7涡流电磁阻尼和电磁驱动教学设计 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/11 4:15:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 长沙县实验中学物理学科教案设计 授课班级 课 型 新课 1.知道涡流是如何产生的。 教 新课标要求 学 目 标 分 知识目标 析 德育目标 重、难 点阐释 2.知道涡流对我们有不利和有利的两方面,以及如何利用和防止。 3.知道电磁阻尼和电磁驱动。 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 课时安排 授课人 课 题 7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 重点:1.涡流的概念及其应用。2.电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 难点:电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 学法指导 通过演示实验,引导学生观察现象、分析实验 教具设计 变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关、多媒体课件 问题引导 教学过程 二次备课 (一)引入新课 教师:出示电动机、变压器铁芯,引导学生仔细观察其铁芯有什么特点? 学生:它们的铁芯都不是整块金属,而是由许多薄片叠合而成的。 教师:为什么要这样做呢?用一个整块的金属做铁心不是更省事儿?学习了涡流的知识,同学们就会知道其中的奥秘。 (二)进行新课 1、涡流 教师:[演示1]涡流生热实验。 在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板,铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后,让学生摸摸铁芯和铁板,比较它们的温度,报告给全班同学。 学生:铁板的温度比铁芯高。 教师:为什么铁芯和铁板会发热呢?原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材,了解什么叫涡流? 学生:当线圈中的电流发生变化时,这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡,所以叫做涡流。 师生共同活动:分析涡流的产生过程。 分析:如图所示,线圈接入反复变化的电流,某段时间内,若电流变大,则其磁场变强,根据麦克斯韦理论,变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的,在感生电场作用下,这些线圈中产生了感生电动势,从而产生涡旋状的感应电流。由于导体存在电阻,当电流在导体中流动时,就会产生电热,这就是涡流的热效应。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 教师:课件演示,涡流的产生过程,增强学生的感性认识。 教师:为什么铁板的温度比铁芯高? 学生:因为铁板中的涡流很强,会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内,回路的电阻很大,涡流大为减弱,涡流产生的热量也减少。 教师:同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗? 学生:为了减少涡流损失的电能,同时也保护铁芯不被烧坏。 教师:下面大家阅读教材,了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。 2、电磁阻尼 教师:下面我们看教材30页上的“思考与讨论”,分组讨论,然后发表自己的见解。 学生:阅读教材后,发表自己的看法。 师生共同活动,得出电磁阻尼的概念: 导体在磁场中运动时,感应电流使导体受到安培力的作用,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。 教师:[演示2]电磁阻尼。 按照教材“做一做”中叙述的内容,演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。 学生观察现象并解释现象。 [演示3]如图所示,弹簧下端悬挂一根磁铁,将磁铁托起到某高度后释放,磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈,磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么? 学生:观察现象并作出分析。 当磁铁穿过固定的闭合线圈时,在闭合线圈中会产生感应电流,感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开,也就是磁铁振动时除了空气阻力外,还有线圈的磁场力作为阻力,安培阻力较相对较大,因而磁铁会很快停下来。 3、电磁驱动 教师:感应电流不仅会对导体产生阻尼作用,有时还会产生驱动作用。 [演示4]电磁驱动。 演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。 师生共同活动,得出电磁驱动的概念: 磁场相对于导体运动时,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,这种现象称为电磁驱动。 教师:交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。 (三)课堂总结、点评 教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。 点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。 教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. (四)实例探究 涡流的应用 【例1】如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝产生大量热量,将金属融化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少,以下说法正确的是( ) A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高的越快 B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高的越快 C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大 解析:线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流的大小与感应电动势有关,电流变化的频率越高,电流变化的越快,感应电动势就越大。A选项正确。工件上焊缝处的电阻大,电流产生的热量就多,D选项也正确。 答案:AD 【例2】用丝线悬挂闭合金属环,悬于O点,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? 分析:只有左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时,由于磁通量发生变化,有感应电流产生,于是阻碍相对运动,摆动很快停下来,这就是电磁阻尼现象;空间都有匀强磁场,穿过金属环的磁通量反而不变化了,因此不产生感应电流,不会阻碍相对运动。 (五)巩固练习 1.如图所示,一块长方形光滑铝板水平放在桌面上,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 答案:B 2.如图所示,闭合金属环从曲面上 h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升,设环的初速为零,摩擦不计,曲面处在图示磁场中,则( ) A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于 h B.若是匀强磁场,环滚上的高度等于h C.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于h D.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h 答案:BD 3.如图所示,在光滑水平面上固定一条形磁铁,有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动,如果发现小球做减速运动,则小球的材料可能是( ) A.铁 B.木 C.铜 D.铝 答案:CD 4.如图所示,圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上,条形