1、涡流教学设计【教学目标】1、知识目标（1）、知道涡流是怎么产生的；（2）、了解涡流现象的利用和危害；（3）、通过对涡流的实例分析，了解涡流现象的生产和生活中的应用；（4）、了解电磁阻尼，能分析实例。2、过程与方法（1）、用实验的方法引入新课，激发学生的求知欲；（2）、用旧知识分析新问题，分析涡流产生的原因；（3）、利用理论联系实际的方法，加深理解涡流和电磁阻尼。3、情感态度价值观（1）、通过演示实验和对实验的分析，培养学生的观察和推理能力；（2）、通过实践活动培养学生的团队精神，体验物理世界的神奇；（3）、从观察现象分析原因并加以运用，让学生体验成功的喜悦，树立学好物理的信心。【教学重点】知道
2、涡流产生原理及其应用。【教学难点】分析电磁阻尼现象。【教学用具】电磁炉、白纸（贴有锡箔纸的白纸和等大的普通白纸）、双线摆（摆锤为高强磁）、铜块、金属探测器（提前拆开）、自制金属探测器（高强磁5个、线圈、微电流传感器）、自制电磁炮（线圈、整体铁芯和组合铁芯、铝环、固定支架、外壳）、小型变压器的铁芯（拆开）、学生电磁阻尼分组实验装置一（铜管、相同大小的铝块和磁铁块）、学生电磁阻尼分组实验装置二（铝盘、固定支架、高强磁）、自制电磁阻尼演示装置（轨道支架、铝罐、磁铁）。【教学过程】（一）实验演示引入新课教师演示实验一：让高强磁做成的双线摆分别摆动两次，对比观察在正下方摆上铜块前后的变化。教师演示实验二
3、：把贴有锡箔纸的白纸和等大的普通白纸同时放在电磁炉上，打开电磁炉开关，对比两张纸的变化情况。用实验冲击学生的认识，用视觉冲突激发学生的好奇心。让学生带着问题来学习今天的内容。（二）创设情景讲授新课拆开电磁炉，引导学生观察其内部结构，他的核心结构就是加热线圈，根据我们现有的物理知识和生活常识，是因为加热线圈中通入变化的电流而使得周围空间激发出变化的磁场，变化的磁场又使得“线圈”中的磁通量发生改变，从而发生电磁感应。这里的“线圈”就是锡箔纸自己分割成的许多环形回路，并且他们可以是圆形的、方形的等形状。而如果是金属块的话可以看成是许多薄薄的金属纸叠放而成。一、涡流的定义：由于电磁感应，在大块的金属中
4、会形成感应电流，电流在金属块内组成闭合电路，很像水中的漩涡，因此叫做涡电流，简称涡流。二、涡流的效应：1.热效应：涡流能释放焦耳热2.磁效应：涡流能激发出磁场3.机械效应：涡流在磁场中会受到安培力从而运动三、涡流的应用：1.热效应：电磁炉、电磁灶、高频感应炉。根据生活经验，我们很容易想到涡流热效应的应用之电磁炉和电磁灶，并且引导学生理解课本中电磁灶的原理，再类推出高频感应炉也是利用了涡流的热效应。并播放涡流热效应的相关视频。2.磁效应：教师：同学们能想到我们生活中利用涡流的磁效应工作的器件吗？学生：（可能想不到）教师：想不到没关系，我想得到。请看这是什么？（PPT出现金属探测器的图片）学生：金
5、属探测器。教师：对，这就是金属探测器，他广泛使用在车站、机场的安检中，也使用在我们的重要考试中。大家以前有近距离看过吗？学生：有（或没有）。教师：有拆开看过吗？学生：没有。教师：为什么呢？学生：不敢。教师：不敢？怕装不回去？不怕，我敢！大家请看，这时我们高考中使用的一台金属探测器（拿出探测器），先试一下他的灵敏度（让金属靠近他）。挺不错的。我们再拆开他，并解释其工作原理。教师：大家请看这又是什么呢？（PPT展示自制金属探测器图片）认识吗？学生：不认识。教师：这是老师昨天晚上自己制作的一台金属探测器，他低调、奢华、有内涵，而且还有透明的玻璃制成，便于观察他的内部结构。它主要由以下三部分构成：五个
6、高强磁、一个线圈、一个微电流传感器。（邀请两名学生上台帮助老师一起展示他的工作情况，并引导学生总结出工作原理）教师：涡流在磁场中也会受到力的作用，从而对物体做功，我们把他叫做电磁弹射，今天老师也准备了一个这样的仪器，我们可以把他叫做电磁炮，大家请看。（拿出自制电磁炮并演示）引导学生猜想电磁炮的结构并揭秘。四、涡流的危害1.涡流在金属块内部释放出大量的焦耳热，会使铁芯温度升高， 缩短线圈绝缘材料的寿命2.涡流还会消耗能量，使变压器、电动机的效率降低。那么我们该如何降低危害呢？ 由公式：I=ERE=nt=ntS 学生：可以减小面积S和增大电阻教师：对，所以我们可以将一个整体铁芯切片（PPT展示）。
7、事实上，我们生活中用到的铁芯都不是一个整体，而是由许多片很薄的硅钢片经绝缘处理后叠放，这是我们实验室里的一个变压器的铁芯(展示铁芯的硅钢片)。教师：请大家思考，为什么要彼此绝缘呢？学生：因为不绝缘就等同于不切片。教师：铁芯在放置时要注意什么问题呢？学生：沿磁感线方向的面积应该最小。教师：为什么要用硅钢呢？教师学生：硅钢的磁化性能好，比普通的钢电阻率大，从而增大铁芯的电阻，有效减小涡流。五、涡流的防止:将铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成，减小回路的横截面积，增大回路电阻，从而减弱涡流。教师：请同学们思考：我们如何提升电磁炮的威力呢？教师：老师想到了办法，请大家先看实验的效果。（更换铁芯前后分别演
8、示一次）通过这个对比实验大家观察到什么结果？学生：电磁炮的威力提升了？教师：是什么原因呢？请大家仔细观察老师的两根铁芯（展示前后两次实验的铁芯），它们其实是不一样的。后面所用的铁芯有什么不同？学生：是许多小铁芯组合的。教师：对，是由许多小的铁芯绝缘后组合而成。他又为什么能提升电磁炮的威力呢？教师学生：也就是刚才提到的沿磁感线方向减小了铁芯的面积，减小了涡流，减小了能量的损耗，自然提升了电磁炮的威力。教师：接下来我们回到刚开始上课时的实验中来，为什么放上铜块以后，磁铁的摆动会受到这么大的影响呢？教师学生：磁铁向着铜块运动，铜块中感应出涡流，这个涡流又在磁场中，受到磁场对他的力，也就是安培力的作用
9、，根据楞次定律，它们之间会产生一个相互作用的排斥力，从而阻碍了磁铁的摆动。教师：这种阻碍作用是一个偶然呢还是一个必然呢？我们可以做实验来探究他。下面我们进行分组实验，同学们手里面有两种器材，前三组同学的器材室一根铜管和两个大小相同的磁铁和铝块，我们可以让他们分别从铜管中掉下，请大家仔细观察并总结出原因。后三组同学的器材是一个可以转动的铝板和一个磁铁，大家可以让铝板转动起来让磁铁靠近他，观察前后的变化并总结原因。大家可以动起来了。学生：（分组实验）分别请一组同学上讲台演示并讲解原理，老师作适当的补充。通过这些实验我们可以得出结论：（PPT）阻碍相对运动的现象广泛存在教师：不仅有这些实验，老师今天
10、还准备了这样一个实验。演示实验：首先强调磁铁和铝质的易拉罐不会相互吸引。先后两次让易拉罐从同一位置由静止滚下，第一次不作处理，第二次在轨道上放上一个磁铁，要求同学们仔细观察易拉罐通过磁铁下方时的变化。学生：易拉罐通过磁铁下方时会减速。教师学生：易拉罐滚下，靠近磁铁时感应出涡流，涡流与磁铁之间产生了相互排斥的力，阻碍易拉罐向下滚动。电磁阻尼的定义：当导体在磁场中运动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫电磁阻尼。教师：电磁阻尼在实际生产生活中又有哪些应用呢？简单的总结为以下三个方面：（1）电表的阻尼制动；与刚才双线摆的实验非常的相似；（2）高速机
11、车制动的涡流闸；与易拉罐的滚动实验很接近；（3）电磁阻尼高楼逃生缓降仪等，与磁铁在铜管中的下落很类似。它们的优点：（1）不需要电源，节能环保; （2）在电源遭到破坏时任能使用，很好的对抗意外和灾害。（三）知识小结：涡 流电磁感应电磁阻尼楞次定律（四）板书设计：(五)教学反思：1、要重视科学探究、突出实验：在本节课中,创设了双线摆实验（电磁阻尼），电磁炉将贴有锡箔纸的白纸点燃（涡流的热效应），用实验冲击学生的认识，用视觉冲突激发学生的好奇心,激发学生探究欲望；用涡流熔化金属的视频，解剖金属探测器，自制金属探测器，电磁炮等实验将课堂推向高潮，最后以分组实验，让学生感受电磁阻尼的实验结尾。用实验贯穿
12、整个教学过程,激发学生学习积极性。2、重视新旧知识的联系,启发思考：在本节课中,所有的新知识均建设在学生已有的知识基础上,降低学习的难度。让学生在轻松愉快的学习氛围中,对物理事实与物理过程充分地进行分析,综合比较,判断推理,完成对知识的自我建构,实现知识的有效积累。3、要提倡自制教具,配合教学：根据学校条件,教师水平,从教学实际出发,积极主动地自制教具,创造条件,完善了涡流和电磁阻尼的教学体系,让实验现象更加直观、明显。4、要培训学生动手能力,辅助教学：实验课时、分组实验时，学生出现情况较多，根据之前教学情况，提前对动手能力较强、富有责任感的学生进行培训，让他们辅助老师、带领同学完成实验，同时也达到培养学生的目的。
