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，則其磁場變強(qiáng)，根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場激發(fā)出感生電場。導(dǎo)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(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：B2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)，曲面處在圖示磁場中，則（ ）A若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于 hB若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于hC若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于hD若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于h答案：BD3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：CD4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，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（ ）AA、B兩點(diǎn)在同一水平線BA點(diǎn)高于B點(diǎn)CA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