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關于渦流電磁阻尼和電磁驅的優秀課堂教案

教案 時間:2021-08-31 手機版

  一、教材分析

關于渦流電磁阻尼和電磁驅的優秀課堂教案

  本節是選學內容,它是又一種特殊的電磁感應現象,在實際中有許多應用。可根據各校的實際情況或選講,或指導學生閱讀。渦流和自感現象以及許多現象一樣,都有利弊兩個方面。教學中應充分應用這些實例,培養學生全面認識和對待事物的科學態度。

二、學情分析

  學生已經學習了電路的基本常識以及電磁感應的相關規律,學會判斷回路是否會產生感應電流以及感應電流的方向,而且還掌握了感應電動勢的大小與什么因素有關。即已經學會對自感現象的分析,但頭腦中沒有渦流這個概念而已,也沒有意識到渦流現象,線圈本身也會產生電磁感應現象。學習中對渦流現象的解釋以及分析是學生遇到的最大挑戰。

三、教學目標

  (一)知識與技能

  1.知道渦流是如何產生的。

  2.知道渦流對我們有不利和有利的兩方面,以及如何利用和防止。

  3.知道電磁阻尼和電磁驅動。

  (二)過程與方法

  培養學生客觀、全面地認識事物的科學態度。

  (三)情感、態度與價值觀

  培養學生用辯證唯物主義的觀點認識問題。

四、重點、難點

  教學重點:

  1.渦流的概念及其應用。

  2.電磁阻尼和電磁驅動的實例分析。

  教學難點:

  電磁阻尼和電磁驅動的實例分析。

五、教學手段與策略

  通過演示實驗,引導學生觀察現象、分析實驗

六、教學用具:

  電機、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置(可拆變壓器)、電磁阻尼演示裝置(示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵),電磁驅動演示裝置(U形磁鐵、能繞軸轉動的鋁框)。

七、課時安排 : 1課時

八、教學過程

  (一)引入新課

  教師:出示電動機、變壓器鐵芯,引導學生仔細觀察其鐵芯有什么特點?

  學生:它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多薄片疊合而成的。

  教師:為什么要這樣做呢?用一個整塊的金屬做鐵心不是更省事兒?學習了渦流的知識,同學們就會知道其中的奧秘。

  (二)進行新課

  1、渦流

  教師:[演示1]渦流生熱實驗。

  在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2 mm的鐵板,鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后,讓學生摸摸鐵芯和鐵板,比較它們的溫度,給全班同學。

  學生:鐵板的溫度比鐵芯高。

  教師:為什么鐵芯和鐵板會發熱呢?原來在鐵芯和鐵板中有渦流產生。安排學生閱讀教材,了解什么叫渦流?

  學生:當線圈中的電流發生變化時,這個線圈附近的導體中就會產生感應電流。這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫做渦流。

  師生共同活動:分析渦流的產生過程。

  分析:如圖所示,線圈接入反復變化的電流,某段時間內,若電流變大,則其磁場變強,根據麥克斯韋理論,變化的磁場激發出感生電場。導體可以看作是由許多閉合線圈組成的,在感生電場作用下,這些線圈中產生了感生電動勢,從而產生渦旋狀的感應電流。由于導體存在電阻,當電流在導體中流動時,就會產生電熱,這就是渦流的熱效應。

  教師:課件演示,渦流的產生過程,增強學生的感性認識。

  教師:為什么鐵板的溫度比鐵芯高?

  學生:因為鐵板中的渦流很強,會產生大量的熱。而鐵芯中的渦流被限制在狹窄的薄片之內,回路的電阻很大,渦流大為減弱,渦流產生的熱量也減少。

  教師:同學們明白了為什么鐵芯用薄片疊合而成了嗎?

  學生:為了減少渦流損失的電能,同時也保護鐵芯不被燒壞。

  教師:下面大家閱讀教材,了解一下渦流在生產、生活、科技等方面的應用。

  2、電磁阻尼

  教師:下面我們看教材30頁上的“思考與討論”,分組討論,然后發表自己的見解。

  學生:閱讀教材后,發表自己的看法。

  師生共同活動,得出電磁阻尼的概念:

  導體在磁場中運動時,感應電流使導體受到安培力的作用,安培力的方向總是阻礙導體的運動,這種現象稱為電磁阻尼。

  教師:[演示2]電磁阻尼。

  按照教材“做一做”中敘述的內容,演示電表指針在偏轉過程中受到的電磁阻尼現象。

  學生觀察現象并解釋現象。

  [演示3]如圖所示,彈簧下端懸掛一根磁鐵,將磁鐵托起到某高度后釋放,磁鐵能振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈,磁鐵會很快停下來。上述現象說明了什么?

  學生:觀察現象并作出分析。

  當磁鐵穿過固定的閉合線圈時,在閉合線圈中會產生感應電流,感應電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開,也就是磁鐵振動時除了空氣阻力外,還有線圈的磁場力作為阻力,安培阻力較相對較大,因而磁鐵會很快停下來。

  3、電磁驅動

  教師:感應電流不僅會對導體產生阻尼作用,有時還會產生驅動作用。

  [演示4]電磁驅動。

  演示教材31頁的演示實驗。引導學生觀察并解釋實驗現象。

  師生共同活動,得出電磁驅動的概念:

  磁場相對于導體運動時,感應電流使導體受到安培力的作用,安培力使導體運動起來,這種現象稱為電磁驅動。

  教師:交流感應電動機就是應用電磁驅動的原理工作的。簡要介紹交流感應電動機的工作過程。

  (三)課堂、點評

  教師活動:讓學生概括本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。

  學生活動:認真總結概括本節內容,并把自己這節課的寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。


本文來源http://www.nvnqwx.com/jiaoan/1091125.htm
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