课件30张PPT。4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动华中师范大学
讲课部分开关线圈铁芯特制铝锅导线装置介绍Page ? 6物理现象是怎样？
铝锅中的水沸腾了为什么水会被加热呢？涡流的定义：
Page ? 7当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流看起来很像水的漩涡，所以叫做涡电流，简称涡流。电流变大BPage ? 8小组讨论铝锅中的水为什么会被加热?
说课部分Page ? 10教材分析楞次定律
法拉第电磁感应定律涡流、电磁阻尼和电磁驱动物理新课标要求
（实验、运用）人教版
高中物理选修3-2
第四章第七节教材分析学情分析优势已经学习了电磁感
应的基本知识；
具有强烈的好奇心；具备一定的理论分析
能力劣势本节知识点抽象，学生认识不强；感性思维强于理性
思维；分析现象，解决问
题的能力较为薄弱教材分析学情分析重难点分析教材分析学情分析重难点分析教学目标教材分析 学情分析 重难点分析 教学目标教学过程教学过程涡流加热实验水为什么会被加热呢？电阻变电流变磁场变产生涡流思
维
障
碍引
导
探
究 教学过程简化模型教学过程教学过程明确涡流概念突出重点教学过程思维空间教学过程物理现象物理原理水被加热涡流的热效应涡流加热实验教学过程电磁炉金属检测仪从生活走向物理 从物理走向社会真空冶炼炉教学过程辩证思维减小涡流的方法科学素养教学过程自主分析涡流的机械效应—电磁阻尼教学过程感应电流（涡流）
阻尼摆受安培力多角度思考发散思维能量转化
机械能 电能电磁阻尼摆教学过程 学生实验活学活用教学过程涡流的机械效应----电磁驱动
驱动原理：
线框中产生的感应电流使线框受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。电磁驱动演示器教学过程电磁阻尼是导体相对于磁场运动电磁驱动是磁场相对于导体运动电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系 突破难点教学过程教师学生落实三维目标教学过程收集“涡流的利用和防止”
方 面的资料必做题 选做题课后习题第二题板书设计4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1、定义
2、涡流的防止和利用
（1）、涡流的利用
a、电磁炉
b、真空冶炼炉
c、探雷器和安检门
（2）、涡流的防止
a、增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
b、用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
3、涡流的机械效应--电磁阻尼
4、 电磁驱动
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》—教学设计
华中师范大学
教材分析
本节选自人教版高中物理选修3-2第四章第七节。
（1） 教材特点：
本节课的内容是前面所学楞次定律和法拉第电磁感应定律等知识的延生，和前面所学的内容构成完整的电磁感应知识体系。物理新课标要求教学中通过实验，让学生掌握涡流的概念，了解其在生产生活中的运用。
教材处理：
教材中没有推导过程，而是直接给出了涡流的定义，但是学生对于涡流概念的理解是很抽象的，所以通过简化模型法将涡流概念的引入具体化、直观化，从而帮助学生更好的理解涡流的概念，进而学习涡流在生产、生活和科技方面的应用。
学情分析
优势：
已经学习了楞次定律和法拉第电磁感应定律等基本知识；
具有强烈的好奇心、求知欲；
具备一定的理论分析能力。
劣势：
感性思维强于理性思维，能感受到涡流引起的各种现象，但是却难以想到现象背后隐藏的物理原理；
往往只注意到表面现象，而欠缺解决问题的能力。
重难点分析
重点：涡流的概念及其运用。
难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
教学目标
1、知识与技能
a、知道涡流是如何产生的
b、知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流
C、知道电磁阻尼和电磁驱动。
2、过程与方法
a、让学生经历知识被发现的过程，培养学生观察·比较·分析·归纳等科学探究方法 。
3、情感、态度与价值观
a、增强物理学习的兴趣。
b、学会辩证的看待事物，利用其有利的的一面来为人类服务。
教学理念
教师在教学中起主导作用，是学生学习实践活动的组织者、引导者和合作者。学生是学习的主体，是学习的主动参与者和知识的构建者。教师引导学生经历观察、猜想、分析归纳等活动，培养学生尊重科学、尊重事实、严谨细致的科学态度，发展学生的动手操作、自主探究、合作交流和分析归纳的能力。同时运用现代化的教学手段，创建更为丰富深动的情景，激发学生的求知欲和探索新知识的热情。
教学方法
提问法：通过提问引导同学们思考，让同学们在思考中学习知识，并且提高其分析问题的能力。
简化模型法：通过简化模型将抽象的问题具体化，引导学生逐步进行分析，经历从物理现象到物理原理的认知过程。
现代多媒体教学的应用：通过一些图片动画展示来提高学生的学习兴趣，让问题不再那么抽象，同时可以用多媒体演示一些无法在课堂上完成的操作实验。
注意教学过程是一个学生为主，教师为辅的过程，教师引导学生思考学习。应当让学生多参与实验、思考，培养学生自主探究学习的能力。
教学用具
涡流加热装置、滴管、水、电磁阻尼摆、微安表、电磁驱动演示器。
教学过程
教
学
环
节
教
学
内
容
教 学 活 动
设
计
意
图
教师活动
学生活动
情景引入
5min
通过演示涡流加热实验，让学生思考铝锅中水被加热的原因
演示涡流加热实验
视频同步播放涡流加热实验
提问1：铝锅中的水为什么会被加热？
仔细观察实验现象
仔细观察实验现象
思考问题
通过神奇的实验现象迅速抓住学生的注意力，激发学习兴趣，培养学生的观察能力
实验现象较微观，便于后排学生观察
让学生带着疑问开始今天的学习，提升学习效果
课程讲解32min
通过简化模型引出涡流概念，明确其产生过程
明确涡流概念
将涡流加热实验装置简化成学生熟悉的电路模型
金属块
增大滑动变阻器的阻值，电路中电流减小，线圈产生的磁场减弱，根据楞次定律，线圈旁的金属块内部会产生感应电流，这种电流就是涡流。（板书 4.7 涡流）
结合示意图，从涡流的产生原因和其特点两方面来明确涡流概念
当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流看起来很像水的漩涡，所以叫做涡电流，简称涡流。
在老师的引导下逐步分析物理过程，明确从电阻变到电流变再到磁场变，最后引出涡流概念的过程
认真听讲、思考
针对学生抽象思维能力弱的特点，将物理过程逐步分解，便于理解
结合示意图讲解可以帮助学生理解
安排学生针对铝锅中的水为什么被加热了这一问题进行
小组讨论
明确铝锅中水被加热的原因
联系生活，讲解应用
提问2：现在已经学习了涡流的定义和其产生原理，那么能不能去解释前面的那个实验呢?
请同学们按分组展开讨论。
在学生分享讨论结果之后，引导学习一起来分析涡流加热实验
线圈内电流发生变化，电磁感应使铝锅内产生涡流，由于电流的热效应，铝锅就会迅速被加热，进而把水加热，明确涡流的热效应。
提问3：现实生活中有没有涡流的实际运用了？
引导学生了解涡流在生产、生活、科技等方面的应用
进行小组讨论
分享小组讨论结果
分析、思考
思考并回答问题
分组讨论，充分给予学生思维空间，培养学生的合作探究能力
结合生产生活中的实例，讲解涡流的具体应用，体现从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念
辩证分析涡流热效应的利弊
讲解电磁阻尼
引导学生辩证看待事物，涡流的热效应既有其有利的一面，也有其不利的一面。
结合变压器硅钢片的实例分析，介绍减小涡流的方法：
a、增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
b、用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
引导学生结合课本“思考与讨论”栏目中电表线圈骨架的实例分析认识涡流的机械效应--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运动，这种现象称为电磁阻尼。
思考
自主分析
培养学生的辩证思维，树立用其有利的一面为人类服务的科学态度
让学生自主分析，体现教师为主导，学生为主体的教学理念
讲解电磁驱动
演示电磁阻尼摆实验。引导学生从感应电流和能量转化两个角度分析问题
安排学生体验本节“做一做”的内容，分别感受接线柱短接和不短接时，表针相对表盘的摆动情况
演示电磁驱动实验。
仔细观察、自主分析
动手实验
仔细观察，认真思考
引导学生多角度思考问题，培养学生的发散思维
体验式教学，增强学生的学习兴趣
演示实验可以直观的让学生感知电磁驱动现象
结合交流感应电动机讲解电磁驱动的原理：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
仔细思考
理论与实际相结合，明确电磁驱动知识点
课堂小结
5min
针对所学内容进行课堂小结
请学生从知识与方法两面谈谈本节课的收获
进行课堂小结
谈谈本节课的收获
学生谈收获可以强化学习效果，教师小结，便于落实三维教目标
巩固升华
3min
布置作业
必做题：课后习题第二题；
选做题：收集“涡流的利用和防止”
方 面的资料
必做题目的在于夯实基础，选做题旨在拓宽学生知识面
板书设计
简易涡流作用演示器说明书
华中师范大学
教具用途：演示涡流现象。
使用方法：使秋千荡板悬垂静止，将带铜板的物理小车置于荡板的正下方，调节悬线长度，使荡板处于水平状态且使磁铁离铜板表面约5mm。推拉小车（连铜板）使其做前后往复运动，两、三个来回后，秋千就开始振荡起来。当策动频率（小车往复运动的频率）等于秋千振荡的固有频率时，荡板的摆幅不断增大；当让小车静止在荡板下方，荡板会迅速地停下来。
教具制作原理：
（1）装置图
（2）原理
通常磁铁是不吸引铜板的，铜板在磁铁下方做往复运动时，相当于处在一个变化的磁场中，所以铜板内会产生感应电流I，即涡流。根据楞次定律——感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当磁铁静止而铜板运动时，通过铜板回路的磁通量减小，故I的磁场要与原磁场方向保持一致，所以带有磁铁的荡板就因被吸引而追赶铜板；当铜板滞后于磁铁且追赶磁铁时，通过铜板回路的磁通量增大，I产生的磁场与原磁场方向相反，故磁铁要受斥力的作用，如此往复，秋千的荡板就会不断地摆动。
实验操作步骤
（1）使秋千荡板悬垂静止，将带铜板的物理小车置于荡板的正下方。
（2）推拉小车（连铜板）使其做前后往复运动，秋千的荡板就开始振荡起来。
5、使用效果
特点:本实验可通过设置认知冲突（磁铁通常不吸引铜板，但是实验中，磁铁却随着铜板运动）激发学生学习兴趣，同时它有较好的能见度，也有一定的趣味性，有助于涡流教学。
说明：为了达到较好的演示效果，要控制好小车往复运动的频率，尽量和秋千摆动频率一样，使摆幅逐渐增大。
