1.2 常用铁磁材料及其特性（教案）-《电机与拖动》同步精品课堂（人邮版）

《电机与拖动—电机分析中常用的电磁定律及材料》教案 课 题 1.2 常用铁磁材料及其特性 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 在《电机与拖动》教材中，本节知识点起着关键作用。铁磁性物质的磁化是电机中磁场产生和增强的重要基础，理解磁化现象有助于认识电机中铁芯的工作原理。磁化曲线直观地展示了铁磁材料的磁特性，为分析电机磁场强度与磁感应强度的关系提供依据。磁滞与磁滞损耗、涡流与涡流损耗以及铁芯损耗的内容，对于电机的效率和性能评估至关重要。在电机运行中，减少这些损耗能提高电机的能效。同时，掌握这些知识能帮助学生更好地理解电机设计中对铁芯材料的选择和优化。通过对这些知识点的学习，学生可以深入了解电机内部的电磁现象和能量转换过程，为进一步学习电机的控制、运行和维护奠定坚实基础，是教材中不可或缺的组成部分，对学生掌握电机与拖动的核心内容具有重要意义。 学情分析 中职学生在学习本部分内容时具有一定特点。知识基础方面，学生对铁磁性物质等概念较为陌生，缺乏直观认知。认知能力上，中职学生形象思维占主导，对于抽象的磁滞、涡流等现象理解可能存在困难。但他们动手实践意愿较强，可通过实验演示帮助理解。学习态度方面，部分学生学习动力不足，但对与实际生活相关的内容兴趣较高。优势在于他们渴望掌握实用技能，可结合电机、变压器等实际应用讲解知识点。劣势是理论基础薄弱，需要教师采用生动形象的教学方法，如动画演示、实物展示等，以提高学生学习兴趣和接受程度，确保他们较好地掌握铁磁性物质相关知识。 学习目标 1.能够准确绘制并描述铁磁材料的起始磁化曲线，解释曲线不同阶段（如起始缓慢上升、快速上升和饱和阶段）所对应的磁化状态。 2.掌握磁滞损耗与磁滞回线面积成正比的关系，理解磁滞损耗产生的微观机制（磁畴反复翻转克服内部阻力消耗能量）。 3.能够综合考虑各种因素（如材料特性、工作频率、磁场强度等）对铁芯损耗的影响，分析在特定电气设备（如变压器、电机等）中如何降低铁芯损耗。 学习重难点 学习重点 理解铁磁性物质原子具有固有磁矩且原子间存在很强的交换耦合作用，这是铁磁性物质能够被磁化的本质原因。 学习难点 学生可能难以将起始磁化曲线的各阶段与磁畴在磁化过程中的具体行为准确联系起来。需要教师详细讲解曲线的每一段变化对应的磁畴运动状态。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1.教师制作PPT课件，教案 2.布置预习任务，要求学生预习教材中关于常用铁磁材料及其特性的相关章节，了解铁磁性物质、磁化、磁化曲线、磁滞与磁滞损耗、涡流与涡流损耗、铁芯损耗等基本概念。 教学媒体 PPT、微视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 导入阶段： 教师展示一些常见的含有铁磁材料的物品，如变压器、电磁铁、扬声器等。 教师提问：“同学们，你们看这些物品在我们的生活和工业生产中非常常见。你们知道它们都有一个共同的特点吗？ 学生仔细观察教师展示的物品，思考教师提出的问题。 学生根据自己的生活经验和已有的知识，尝试回答教师关于铁磁材料在这些物品中的作用的问题。 通过展示学生熟悉的实物，能够吸引学生的注意力，使他们对本节课的主题产生浓厚的兴趣。 提出关于铁磁材料作用和特性的问题，激发学生的好奇心和探究欲望，让他们想要深入了解铁磁材料，为后面的学习做好铺垫。 活动二： 调动思维 探究新知 依次讲解下列各部分内容： 一、铁磁性物质的磁化 将铁磁性物质放入磁场后，铁磁性物质呈现很强的磁性的现象称为磁化。 二、磁化曲线 铁磁材料的磁化过程可用磁化曲线来表示，磁化曲线是指磁场的磁感应强度 B 与磁场强度H之间的关系。 三、磁滞与磁滞损耗 铁磁材料周期性的正反向磁化会产生损耗，称为磁滞损耗。 四、涡流与涡流损耗 铁芯是导电材料，当通过铁芯的磁通随时间变化时，根据电磁感应定律，铁芯中将产生感应电动势，并引起环流。因为这些环流在铁芯内部围绕磁通呈涡流状流动，所以称之为涡流。 五、铁芯损耗 铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗总称为铁芯损耗，称为铁损耗或铁耗。 通过讲解这节课的知识点，观察学生的接受情况，根据情况调整教学时间安排。 学生在自己的笔记本上跟随教师在黑板上的绘制过程，画出起始磁化曲线，并标注出 OA、AB 段和饱和点 BS。 学生参与教师对涡流损耗公式的推导过程，记录公式中各参数的含义，并根据教师的举例计算不同条件下涡流损耗的变化情况。 学生根据教师的讲解，总结铁芯损耗的定义和计算公式，在脑海中构建磁滞损耗和涡流损耗与铁芯损耗之间的关系。 参与涡流产生原理的理解和公式推导过程，使学生能够深入掌握涡流产生的物理本质和涡流损耗的计算方法，提高他们的物理思维和数学运算能力。 让学生自己绘制起始磁化曲线，能够促使他们更加深入地理解曲线的形状和各阶段的意义，提高他们的动手能力和对知识的掌握程度。 活动三： 调动思维 探究新知 互动学习阶段： 出示ppt一些练习题，包括铁磁性物质的磁化，磁化曲线，磁滞与磁滞损耗，涡流与涡流损耗，铁芯损耗等方面的题目。巡视学生的做题情况，及时给予指导。 将学生分成小组，小组中间进行讨论这些练习题。 小组成员围绕讨论任务展开热烈讨论，发表自己的观点和看法。 各小组代表勇敢地站起来分享小组讨论结果。认真倾听其他小组的发言，学习不同的观点和思路。 通过提出问题和回答问题，检验学生对知识的掌握程度，激发学生的思考和表达能力，促进学生对知识点的深入理解。 小组讨论可以培养学生的合作学习能力和团队精神，让学生在交流中互相启发，拓宽思维。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 以简洁明了的语言回顾本节课的主要知识点，包括铁磁性物质的磁化，磁化曲线，磁滞与磁滞损耗，涡流与涡流损耗，铁芯损耗。针对本节课的重点内容，如磁滞损耗和涡流损耗的产生机制、铁芯损耗的计算与影响因素等进行再次强调。 积极参与知识回顾环节，巩固所学知识点。 提问或分享自己的学习心得和疑问。 认真完成教师布置的作业或任务。 帮助学生梳理知识脉络，加深对重点内容的理解和记忆。 布置作业可以让学生在课后进一步巩固所学知识，拓展知识面，培养学生的自主学习能力和探究精神。 课堂小结 作业布置 （1） 列举出三种不同的常用铁磁材料，比较它们在磁滞损耗、涡流损耗以及铁芯损耗方面的差异，并说明各自适合的应用场景。 （二）预习1.3基本知识。 （三）完成同步练习 板书设计 主题：常用铁磁材料及其特性 一、铁磁性物质的磁化 将铁磁性物质放入磁场后，铁磁性物质呈现很强的磁性的现象称为磁化。 二、磁化曲线 铁磁材料的磁化过程可用磁化曲线来表示，磁化曲线是指磁场的磁感应强度 B 与磁场强度H之间的关系。 三、磁滞与磁滞损耗 铁磁材料周期性的正反向磁化会产生损耗，称为磁滞损耗。 四、涡流与涡流损耗 铁芯是导电材料，当通过铁芯的磁通随时间变化时，根据电磁感应定律，铁芯中将产生感应电动势，并引起环流。因为这些环流在铁芯内部围绕磁通呈涡流状流动，所以称之为涡流。 五、铁芯损耗 铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗总称为铁芯损耗，称为铁损耗或铁耗。 教学反思 本次课通过对常用铁磁材料及其特性各知识点的讲解，基本达成了教学目标。成功之处在于在讲解铁磁性物质的磁化时，从微观层面的原子磁矩和交换耦合作用出发，逐步引入磁畴的概念，这种由微观到宏观的讲解方式有助于学生理解磁化的本质原因。但也存在一些不足，如在讲解磁滞损耗和涡流损耗的产生机制时，花费了过多的时间在理论推导上，导致部分学生跟不上节奏，理解起来比较困难。这可能是因为没有充分考虑到学生的基础知识水平和接受能力，使得教学内容显得有些枯燥和晦涩。在今后教学中，采取分层教学、个别辅导等方式，满足不同学生的学习需求，提高全体学生的学习效果。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$