視頻標(biāo)簽：渦流

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視頻課題：教科版高二物理選修3-2第一章《渦流》實(shí)驗(yàn)教學(xué)-山西省 - 晉城

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《渦流》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì) 
使用教材 教科2003課標(biāo)版 高中物理 選修3-2  
實(shí)驗(yàn)教學(xué) 目標(biāo)  
1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解渦流是怎樣產(chǎn)生的； 
2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解渦流的熱效應(yīng)、渦流的利用與防止； 3、通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解渦流的磁效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)，即電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)； 
4、通過(guò)對(duì)渦流實(shí)驗(yàn)的分析，了解渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。  實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn) 
 
創(chuàng)新點(diǎn)： 
1、將矩形線圈與節(jié)能燈串聯(lián)成閉合回路，并通過(guò)生活中熟悉的電磁爐來(lái)實(shí)現(xiàn)磁生電，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)深切領(lǐng)會(huì)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件以及法拉第電磁感應(yīng)定律； 
2、用交流電流表驗(yàn)證渦流的存在，讓學(xué)生客觀認(rèn)識(shí)渦流及其成因； 
3、將電磁爐拆開，讓學(xué)生通過(guò)觀察、觸摸等方式來(lái)了解電磁爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，深刻認(rèn)識(shí)電磁爐的加熱原理以及渦流的產(chǎn)生過(guò)程與熱效應(yīng)； 4、通過(guò)靈敏電流計(jì)和電磁驅(qū)動(dòng)演示器的實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們感受到渦流的力學(xué)效應(yīng)。 不足與改進(jìn)： 
渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用方面創(chuàng)新不足，有待改進(jìn)。 
實(shí)驗(yàn)原理或
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思
路 
電磁爐是利用電磁感應(yīng)的基本原理來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱功能的，電磁爐工作時(shí)，周圍存在著15-50kHz高頻交變磁場(chǎng)，放于它周圍的一切導(dǎo)體內(nèi)都會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，形成渦流。 
1、實(shí)驗(yàn)充分利用以上原理使得閉合回路中的節(jié)能燈發(fā)光，讓學(xué)生深切領(lǐng)會(huì)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件以及法拉第電磁感應(yīng)定律； 
2、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：電磁爐工作時(shí)，鍋底是否也發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是否也有感應(yīng)電流存在，并通過(guò)用交流電流表測(cè)量引出“渦流”的概念； 
3、電磁爐有三個(gè)重要組成部分：電路轉(zhuǎn)換裝置和控制電路、勵(lì)磁
線圈、鐵磁材料的鍋，其加熱原理流程圖如圖1： 
 
               圖1   電磁爐加熱原理流程圖 拆開電磁爐讓學(xué)生通過(guò)觀察、觸摸等方式來(lái)了解電磁爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，深刻認(rèn)識(shí)電磁爐的加熱原理以及渦流的產(chǎn)生過(guò)程與熱效應(yīng)。 
 
                    
             
                    
                             
實(shí)驗(yàn)器材 
電磁爐、矩形線圈、節(jié)能燈、交流電流表、靈敏電流計(jì)、 電磁驅(qū)動(dòng)演示器 
實(shí)驗(yàn)教學(xué) 過(guò)程 
 
導(dǎo)入新課（實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入） 
1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行知識(shí)檢測(cè)：將矩形線圈與節(jié)能燈串聯(lián)成閉合回路，并通過(guò)生活中熟悉的電磁爐來(lái)實(shí)現(xiàn)磁生電，引導(dǎo)學(xué)生用物理原理解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答兩個(gè)問(wèn)題： 
（1）感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么？ 
（2）為什么燈泡所在回路中用到了多匝線圈，這又是基于什么原理？ 2、知識(shí)遷移，并用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課： 
進(jìn)一步思考：線圈放在電磁爐上、鍋也放在電磁爐上，線圈中有感應(yīng)電流、鍋底有沒(méi)有？ 
實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入：用交流電流表驗(yàn)證渦流的存在，打消學(xué)生疑慮，讓學(xué)生客觀認(rèn)識(shí)什么是渦流； 一、什么“渦流”（教師精講）： 1、概念：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，由于電磁感應(yīng)，附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖2：  
2、 遵循原理：“電磁感應(yīng)定律”   
                                          圖2渦流示意圖 
  
二、渦流的熱效應(yīng) 
1、應(yīng)用：電磁爐加熱（實(shí)物展示與原理精講） 
將電磁爐拆開，讓學(xué)生通過(guò)觀察、觸摸等方式來(lái)了解電磁爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，深刻認(rèn)識(shí)電磁爐的加熱原理以及渦流的產(chǎn)生過(guò)程與熱效應(yīng)；                   
               
 
圖3 電磁爐的內(nèi)部構(gòu)造圖 
 

                圖4   電磁爐加熱原理流程圖  
2、防止：變壓器鐵芯（學(xué)生觀察） [觀察與思考]： 
      閱讀課本26頁(yè)第4段內(nèi)容，并觀察變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)，思考： 
（1）為什么要減小鐵芯中的渦流？ （2）減小渦流的方法是：____電阻； （3）分別采取了哪些方法來(lái)改變鐵芯的電阻？依據(jù)是什么？ 
     
圖5 變壓器 
三、渦流的磁效應(yīng)（了解） 
三個(gè)應(yīng)用：金屬探測(cè)儀、探雷器、安檢門 四、渦流的力學(xué)效應(yīng) 1、電磁阻尼： 
（1）課本思考與討論的兩個(gè)問(wèn)題呢：學(xué)生運(yùn)用已學(xué)物理原理自主解決并交流展示； 
（2）實(shí)驗(yàn)：做一做，通過(guò)比較兩個(gè)靈敏電流表的晃動(dòng)情況感受電磁阻尼（學(xué)生說(shuō)明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)一步解釋原因）。  
       
 
圖6 實(shí)驗(yàn)：做一做 
2、電磁驅(qū)動(dòng)： 
教師展示電磁驅(qū)動(dòng)演示器并引導(dǎo)學(xué)生了解交流電動(dòng)機(jī)的工作原理。 
 

圖7 電磁驅(qū)動(dòng)演示器 
3、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的區(qū)別和聯(lián)系：（教師精講） 【本質(zhì)】：電磁感應(yīng)產(chǎn)生的安培力總是阻礙導(dǎo)體和磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 五、練習(xí)與小結(jié)（師生共同完成）  1.渦流的熱效應(yīng)：   （1）應(yīng)用；（2）防止；  2.渦流的磁效應(yīng)：   （1）舉例一；（2）舉例二；（3）舉例三；  3.渦流的力學(xué)效應(yīng)：    （1）電磁阻尼：    （2）電磁驅(qū)動(dòng)：    （3）本質(zhì)： 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果與評(píng)價(jià) 
 
1、通過(guò)生活中熟悉的電磁爐來(lái)實(shí)現(xiàn)磁生電，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)深切領(lǐng)會(huì)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件以及法拉第電磁感應(yīng)定律； 
2、用交流電流表驗(yàn)證渦流的存在，打消學(xué)生疑慮，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神； 
3、讓學(xué)生用耳朵聽、用眼睛看、用腦袋想，用雙手摸、再親自做，步步深入，鞏固深化對(duì)物理原理的掌握。 

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