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

该高中物理教学设计聚焦涡流、电磁阻尼和电磁驱动核心知识，通过“隔空取电”实验（电磁炉使灯泡发光）制造认知冲突导入，衔接学生已学的感应电流、楞次定律，从理想化线圈模型过渡到现实块状导体，构建知识支架。 以实验为主线，结合生活案例（电磁炉、变压器铁芯）和视频（上海中心大厦阻尼器），通过阻尼摆实验、电磁驱动演示及传感器测量，培养科学探究能力，引导学生辩证分析涡流利弊，落实物理观念与科学思维，提升学生实验操作与问题解决能力，助力教师高效达成核心素养目标。

《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》教学设计 一、课题：涡流、电磁阻尼和电磁驱动 二、第3学时 三、教学内容分析 本节课是本章知识的应用，与学生的生活联系十分密切。学生前面已经学习掌握感应电流、楞次定律、法拉第电磁感应定律等内容，具备基本的实验操作能力和探究能力，为本节的学习打下良好的基础。通过本节课，也能加深对前面知识的理解。 4、 学情分析 在认知维度，学生此前接触的电磁感应知识多聚焦于理想状态下的单匝线圈问题，而现实场景中更为普遍的是块状金属导体，涡流现象便是这类导体在电磁感应中呈现的典型现象。从理想化模型过渡到现实物理情境，这一认知飞跃对学生而言存在一定挑战。此外，电磁学与动力学的交叉融合也构成学习难点 —— 电磁阻尼与电磁驱动作为感应电流的机械效应体现，其本质是感应电流所受安培力产生的机械结果，该过程涉及多重物理原理，学生在理解与应用层面易出现障碍。 在知识储备层面，学生已系统学习电磁感应的核心内容，能够熟练掌握感应电流的产生条件、楞次定律的判断方法以及法拉第电磁感应定律的计算应用，这些已有的知识基础为本次课程（涡流、电磁阻尼与电磁驱动）的开展提供了必要支撑。 五、教学目标 物理观念：理解涡流的概念与形成机制，明确其主要表现为热效应。掌握电磁阻尼与电磁驱动的基本原理及其在实际中的表现形式。 科学思维：结合涡流在生产生活中的各种应用实例，探讨其利用与控制的方法，引导学生从利弊两方面辩证看待物理现象。通过开放性问题和创新设计，激发学生将理论知识转化为实际解决方案的能力。培养分析比较、归纳总结的思维习惯，鼓励学生从日常生活中发现科学问题并主动探究，形成善于观察、勇于创新的科学态度。 科学探究：借助实验操作（如涡流产生实验、电磁阻尼演示实验等），让学生参与实验设计、操作与现象记录，提升动手操作能力与科学探究素养；​针对实际装置（如电磁炉、电磁制动器等），引导学生分析其工作原理，培养学生的逻辑表述能力，强化理论知识与实际应用相结合的意识；鼓励学生在探究过程中提出疑问、大胆猜想，通过小组讨论与验证，提升科学探究的严谨性与合作能力。 科学态度与责任:在探究涡流现象的过程中，鼓励学生积极动手实验、主动思考，养成敢于提出猜想、乐于探索未知的学习习惯。结合涡流在能源开发、交通运输、工业制造等领域的实际应用，引导学生认识到科学知识对社会进步的重要推动作用，增强运用所学服务社会、解决实际问题的责任感与使命感。 5、 教学重点、难点 教学重点：涡流的特性及其在实际中的利用与抑制方法。 教学难点：电磁阻尼与电磁驱动的工作机制及原理理解。 7、 评价设计 本节课以物理实验为主线、学生为中心，通过学生参与式活动实现知识的感受、体验与内化，最终指向核心素养培养。教学中，以实验贯穿全程，结合生活案例（如电磁炉、电磁刹车）彰显物理价值。通过视频直观呈现、学生亲手操作实验（如感知涡流生热、观察电磁阻尼）、小组探究原理、分层思考分析，逐步落实物理观念、科学思维等核心素养的培养目标。​ 八、教学过程活动设计 环节名称 教师活动 学生活动 设计意图 时间 环节一：情景引入 隔空取电 问题：线圈回路接电源了吗？ 问题：电磁炉工作后，灯泡为什么会发光？ 仔细观察实验现象，链接新课学习内容，猜测原因，产生强烈的好奇 心。 制造认知冲突，激发学生的学习兴趣，为学生学习涡流提供感性认识。 3min 环节二：新知学习涡流 磁铁插入铁环、铁管、铁片、铁柱上是否会产生感应电流？ 问题：这样一圈圈的感应电流看起来像什么？ 引出涡流概念 学生思考回顾所学知识，并回答回答，看起来就像水中的漩涡。 通过回顾旧知识来提出新问题，学习新知识，新旧知识形成连接。 3min 环节二：新知学习涡流的热效应 教师演示电磁炉隔空点火 解释电磁炉的工作原理 涡流热效应的应用案例 —— 真空冶炼炉 思考问题：与传统冶炼炉相比，涡流冶炼具有哪些优势？ 涡流的不利影响及抑制措施 思考问题：结合所学知识，你能解释为什么变压器铁芯不采用整块金属材料吗？ 引导性提问：请说明变压器铁芯为何需要由多片相互绝缘的薄硅钢片叠合而成？ 涡流的磁效应 问题：同学们还能想到生活中有哪些涡流的应用吗？ 细观察实验现 象，回想日常生活体验，链接新课学习内容，猜测原因，产生强烈的好奇心。学生理解涡流，应用涡流解决实际问题。 通过变压器铁芯用硅钢片叠加而成原理的解释，不断思考，逐个回答问题 流在生活中有利有弊。利用方面，可用于真空冶炼、电磁炉等；弊端方面，会在变压器、电机中造成能量损耗和发热，需通过铁芯分片绝缘等方式抑制。这样既体现物理知识的实用价值，也培养学生辩证看待问题的能力。 6min 环节二：新知学习涡流的机械效应电磁阻尼 阻尼摆实验探究 阻尼摆拉至同一高度释放摆锤，观察两次（不放入磁铁和放入磁铁）停下所需时间? 设置问题链： 问题1：为什么第二次停下来比较快？ 问题2：这个力是什么力？ 问题3：这个力是怎么产生的？ 问题4：安培力起到什么作用？ 总结：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。 问题：电磁阻尼在实际生 活中有哪些应用? 介绍：灵敏电流计在运输过程中，指针一直晃动。为减少指针晃动，保护电表，可用导线把电流表的两个接线柱项链。让学生用所学知识进行解释？ 阅读教材47页发展空间：上海中心大厦中的阻尼器，减少台风天气的影响。 并播放上海中心大厦的阻尼摆的视频 小组讨论分析 增加实验，丰富 学 生的感知认识。 利用问题链引导学生深入思考，挖 掘电磁阻尼的本质 让学生体会到物理技术与社会的联系，认识到“物理来源于生活，物理服务于社会，物理应用于实际”， 视频内融合中华传统文化，让物理与传统文化结合，增强学生的文化自信。 10min 环节二：新知学习涡流的机械效应电磁驱动 演示电磁驱动现象 问题：转动磁体，观察铝框的运动。 怎样解释铝框的运动？铝盘为何跟着一起旋转？ 问题： （1）是什么力阻碍了导体和磁铁之间的相对运动？ （2）安培力由什么产生？ （3）安培力的作用？ 探究活动：用传感器测量产生电流 引出电磁驱动概念 其他应用：交流感应电动机 演示实验激发学生的学习兴趣，引起学生探究的好奇心，猜想，分析解释实验现象。 学生观察实验现象 学生理解电磁驱动，应用电磁驱动解决问题。 让学生运用所学知识分析实 际现象，体会物理技术与社会的联系 问题研究由定性逐渐转向定量，使用现代信息技术应用于物理教学中，让物理课堂与信息技术进行融合，为学生突破本节课的难点。体会现代科技在物理学研究中的重要作用。同时也提高学生的实验分析能力。 15min 环节三：课堂小结 通过本节课的学习有什么收获 学生总结课堂 知识归类 , 促 进 学 生认知结 构内化， 从而加深印象。 3min 九、板书设计 §2.3涡流、电磁驱动和电磁驱动 一、涡流 1、定义 2、应用 二、电磁阻尼 1、定义 2、应用与危害 三.电磁驱动 1、定义 2、应用 十、作业设计 1、完成本节课后习题根据自身情况，选择做基础题还是提高题； （所有学生选定后，须完成） 2、课后分组学习任务。 （1）电磁驱动和电磁阻尼的应用，请同学们回去查阅资料，下节课分享，（所有学生须完成）； （2）请同学们查阅资料， 自制电磁炮，并分析其工作原理。（自愿完成， 自制较好的给予适当奖励）。 十一、教学反思和改进 本节课通过实验演示、讲授法和讨论法等多种教学手段，使学生全面掌握了涡流、电磁阻尼和电磁驱动的基本原理及应用。在教学过程中，学生能够积极参与课堂讨论和实验操作，表现出较高的学习热情和探究精神。然而，也有部分学生在理解涡流和电磁驱动的原理时存在一定的困难，需要在后续教学中加强辅导和指导。此外，本节课的时间安排较为紧凑，需要进一步优化教学内容和时间分配，以确保每位学生都能充分理解和掌握所学知识。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $