2.5涡流现象及其应用 教学设计-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册
《涡流现象及其应用》教学设计
云浮市云安区云安中学 蒋贤才
教学目标：
- 了解涡流现象和涡流现象产生的原因，促进对电磁感应现象和规律的理解，并深化对能量观的认识；
- 通过对涡流的热效应、机械效应、磁效应等知识的学习，深化对电磁规律的应用的理解，提高应用知识解决实际问题的能力；
- 通过探究实验深化对涡流知识的认识，培养学生的科学探究的意识和能力。
教学重点：
- 涡流的概念
- 涡流的三种效应
教学难点：
- 理解涡流的概念
- 理解涡流的三种效应
教学方法：
演示实验，讨论、讲授。
课时安排：1课时
情境引入：
电磁炉具有升温快、热效应高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。
电磁炉工作时，它的盘面并不发热，上面放置的铁锅会发热，这是为什么？
新课教学：
一、涡流现象
情境：设计如图所示电路中，线圈A与小灯泡串联，通电螺线管接交流电源，小灯泡发光。
【思考问题】
（1）请分析灯泡发光的原因。
（2）磁场变化使闭合电路中的导体产生感应电流，那么，使导体中自由电荷定向移动的作用力是什么力呢？
（3）变化的磁场是怎样对电荷产生作用力的？
总结：①变化的磁场使电荷受到作用力做定向运动；
②变化的磁场在空间产生一个电场——感生电场；
③感生电场在线圈中产生感生电动势。
情境：将一个铁环垂直放在匀强磁场中，磁感应强度均匀减小。
【思考问题】
（1）铁环中感应电流的方向是怎样的？
（2）如果铁环不断增粗直到变成一圆盘，铁环中会产生感应电流吗？
（3）如果将铁环换成铁块，铁块中会产生感应电流吗？
1、涡流：只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，在整个导体中，一圈圈的感应电流环绕导体轴线流动，如果用图表示这样的感应电流，
看起来就像水中的旋涡，我们把这种感应电流叫做涡流。
2、涡流的特点：（1）是整块导体发生的电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律。
（2）磁场变化越快，导体的横截面积越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大。
二、涡流的热效应
【观察与思考】出示变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。为什么要这样做呢？
演示实验：在可拆变压器的条形铁芯下插入一块厚约2 mm的铁板，原线圈接交流电，几分钟后，触摸铁芯和铁板，发现铁芯和铁板的温度都身高了，且铁板的温度比铁芯高。
情境：冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。
情境：电磁炉利用涡流加热。
三、涡流的机械效应
【思考问题】一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时感应电流的方向和所受安培力的方向。安培力对线圈的运动有什么影响？
1、电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，导体中产生的涡流使导体受到安培力，并且安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫作电磁阻尼。
演示实验：取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。用导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同？
情境：如图所示，磁电式电表中，轻铝框上绕着线圈。
【思考问题】
（1）假定仪表工作时指针向右转动，铝框中感应电流沿什么方向？
（2）铝框由于转动产生感应电流，铝框会受安培力，安培力是沿什么方向的？
（3）安培力对铝框的转动产生什么影响？
2、电磁驱动：当磁场相对于导体运动时，导体中产生的涡流使导体受到安培力，安培力使