大单元教学设计2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 人教版高中物理选择性必修第二册.docx

第二章电磁感应

第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动

教材分析：

涡流、电磁阻尼和电磁驱动，这些看似高深的物理概念，实则与我们的日常生活息息相关。它们都是电磁感应现象的杰出代表，通过对其深入理解和研究，我们可以更全面地认识和对待科学事物，培养一种全面而科学的态度。

涡流，作为一种特殊的电磁感应现象，其本质是在导体中产生旋转的电流。这种现象在许多领域都有广泛的应用，如电磁炉、金属探测器等。然而，涡流并非只有益处，它同样会带来一些不利的影响。例如，在电机和变压器中，涡流会导致能量的损失和设备的发热，影响设备的效率和寿命。因此，我们需要全面看待涡流现象，既要利用其优点，也要避免其缺点。

电磁阻尼和电磁驱动是涡流现象的另外两个重要应用。电磁阻尼主要应用在制动系统中，如电磁刹车和电磁减震器等。当电流通过导体时，会在导体周围产生磁场，从而产生阻尼力，使物体减速或停止运动。而电磁驱动则是利用电磁感应产生的力来驱动物体运动，如电动汽车和电动工具等。

在教学中，我们应充分利用这些实例，帮助学生理解涡流、电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用。通过实践，学生可以更直观地感受到这些现象的存在，从而更深入地理解电磁感应的相关规律。同时，这也有助于培养学生的实践能力和创新精神，让他们在面对实际问题时能够灵活运用所学知识，提出有效的解决方案。

学生在学习过程中，已经掌握了电路的基本常识和电磁感应的相关规律。他们学会了如何判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，还掌握了感应电动势的大小与哪些因素有关。然而，对于涡流现象，他们可能还缺乏深入的理解。因此，教师在教学中应注重引导学生从理论和实际两个方面去认识涡流现象，帮助他们建立完整的知识体系。

总之，涡流、电磁阻尼和电磁驱动是电磁感应现象的重要组成部分。通过对这些现象的学习和研究，我们可以更深入地理解电磁学的奥秘，为实际应用提供有力的理论支持。同时，这也要求我们以一种全面而科学的态度去认识和对待这些现象，既要看到它们的优点，也要警惕它们的缺点。只有这样，我们才能更好地利用这些现象为我们的生活带来便利和进步。

物理核心素养：

物理观念：知道涡流对我们有不利和有利两个方面的影响，以及如何利用的防止.

科学思维：通过学生的讨论和旧知识分析新问题弄清涡流产生的原因以及涡流的特点

科学探究：通过魔术实验探究，知道什么是电磁阻尼和电磁驱动现象，并能分析二者的不同点和相同点，以及实质

科学态度与责任：通过理论与实际的相结合，提高学习的兴趣，培养其用理论知识解决实际问题的能力。

教学重难点：

1、教学重点：（1）涡流的概念及其应用。

（2）电磁阻尼和电磁驱动的实际分析

2、教学难点：电磁阻尼和电磁驱动的实际分析

教学方法与教具：

电磁炉、多媒体课件

教学过程：

1、引题：展示图片，并提出问题：这两种灶给锅加热的原理是什么？（热传递）再展示电磁炉的图片，提出问题：电磁炉的加热原理是什么？是热传递吗？

【探究体验】电磁炉加热原理探究

探究活动1：开启电磁炉一会，触摸电磁炉的炉面和锅，有什么感受？用勺子靠近电磁炉中间位置但不要接触，过一会触摸勺子和炉面有什么感受？（不是热传递）

探究活动2：开启电磁炉，将带灯泡的线圈放到电磁炉面上（由边上慢慢往中间移动）观察现象，将线圈拿起靠近电磁炉观察现象，转动线圈方位，观察现象

问题引导：

电灯泡线圈接电源了吗？

灯泡为什么能亮，线圈中电流是怎么形成的？（感应电流）

产生感应电流的条件是什么？

这产生感应电流是感生？还是动生？

磁场从哪来？是变化的还是恒定的？

磁场的方向如何？为什么？

若是这样，想一想电磁炉内部有个什么装置？

探究活动3：打开电磁炉看一下它的庐山真面貌，看里面是否有一个线圈

【思考】：结合探究活动一，思考电磁炉的加热原理是什么?在哪里产生了感应电流？

通过本节课的学习就可以解释以上现象

2、新课进行

一、电磁感应现象中的感生电场

（一）、理论探究感生电动势的产生

电流是怎样产生的？→自由电荷为什么会运动？→猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力→使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？

（二）〔英〕麦克斯韦认为：

磁场变化时会在空间激发一种电场。这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场（inducedelectricfield）。如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，也就是说导体中产生了感应电动势。

应用实例---电子感应加速器

电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时