2019-2020年高中物理 1.8渦流現(xiàn)象及其應(yīng)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(yīng)用教案 粵教版選修3-2 課 題 新授課 課時(shí) 教 學(xué) 目 標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．知道渦流是如何產(chǎn)生的。 2．知道渦流對(duì)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(dòng)。 （二）過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生客觀、全面地認(rèn)識(shí)事物的科學(xué)態(tài)度。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生用辯證唯物主義的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)問題。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1．渦流的概念及其應(yīng)用。 2．電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析。 ★教學(xué)難點(diǎn) 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析。 教學(xué)方法 通過演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn) 教學(xué)手段 電機(jī)、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(dòng)演示裝置（U形磁鐵、能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框）。 教學(xué)活動(dòng) （一）引入新課 出示電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察其鐵芯有什么特點(diǎn)？ 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(gè)整塊的金屬做鐵心不是更省事兒？學(xué)習(xí)了渦流的知識(shí)，同學(xué)們就會(huì)知道其中的奧秘。 （二）進(jìn)行新課 1、渦流 ［演示1］渦流生熱實(shí)驗(yàn)。 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(xué)生摸摸鐵芯和鐵板，比較它們的溫度，報(bào)告給全班同學(xué)。 為什么鐵芯和鐵板會(huì)發(fā)熱呢？原來在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)生。安排學(xué)生閱讀教材，了解什么叫渦流？ 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，這個(gè)線圈附近的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)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(fù)變化的電流，某段時(shí)間內(nèi)，若電流變大，則其磁場(chǎng)變強(qiáng)，根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場(chǎng)激發(fā)出感生電場(chǎng)。導(dǎo)體可以看作是由許多閉合線圈組成的，在感生電場(chǎng)作用下，這些線圈中產(chǎn)生了感生電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流。由于導(dǎo)體存在電阻，當(dāng)電流在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電熱，這就是渦流的熱效應(yīng)。 課件演示，渦流的產(chǎn)生過程，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。 因?yàn)殍F板中的渦流很強(qiáng)，會(huì)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(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)較長時(shí)間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈，磁鐵會(huì)很快停下來。上述現(xiàn)象說明了什么？ 當(dāng)磁鐵穿過固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵和線圈靠近或離開，也就是磁鐵振動(dòng)時(shí)除了空氣阻力外，還有線圈的磁場(chǎng)力作為阻力，安培阻力較相對(duì)較大，因而磁鐵會(huì)很快停下來。 3、電磁驅(qū)動(dòng) ［演示4］電磁驅(qū)動(dòng)。 演示教材31頁的演示實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來，這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動(dòng)。 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是應(yīng)用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的。簡要介紹交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作過程。 （四）實(shí)例探究 渦流的應(yīng)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(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)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?yàn)楹缚p處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大 答案：AD 鞏固練習(xí) 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(dòng)，則（ ） A．鋁環(huán)的滾動(dòng)速度將越來越小 B．鋁環(huán)將保持勻速滾動(dòng) C．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極 D．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)速率會(huì)改變，但運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉粫?huì)發(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(jì)，曲面處在圖示磁場(chǎng)中，則（ ） A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于 h B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，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(dǎo)軌上，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)．（選填“加速”、“勻速”或“減速”） 答案：減速 5．如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng)，銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B．不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（ ） A．A、B兩點(diǎn)在同一水平線 B．A點(diǎn)高于B點(diǎn) C．A點(diǎn)低于B點(diǎn) D．銅環(huán)將做等幅擺動(dòng) 答案：B 學(xué) 生 活 動(dòng) 作 業(yè) 1、認(rèn)真閱讀教材。 2、思考并完成“問題與練習(xí)”中的習(xí)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(jì) 教 學(xué) 后 記