2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

高中物理选择性必修二 2.3涡流电磁阻尼电磁驱动 一、教材分析 物理课程标准：了解涡流现象，知道涡流产生原因，电磁阻尼电磁驱动的原理，及在生活中的应用。 教材内容及体系安排：通过前面的学习，知道闭合回路中的金属杆切割磁感线。杆、棒会产生动生电动势，闭合回路中有感应电流的存在。本节是分析感生电动势产生的原因，对涡流的热效应现象进行解释。了解在热效应、电磁阻尼、驱动在生活中的应用。 二、学情分析 授课学生对象：高二年级的学生 知识储备：知道产生感应电动势的原因，是磁通量的发生改变。 能力基础：学生能判断感应电流的，但是不理解感生、动生电动势的区别。 思维方式：只会观察闭合回路中的磁通量发生改变，但是对于形成的原因没有进行初步的探讨。 三、教学目标与核心素养 物理观念∶了解涡流现象，以及电磁阻尼、驱动的原理 科学思维∶通过涡流现象，认识产生原因及特点。 科学探究：视频演示电磁驱动、阻尼两种现象，观察两者的相同点、不同点，以及在生活中的应用。 科学态度与责任∶能够所学知识，运用到生活中。让学生体验物理源于生活，从生活走进物理思想。 四、教学重难点 教学重点：涡流的热效应、电磁驱动、阻尼的概率。 教学难点：涡流的热效应、电磁驱动、电磁阻尼的应用， 五、教法学法 教法：讲授法、实验探究法 学法：自主探究法、讨论交流法、归纳总结法 六、教学准备 多媒体课件、螺旋管线圈、可拆变压器、U形磁铁等教具 七、教学过程 创设情境，导入新课 讲解电磁炉的工作原理：只有在铁锅放置在盘面上时，铁锅才会加热作用。不放置铁锅时，盘面表面温度保持不变 图1 图2 图3 新课教学：电磁感应现象中的感生电场（ 图2） 动生电场：磁通量的变化引起感应电流，运动的导体棒、金属杆做切割磁感线。闭合回路中的磁感线通过的面积发生变化，导致通过的磁通量发生改变。会产生感应电动势，把这种现象称为动生电动势。 感生电场：是由于磁感应强度（磁场）发生改变，引起的磁通量变化、产生的感应电动势。（图3中穿过线圈中的磁感线条数发生改变） 线圈感生电场的特点： 1.穿过磁感应的条数发生改变：变化磁场引起线圈产生感应电场，跟电路是否闭合无关。 2.线圈感生电场是涡旋场，电场线是闭合的，并环绕在线圈的表面上 3.线圈产生的感生电场可以对粒子做功，可以起到加速、偏转、减速作用 新课教学：判断感生电场磁场的方向 判断感生电场方向的判断，楞次定律（增反减同、增缩减扩、来拒去留 ）、右手定则 新课教学：电子感应加速器的使用电磁铁线圈中电路方向与显示的一致时，电流大小如何变化。（图3 ） 图3 图4 实验探究：根据楞次定律判断线圈中的电流大小方向 新课教学：对感生电场产生涡流的认识 1定义：在变化磁场中导体内产生的感应电流 2.涡流的在生活中的应用：炼铁、真空治炼、机场的扫瞄议 3.涡流的损害：电动机上的内能的消耗（发热产生内能） 学以致用、课堂练习 1.单匝线圈落入磁场，安培力对线圈的影响（图5） 2.磁电式电流表线圈骨架的 作用（图6） 图5 图6 图7 实验现象： 图5中进入磁场中的线圈边框，受到的安培力会阻碍线圈向下运动，起到阻力的作用。 图6中磁电式电流表中，铝框中受到的安培力会阻碍线圈转动。与线圈所受的安培力方向相反，阻碍线圈运动。 图6中铝框中受到的安培力会阻碍线圈转动，与线圈所受的安培力方向相反。 能量转化角度分析：导体克服安培力做功，其他形式的能转化为内能。 以上结论可知：感应电流会使导体受到的安培力对运动起到阻碍的作用。 新课教学：观察铝框在磁场中运动安培力对其的影响（图8） 实验现象：磁场相对导体转动，导体中会产生感应电流。感应电流会使导体受到安培力，使u形磁铁中的线框发生转动。 能量转化角度分析：受到电磁感应的影响，磁场能转化为电能。导体通过安培力做功，其他形式的能转化为机械能。 实验结论：磁场变化产生感应电流，导体棒受到安培力作用，推动导体运动。 新课教学：电磁阻尼、电磁驱动的区别 电磁阻尼 1.定义：导体棒在磁场中运动，产生感应电流会使导体受到安培力，安培力方向总是阻碍导体棒的运动 电磁驱动 1.定义：磁场运动引起磁通量变化，产生感应电流。导