2.3 涡流、电磁阻尼、电磁驱动 课件 -2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦涡流、电磁阻尼、电磁驱动核心内容，以金属探测仪原理设问导入，通过“线圈与二极管发光”“电磁炉加热金属与非金属对比”实验，衔接电磁感应旧知，构建从现象观察到原理探究的学习支架。 其亮点在于实验探究与核心素养深度融合，如对比实验（不锈钢杯与塑料杯加热）培养科学探究能力，结合抗战石头地雷史实渗透科学态度与责任。采用问题链引导科学思维，视频辅助理解电磁驱动，小结系统梳理涡流效应，助力学生构建知识体系，教师可提升教学效率。

《涡流电磁阻尼电磁驱动》 金属探测仪为什么能检测出隐藏的金属器件呢？ 一、温故而知新 活动1：将与发光二极管构成闭合回路的线圈放到正在工作的电磁炉上方，观察现象。 观察实验现象，小组交流： 1.线圈回路接电源了吗？ 2.二极管为什么会发光？ 3.穿过线圈的磁场从哪来？ 4.磁场变化的还是恒定的？ 没有！ 有感应电流 穿过闭合线圈的磁通量发生变化！ 电磁炉！ 变化的！ 二、涡流 变化的磁场除了会在周围的闭合线圈中产生感应电流， 对周围其他导体又会产生什么影响呢？ 活动2： ①在电磁炉上放一个不锈钢杯、一个塑料杯，分别加入等量冷水，打开电磁炉开关，观察现象； 不锈钢杯中水的温度越来越高直到水沸腾了，而塑料杯中水温不变化。 活动2： ②在电磁炉上放两个塑料杯，往其中一个塑料杯中放入铁块，继续观察两塑料杯中温度计示数情况。 放有铁块的塑料杯中水温逐渐上升，而没有放铁块的塑料杯水温仍不变化。 可见，电磁炉不是将热量直接传递给水的！加热的关键在于不锈钢、铁块这些金属物质！ 由于电磁感应，在大块金属中会形成感应电流，电流在金属块内组成闭合回路，很像水的漩涡，因此叫作涡电流(eddy current),简称涡流。 AC B 具铁磁性 电阻率低 交流电 涡流热效应的应用——电磁炉 涡流热效应的应用——金属冶炼 大块金属沿涡流路径的电阻一般很小，不大的感应电动势就能在它内部形成强大的涡电流，释放出大量的焦耳热。 加热快、能耗少、易控温、无杂质 涡流热效应的防止 危害：电动机和变压器的工作原理都跟电磁感应现象有关，内部都有铁芯结构，线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。 减少涡流的途径 （1）增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢 （2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯 涡流热效应的防止 涡流的磁效应 影片中探雷器并没有报警，却有地雷爆炸，炸伤敌人，这是为什么呢？ 地雷不是金属的！ 抗战时期劳动人民的智慧和创造力，令人敬佩！值得学习！ 铭记历史 刻苦学习 奋发图强 报效祖国 石头地雷 粗瓷地雷 史实资料 涡流的机械效应 现象： 磁铁靠近（但不接触）正在转动的铝盘，铝盘立即停止转动； 磁铁靠近（但不接触）静止的铝盘，转动磁铁，铝盘像被牵引了一样跟着转动。 这里面蕴含着怎样的原理呢？和涡流有什么联系？ 1.感应电流的方向如何？ 2.所受安培力的方向如何？ 3.安培力对线圈的运动有什么影响? I F安 B 温故知新 一个单匝线圈落入垂直于纸面向里的匀强磁场中，它在图示位置时， 安培力阻碍线圈的运动 三、电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，线圈通电后受力，带动指针和铝框一起转动，铝框内产生涡流，在电磁阻尼作用下，线圈很快停止摆动，使指针能很快稳定指到读数位置上。在搬运电表时，为了减少线圈和指针的剧烈摆动，可用导线将正负接线处短路，利用电磁阻尼避免指针因摆动剧烈而变形。 电磁驱动 磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。 线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的 一.涡流 1.涡流热效应 （1）应用：电磁炉、高频感应炉 （2）防止：变压器铁芯 2.涡流的磁效应 金属探测仪、探雷器 3.涡流的机械效应 电磁阻尼和电磁驱动 课堂小结 《涡流电磁阻尼电磁驱动》 说课部分 04 学情分析 03 教学过程设计 02 教学目标 01 教学内容分析 05 教学重难点 06 教学方法 一、教学内容分析 【课标要求】 通过实验，了解涡流现象。能举例说明涡流现象在生产生活中的应用。 【教材分析】 本课时是电磁感应知识的延伸与应用，在“电磁感应现象”“楞次定律”等前序知识基础上，聚焦涡流的产生原理及实际应用。其核心内容包括涡流的定义、热效应（应用与防止）、磁效应、机械效应（电磁阻尼与电磁驱动），在主题单元中起到“从理论到实践”的桥梁作用。 二、学情分析 学生已掌握电磁感应、楞次定律、安培力等知识，具备初步的实验观察和逻辑推理能力，但对“大块金属中的感应电流”（涡流）这一抽象概念较难理解，且难以将电磁理论与复杂实际应用（如电磁炉、金属探测仪）建立关联。 1 物理观念 能说出涡流的定义及产生条件，能区分涡流的热效应、磁效应、机械效应，明确电磁阻尼与电磁驱动的概念及特点。 2 科学思维 通过分析电磁炉加热、变压器铁芯设计等案例，能运用电磁感应、楞次定律推理涡流的产生及影响，培养逻辑分析与问题解决能力。 3 科学探究 参与“线圈与二极管”“电磁炉加热不同材料”等实验，能规范观察实验现象、记录数据，并通过小组讨论归纳实验结论，提升探究能力。 4 科学态度与责任 了解涡流技术在生活、工业中的应用价值，认识技术应用的利弊（如涡流的危害与防止）；结合抗战时期石头地雷史实，激发爱国情怀与对“劳动人民智慧”的尊重。 三、教学目标 四、教学重难点 【教学重点】 涡流的产生原理及应用。 【教学难点】 涡流产生原理及涡流应用的实例分析。 【教学方法】演示法、启发式教学法等 【学生学法】讨论、自主、合作交流等方法 五、教学方法 六、教学过程 新课引入 设计意图：通过展示学生熟悉的金属探测仪并抛出其识别金属的原理疑问，既贴近生活激发兴趣，又留下悬念、聚焦本节课学习目标。 设计意图：依托实验现象设计问题链，引导学生调用电磁感应旧知，达成知识复习目标。 设计意图：通过对比实验，让学生直观感知“金属与涡流的关联”，突破“涡流抽象概念”的难点。 设计意图：通过演示实验，让学生直观感知涡流在金属冶炼中的核心优点，进而培养其运用物理知识解释并服务于生产生活实际的意识与能力。 设计意图：在讲解涡流热效应实际应用的基础上，进一步介绍其在变压器、电动机等设备中造成能量损耗的危害及具体防治措施，引导学生认识物理现象的“双面性”，培养其辩证分析问题、全面看待事物的科学精神. 设计意图：分析涡流在金属探测仪中的具体工作原理，既深化学生对涡流特性的理解，又能精准呼应新课引入环节教师展示金属探测仪的悬念与目标，形成“提出问题—探究原理—解决问题”的教学闭环，强化知识学习的连贯性与逻辑性。 设计意图：介绍涡流磁效应原理后，播放抗战影片片段（敌人用基于涡流原理的探雷器扫雷，因地雷非金属材质导致探雷器未报警，敌人最终被炸伤），展现我国劳动人民在艰苦环境中的智慧，激发学生的爱国情怀，树立“学好科学知识、未来报效祖国”的价值导向 设计意图：通过两组实验演示——磁铁靠近转动铝盘使其骤停、转动磁铁带动静止铝盘转动，再结合线框进入磁场的案例引导学生分析安培力，得出“安培力阻碍导体相对运动”的结论，进而归纳出电磁阻尼与电磁驱动的概念，让学生在具象实验中理解抽象规律。 设计意图：播放含动画与图像的交流感应电动机工作视频，直观呈现其利用电磁驱动的原理，将复杂物理知识可视化，帮助学生更易理解，同时提升学习效率，优于传统讲授模式。 设计意图：通过课堂小结，引导学生系统归纳涡流的热效应、磁效应及机械效应，梳理知识间的逻辑关联，帮助其构建完整的涡流知识体系，强化对核心内容的整体认知。 成功之处：通过多次对比实验学生能直观感知涡流的存在，有效突破抽象概念难点；结合抗战史实渗透爱国教育，实现了“知识与素养”的融合；课堂提问层层递进，能引导学生逐步深入思考。 不足与改进： 部分学生对“防止涡流”的原理理解仍不透彻，下次教学可增加“整块铁芯与叠合铁芯发热对比”的微型实验，让学生直观看到差异； 教学反思 感谢各位聆听 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $