【物理】4.7《渦流》示范教案(新人教版選修3-2)07

1、1第七節(jié)：渦流教案第七節(jié)：渦流教案【教學(xué)目標(biāo)】【教學(xué)目標(biāo)】1.知識與技能（1）知道渦流是如何產(chǎn)生的（2）知道渦流的利與弊，以及如何利用和防止渦流2.過程與方法（1）用實(shí)驗(yàn)的方法引入新課激發(fā)學(xué)生的求知欲（2）通過舊知識分析新問題弄清渦流的產(chǎn)生原因（3）利用理論聯(lián)系實(shí)際的方法加深理解渦流3.情感、態(tài)度與價值觀（1）體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的樂趣，引發(fā)學(xué)生去分析問題，解決問題，提高其學(xué)習(xí)掌握知識的能力（2）通過理論與實(shí)際相結(jié)合，提高學(xué)習(xí)情趣，培養(yǎng)其用理論知識

2、解決實(shí)際問題的能力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生原因和渦流的作用【教學(xué)重點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生原因和渦流的作用【教學(xué)難點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生原因【教學(xué)難點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生原因【教學(xué)方法】【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法、探究法【教學(xué)用具】【教學(xué)用具】可拆教學(xué)變壓器上的線圈一個，硅鋼片疊加的鐵芯以及外形與之相同的塊狀鐵芯各一個。電磁灶。【教學(xué)過程】【教學(xué)過程】（一）引入新課（一）引入新課：實(shí)驗(yàn)1：如圖線圈接入220V交變電源，塊狀鐵芯插入線圈中，讓一名學(xué)生感知鐵芯的變化?，F(xiàn)象：

3、幾分鐘后感到鐵芯變熱。解釋：原來把塊狀的金屬放在變化的磁場中或讓它在磁場中運(yùn)動時，金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合電路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流，簡稱渦流。（二）進(jìn)行新課（二）進(jìn)行新課：1渦流：塊狀金屬放在變化磁場中，或者讓它在磁場中運(yùn)動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流。引導(dǎo)學(xué)生解釋：如圖所示，當(dāng)交變電流通過線圈時，穿過鐵芯的磁通量不斷變化，鐵芯會產(chǎn)生圖中所示的渦流，塊狀鐵芯的電流很強(qiáng)會使鐵芯大量發(fā)熱，浪費(fèi)大量電能。金屬

4、塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量如果金屬的電阻率小，則渦流很強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量也很多。2渦流的防止和利用（1）渦流的防止實(shí)驗(yàn)2上面的實(shí)驗(yàn)中，把塊狀鐵芯換成硅鋼片鐵芯，再接通電源，幾分鐘后，通過學(xué)生感知，溫度沒有明顯變化。3使指針偏轉(zhuǎn)的線圈繞在閉合鋁框上，當(dāng)測量電流流過線圈時，鋁框隨線圈指針一起在磁場中轉(zhuǎn)動，這時鋁框內(nèi)產(chǎn)生的渦流將受到磁場作用力，抑止指針的擺動，使指針較快地穩(wěn)定在指示位置上。此外，電氣機(jī)車的電磁制動器也是根據(jù)這一效應(yīng)制作的。④、電磁灶電

5、磁灶的臺面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈，采用磁場感應(yīng)渦加流加熱原理，當(dāng)通上交替變化極快的交流電時，在臺板與鐵鍋底之間產(chǎn)生強(qiáng)大的交變的磁場，磁感線穿過鍋體，使鍋底產(chǎn)生強(qiáng)渦流，當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過鐵質(zhì)鍋底時會產(chǎn)生無數(shù)的渦流是鍋的本身自行高速發(fā)熱，就放出大量的熱量，然后再作用于鍋內(nèi)食物，將飯菜煮熟。這種最新的加熱方式，能減少熱量傳遞的中間環(huán)節(jié)，可大大提升制熱效率，比傳統(tǒng)爐具（電爐、氣爐）節(jié)省能源一半以上。3、渦流的機(jī)、渦流的機(jī)械效應(yīng)械效應(yīng)電磁驅(qū)

6、動電磁驅(qū)動在磁場運(yùn)動時帶動導(dǎo)體一起運(yùn)動，這種作用稱為“電磁驅(qū)動”作用。當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動時，根據(jù)楞次定律此時在圓盤上將產(chǎn)生渦流，受到磁場的作用力將產(chǎn)生一個促使金屬圓盤按磁場旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生轉(zhuǎn)動的力矩。但是如果圓盤的轉(zhuǎn)速達(dá)到了與磁場轉(zhuǎn)速一樣，則兩者的相對速度為零，感應(yīng)電流便不會產(chǎn)生，這時電磁驅(qū)動作用便消失。所以在電磁驅(qū)動作用下，金屬圓盤的轉(zhuǎn)速總要比磁鐵或磁場的轉(zhuǎn)速小，或者說兩者的轉(zhuǎn)速總是異步的。感應(yīng)式異步電動機(jī)就是根據(jù)這個原理制成的。電磁驅(qū)動作用可用

7、來制造測量轉(zhuǎn)速的電表，這類轉(zhuǎn)速表常稱為磁性式轉(zhuǎn)速表。用磁性式轉(zhuǎn)速表測量轉(zhuǎn)速時，將被測機(jī)器的轉(zhuǎn)軸通過連接器和傳動機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)速表中的永久磁鐵的轉(zhuǎn)軸相連，永久磁鐵一般是由一塊充以四個極的磁鋼制成，這便形成一個旋轉(zhuǎn)磁場。在永久磁鐵的上方有一個金屬圓盤，稱為感應(yīng)片。感應(yīng)片與永久磁鐵間有很小的氣隙，兩者互不接觸。當(dāng)永久磁鐵隨著機(jī)器的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，感應(yīng)片上將產(chǎn)生渦流。這渦流又將受到這旋轉(zhuǎn)磁場的作用力，結(jié)果感應(yīng)片被驅(qū)動，從而沿永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動。感應(yīng)片

8、的轉(zhuǎn)動將帶動與感應(yīng)片轉(zhuǎn)軸相連的彈簧，將其扭緊，從而產(chǎn)生彈性恢復(fù)轉(zhuǎn)矩。最后，當(dāng)感應(yīng)片轉(zhuǎn)過一定的角度，由電磁驅(qū)動作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩剛巧與彈性恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩抵消時，便達(dá)到一個暫時平衡狀態(tài)。由機(jī)器帶動轉(zhuǎn)動的永久磁鐵轉(zhuǎn)速越快，感應(yīng)片受到的電磁驅(qū)動作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，因而指針的偏轉(zhuǎn)角度就越大。這樣，便可通過指針的偏轉(zhuǎn)角度來顯示機(jī)器的轉(zhuǎn)速。交流感應(yīng)電動機(jī)就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的?！菊n堂小結(jié)】本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了渦流，渦流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特殊現(xiàn)象，應(yīng)該從