2014年秋高中物理 4.7 涡流电磁阻尼和电磁驱动教案（新人教版选修3-2）
文档属性
| 名称 | 2014年秋高中物理 4.7 涡流电磁阻尼和电磁驱动教案（新人教版选修3-2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 83.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-09-30 13:23:28 | ||
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文档简介
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
【三维目标】
1．知识与技能
(1)了解涡流是怎样产生的。
(2)了解涡流现象的利用与危害。
(3)了解电磁阻尼和电磁驱动。
2．过程与方法
通过实例了解涡流、电磁阻尼和电磁驱动及实际应用，利用电磁感应原理进行分析。
3．情感态度与价值观
了解涡流、电磁阻尼和电磁驱动的原理，知道 ( http: / / www.21cnjy.com )电磁感应的特例，感悟普遍规律中蕴含特殊情况与特例遵守普遍规律的辩证关系，培养学生遵守道德规范的积极性与主动性。
【重、难点】
重点：涡流的概念及应用
难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析
【教学流程】
一、引入新课
感生电场及感生电流是如何产生的？
学生:变化的磁场能在其周围产生电场，这就是感生电场。在感生电场中放入闭合电路，就能产生感生电流。
二、涡流
教师活动：如果在感生电场中放入的不是一个闭合电路，而是一块金属板会怎么样呢？
学生：金属板中形成许多同心圆的环形电流。
教师活动：许多同心圆的环形电流就是我们今天要学习的涡流，请通学们阅读课本涡流的内容，完成下面的问题。
1．涡流概念：
2．涡流产生原因：
3．涡流的利用
(1)热效应的利用，如：
(2)磁效应的利用，如：
4．涡流的防止：电动机和变压器中为减小涡流常采用哪两种途径？
学生：电动机和变压器内部的金属器件都做成小块拼装，切小块之间绝缘。
请同学们阅读P27的思考与讨论，分析讨论所提的问题。
学生甲：电流方向逆时针，安培力向上，阻碍线圈进入磁场；
学生乙：从上向下看，电流逆时针，安培力阻碍铝框转动。
教师活动：从力的角度看，这两个现象都体现了“阻碍”的效果？
三、电磁阻尼与电磁驱动
教师活动：感应电流的安培力对导体与磁场间的相对运动总是起阻碍作用，这种现象称为电磁阻尼。
请同学们猜想转动蹄形磁铁后的现象并分析原因。
学生：铝框转动,阻碍导体与磁场间的相对运动（不转动）。
教师活动：演示实验，强调电磁阻尼阻碍的是导 ( http: / / www.21cnjy.com )体与磁场间的相对运动。转动的磁场带动铝框转动，而P28的图4.7-9中是通过三相电产生旋转的磁场，原理与刚刚的实验相近。下面请同学们根据课本内容完成下列问题。
1．电磁阻尼概念：
2．电磁阻尼的应用：
3．电磁驱动概念： ( http: / / www.21cnjy.com )
4．电磁阻尼和电磁驱动的区别和联系：
电磁阻尼 电磁驱动
不同点 成因 由于______在_________中运动而产生感应电流 由于______运动引起磁通量的变化而产生感应电流
效果 安培力的方向与导体运动方向_______，______（此空填“推动”或“阻碍”）物体的运动。 导体受安培力的方向与运动方向________，______（此空填“推动”或“阻碍”）物体的运动。
能量转化 导体克服安培力做功，______转化为______________，最终转化为_________________。 由于电磁感应，_____能转化_________能，通过安培力做功， ___ __能转化为导体的______，而对外做功。
相同点 两者都是_______________现象
【课堂小结】
当线圈中的电流随时间变化时，它在其 ( http: / / www.21cnjy.com )周围产生的磁场会发生变化，磁场变化时又会在空间激发感生电场，在感生电场的作用下，线圈附近的任何导体中都会产生涡流，涡流是把双刃剑，生活中要合理利用它的优点，有效防止它的缺点。电磁阻尼和电磁驱动是电磁感应现象的应用实例，它们的原理体现了楞次定律的推广应用——感应电流的“效果”总与“引起感应电流的原因”相对抗
【典例分析】：
1、用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点 ( http: / / www.21cnjy.com )，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？
2、如图 所示是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是( )
A．2是磁铁，在1中产生涡流
B．1是磁铁，在2中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
3、如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内上下振动，如果空气阻力不计，则： （ ）
A．磁铁的振幅不变
B．磁铁做阻尼振动
C．线圈中产生方向不变的电流
D．线圈中产生方向变化的电流
4、如图所示，一块长方形光滑铝板放在水平桌面 ( http: / / www.21cnjy.com )上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则： ( )
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变
5、如图所示，在光滑绝缘水 ( http: / / www.21cnjy.com )平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球 ( )
A．整个过程匀速
B．进入磁场过程中球做减速，穿出过程球做加速
C．整个过程都做匀减速运动
D．穿出时的速度一定小于初速度
6、如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触．当磁铁绕轴转动时，铜盘将( )
A．以相同的转速与磁铁同向转动
B．以较小的转速与磁铁同向转动
C．以相同的转速与磁铁反向转动
D．静止不动
【三维目标】
1．知识与技能
(1)了解涡流是怎样产生的。
(2)了解涡流现象的利用与危害。
(3)了解电磁阻尼和电磁驱动。
2．过程与方法
通过实例了解涡流、电磁阻尼和电磁驱动及实际应用，利用电磁感应原理进行分析。
3．情感态度与价值观
了解涡流、电磁阻尼和电磁驱动的原理，知道 ( http: / / www.21cnjy.com )电磁感应的特例，感悟普遍规律中蕴含特殊情况与特例遵守普遍规律的辩证关系，培养学生遵守道德规范的积极性与主动性。
【重、难点】
重点：涡流的概念及应用
难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析
【教学流程】
一、引入新课
感生电场及感生电流是如何产生的？
学生:变化的磁场能在其周围产生电场，这就是感生电场。在感生电场中放入闭合电路，就能产生感生电流。
二、涡流
教师活动：如果在感生电场中放入的不是一个闭合电路，而是一块金属板会怎么样呢？
学生：金属板中形成许多同心圆的环形电流。
教师活动：许多同心圆的环形电流就是我们今天要学习的涡流，请通学们阅读课本涡流的内容，完成下面的问题。
1．涡流概念：
2．涡流产生原因：
3．涡流的利用
(1)热效应的利用，如：
(2)磁效应的利用，如：
4．涡流的防止：电动机和变压器中为减小涡流常采用哪两种途径？
学生：电动机和变压器内部的金属器件都做成小块拼装，切小块之间绝缘。
请同学们阅读P27的思考与讨论，分析讨论所提的问题。
学生甲：电流方向逆时针，安培力向上，阻碍线圈进入磁场；
学生乙：从上向下看，电流逆时针，安培力阻碍铝框转动。
教师活动：从力的角度看，这两个现象都体现了“阻碍”的效果？
三、电磁阻尼与电磁驱动
教师活动：感应电流的安培力对导体与磁场间的相对运动总是起阻碍作用，这种现象称为电磁阻尼。
请同学们猜想转动蹄形磁铁后的现象并分析原因。
学生：铝框转动,阻碍导体与磁场间的相对运动（不转动）。
教师活动：演示实验，强调电磁阻尼阻碍的是导 ( http: / / www.21cnjy.com )体与磁场间的相对运动。转动的磁场带动铝框转动，而P28的图4.7-9中是通过三相电产生旋转的磁场，原理与刚刚的实验相近。下面请同学们根据课本内容完成下列问题。
1．电磁阻尼概念：
2．电磁阻尼的应用：
3．电磁驱动概念： ( http: / / www.21cnjy.com )
4．电磁阻尼和电磁驱动的区别和联系：
电磁阻尼 电磁驱动
不同点 成因 由于______在_________中运动而产生感应电流 由于______运动引起磁通量的变化而产生感应电流
效果 安培力的方向与导体运动方向_______，______（此空填“推动”或“阻碍”）物体的运动。 导体受安培力的方向与运动方向________，______（此空填“推动”或“阻碍”）物体的运动。
能量转化 导体克服安培力做功，______转化为______________，最终转化为_________________。 由于电磁感应，_____能转化_________能，通过安培力做功， ___ __能转化为导体的______，而对外做功。
相同点 两者都是_______________现象
【课堂小结】
当线圈中的电流随时间变化时，它在其 ( http: / / www.21cnjy.com )周围产生的磁场会发生变化，磁场变化时又会在空间激发感生电场，在感生电场的作用下，线圈附近的任何导体中都会产生涡流，涡流是把双刃剑，生活中要合理利用它的优点，有效防止它的缺点。电磁阻尼和电磁驱动是电磁感应现象的应用实例，它们的原理体现了楞次定律的推广应用——感应电流的“效果”总与“引起感应电流的原因”相对抗
【典例分析】：
1、用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点 ( http: / / www.21cnjy.com )，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？
2、如图 所示是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是( )
A．2是磁铁，在1中产生涡流
B．1是磁铁，在2中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
3、如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内上下振动，如果空气阻力不计，则： （ ）
A．磁铁的振幅不变
B．磁铁做阻尼振动
C．线圈中产生方向不变的电流
D．线圈中产生方向变化的电流
4、如图所示，一块长方形光滑铝板放在水平桌面 ( http: / / www.21cnjy.com )上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则： ( )
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变
5、如图所示，在光滑绝缘水 ( http: / / www.21cnjy.com )平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球 ( )
A．整个过程匀速
B．进入磁场过程中球做减速，穿出过程球做加速
C．整个过程都做匀减速运动
D．穿出时的速度一定小于初速度
6、如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触．当磁铁绕轴转动时，铜盘将( )
A．以相同的转速与磁铁同向转动
B．以较小的转速与磁铁同向转动
C．以相同的转速与磁铁反向转动
D．静止不动