人教版高中物理选修2-1 3.3 电磁感应现象在技术中的应用 教案

3.3电磁感应现象在技术中的应用 ?教案
教学目标?
?知道扬声器的工作原理。??
知道话筒的工作原理。?
?了解磁带、录影带的录放原理。?
?理解涡旋电流的概念，以及生活中有哪些实例利用了涡流的原理。?
教学重点、难点??
了解磁卡存取信息的原理及动圈式话筒的工作原理?
教学过程：?
引入：用多媒体展示：电磁感应现象在技术中有很多应用，比如扬声器、耳机、话筒等等，下面我们以扬声器和话筒为例介绍一下电磁感应现象的应用。?
一、?话筒和扬声器?
1、扬声器按能量分类可以分为以下几种：电动（动圈）扬声器、电磁扬声器、静电（电容）扬声器、压电（晶体）扬声器、放电（离子）扬声器。其中应用了电磁感应技术的中的就是电动（动圈）式扬声器。?
?2、?扬声器主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。??
当线圈中通过图中所示的电流时，线圈要受磁铁的吸引向左运动；当线圈中通过相反的电流时，线圈受到磁铁的排斥向右运动。由于通过线圈的电流时交变电流，它的方向不不断变化，线圈就不停的来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。?
3、思考：流经线圈中的电流使受到安培力作用而带动纸盆震动，发出声音，这就意味着这控制声音的是线圈中的电流，?但是这个电流是怎样的呢？是我们生活中所用交流电的电流吗？引出话筒教学?
4、小线圈与振动膜片相连，它可以在圆柱形永久磁体的磁场内振动。当声波使膜片振动时，与膜片相连的小线圈也随之一起振动。由于它在永久磁体的磁场中切割磁感线，与是就产生了感应电流。
这样，话筒和扬声器联系在一起我们就能解决前面遗留的问题。?
???????由于声波振动而产生的电流由与话筒线圈相连的导线输出，再流入扬声器，电流受安培力作用带动纸盆振动，产生放大的声音信号。
二、磁带录音和录像?
1、磁带可以记录和再现声音和图像。在一条很长的塑料基带上涂一层薄薄的细磁粉就成了磁带磁粉记录着声音信号。?
2、?磁带的录放由同一个磁头完成。这个磁实际上是一个两极很近的蹄形磁铁，封在金属壳内。
3、录音、录像原理?
录音时，随声音信号而变化的音频电流被放大后进入录音磁头的线圈，从而在磁头的缝隙产生随音频电流而变化的磁场。当磁带贴着录音头移动时，磁带上的磁粉被磁化而按照一定的方式重新排列。这样就以磁的形式把声音信号记录在磁带上。?
?磁带录像与磁带录音的原理基本相同。录像时，随光信号变化的视频电流通过录像磁头使录像磁带磁化，从而把光信号记录在磁带上。?
4、放音原理?
放音时，录有声音信号的磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过，磁带上磁化的磁粉使放音磁头的铁芯中产生随声音信号变化的交变磁场，它在放音磁头的线圈中感应出随声音信号变化的交变电流。被还原的音频电流经放大后用扬声器或耳机转换成声音信号。
三、涡流及其应用??
1．涡流产生的条件??
???涡流的本质是电磁感应现象，涡流产生的条件是穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身可自行构成闭合回路。同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感应电流很大，就像水中的旋涡。
2．可以产生涡流的两种情况?
?(1)把块状金属放在变化的磁场中。??
?(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。?
?3．能量转化??
伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能。??
?(1)如果金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能最终转化为内能。?
??(2)如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
4．涡流的利用?
金属块内产生涡流时将会产生电热，因此可以用涡流来加热物体，电磁炉就是利用了这一原理，为了增加热功率就要适当增加ΔΦΔt，同时选用电阻率大些的材料。?
5、做一做，想一想??
???用手晃动电流表，观察指针摆动的情况，你会发现指针来回的晃动。用导线将电流表的+、-接线柱连接后，再晃动电流表，指针基本不晃动，你知道这是为什么吗？?
6、涡流的危害及防治??
涡流的热效应在许多场合是有害的。为了增强磁场，电机、变压器的绕组都绕在
铁芯上。当绕组中通过交变电流时，在铁芯中会产生涡流。这会使铁芯过热、浪费电能、破坏绝缘。?
为了减少涡流，这些铁芯都用很薄且电阻率较大的硅钢片叠成，硅钢片表面有氧
化层，互相绝缘。由于截面的减小，不仅能使产生涡流的感应电动势下降，而且将涡流限制在狭窄的、电阻很大的回路中，从而大大减小涡流。?
四、课堂小结?
1、动圈式话筒?
????话筒原理：声波振动膜片，与膜片相连的线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流。话筒将声音信号转化成电信号。?
扬声器原理：电流流经线圈，线圈在永久磁体的磁场中会受到安培力的作用，发生振动，同时带动与之相连的纸盆。?
2、磁带录音和录像?
录音时，随声音信号而变化的音频电流被放大后进入录音磁头的线圈，从而在磁头的缝隙产生随音频电流而变化的磁场。当磁带贴着录音头移动时，磁带上的磁粉被磁化而按照一定的方式重新排列。这样就以磁的形式把声音信号记录在磁带上。?
???放音时，录有声音信号的磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过，磁带上磁化的磁粉使放音磁头的铁芯中产生随声音信号变化的交变磁场，它在放音磁头的线圈中感应出随声音信号变化的交变电流。被还原的音频电流经放大后用扬声器或耳机转换成声音信号?
??3、涡流及应用?
把金属片放到变化的磁场中，金属片内会产生感应电流。这种电流在金属片内流动，很像水的涡旋，因此叫做涡旋电流，简称涡流。整块金属的电阻很小，所以涡流有时很强。?
涡流的应用：?
电磁炉,真空冶炼炉???????②磁电式仪表???????③金属探伤仪?
五、思考与练习?
课后习题答案?
AB边中的感应电流方向为流出纸面，受到的安培力的方向向上；CD边中的感应电流方向为u流入纸面，受到的安培力的方向向下。松开手后，线圈的转动会减慢，这是因为安培力阻碍线圈原来的转动。