，属于实际应用。总之，这节课内容上更侧重电磁感应原理在生活生产中的应用，既有理论，有实例，有演示，又有分组，整节课学生兴趣高涨，接受顺畅，完成效果好。当然，由于实验较多，各个实验的功能不尽相同，处理的时候注意详略得当，让每个实验都发挥它的作用。感谢
这节课，凝聚了我校整个物理教师团队的心血，是大家共同努力的结晶，在这个过程中我受益良多。感谢每一位教师对我的帮助，特别感谢物理实验室李敬民等老师大力支持。
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