人教版 高中物理選修3-2第4章第7節 渦流、電磁阻尼和電磁驅動【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?！具^程與方法】培養學生客觀、全面地認識事物的科學態度?！厩楦袘B度與價值觀】培養學生用辯證唯物主義的觀點認識問題。【教學重難點】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?！窘虒W過程】重難點一、渦流的理解及應用1如圖所示當磁場變化時，導體中就會產生感應電流，那么導體中的電荷為什么會定向移動而形成電流？提示：根據麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場會在其周圍空間產生感生電場，感生電場對導體中的自由電荷產生的電場力會使電荷定向移動，從而形成電流2如果把導體拿走，周圍空間還會有電場嗎？提示：如果把導體拿走，周圍空間仍存在感生電場3如果磁場是用變化的電流來獲取的，導體用整塊鐵代替，如圖所示請問鐵塊中有感應電流嗎？如果有，它的形狀像什么？提示：有變化的電流產生變化的磁場，變化的磁場產生感生電場，感生電場在鐵塊中產生感應電流它的形狀像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流總結提高1渦流的實質(1)渦流仍然是由電磁感應而產生的，它仍然遵循感應電流的產生條件，特殊之處在于渦流產生于塊狀金屬中(2)嚴格地說，在變化的磁場中的一切導體內都有渦流產生，只是渦流的大小有區別，以致一些微弱的渦流被我們忽視了2可以產生渦流的兩種情況(1)把塊狀金屬放在變化的磁場中(2)讓塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動3渦流中的能量轉化伴隨著渦流現象，其他形式的能轉化成電能，最終在金屬塊中轉化為內能如果金屬塊放在了變化的磁場中，則磁場能轉化為電能，最終轉化為內能；如果是金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉化為電能，最終轉化為內能【特別提醒】(1)渦流是整塊導體中發生的電磁感應現象，分析渦流一般運用楞次定律和法拉第電磁感應定律。(2)導體內部可以等效為許多閉合電路。(3)導體內部發熱的原理是電流的熱效應?！镜湫屠}】如圖所示，上下開口、內壁光滑的銅管p和塑料管q豎直放置。小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部。則小磁塊()a在p和q中都做自由落體運動b在兩個下落過程中的機械能都守恒c在p中的下落時間比在q中的長d落至底部時在p中的速度比在q中的大【思路探究】(1)小磁塊在銅管和塑料管中受力情況不同。(2)根據受力情況和運動學公式分析落地速度和下落時間。【答案】c【解析】小磁塊從銅管p中下落時，p中的磁通量發生變化，產生感應電流，給小磁塊一個向上的磁場力，阻礙小磁塊向下運動，因此小磁塊在p中不是做自由落體運動，而塑料管q中不會產生電磁感應現象，因此q中小磁塊做自由落體運動，a錯誤；p中磁場力對小磁塊做負功，機械能不守恒，b錯誤；由于在p中小磁塊下落的加速度小于g，而q中小磁塊做自由落體運動，因此從靜止開始下落相同高度，在p中下落的時間比在q中長，c正確；根據動能定理可知，落到底部時在p中的速度比在q中的小，d錯誤。重難點二、電磁阻尼與電磁驅動1撥動靈敏電流計指針，撥動停止后觀察現象在兩個接線柱上接上一根導線(短路線)，再次撥動指針，撥動停止后再次觀察現象，比較兩次觀察的現象有何不同？提示：第一次停止撥動后，可觀察到指針要擺動多次，經一定時間才能停止下來；第二次可發現指針擺幅迅速減小，比不連短路線時擺動的時間短得多2兩次觀察到不同的現象，是什么原因造成的？提示：這是由于與指針相連的線圈在磁場中擺動時產生了感應電流，線圈受到的安培力總是阻礙線圈的轉動，使指針擺幅迅速衰減這樣能起到阻尼保護的作用3一個閉合線圈放在蹄形磁鐵的兩磁極之間，如圖所示，蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞oo軸轉動，當蹄形磁鐵順時針轉動時線圈也順時針轉動，當磁鐵逆時針轉動時線圈也逆時針轉動，根據以上現象，回答下列問題：(1)蹄形磁鐵轉動時，穿過線圈的磁通量是否變化？(2)線圈轉動起來的動力是什么力？線圈的轉動速度與磁鐵的轉動速度相同嗎？提示：(1)變化蹄形磁鐵轉動時，線圈內的磁通量發生變化，線圈中產生了感應電流以阻礙磁通量的增加，(2)線圈內因產生感應電流受到安培力的作用，安培力作為動力使線圈轉動起來線圈的轉速小于磁鐵的轉速總結提高比較項目電磁阻尼電磁驅動不同點成因由于導體在磁場中運動而產生感應電流，從而使導體受到安培力由于磁場運動引起磁通量的變化而產生感應電流，從而使導體受到安培力效果安培力的方向與導體運動方向相反，阻礙物體運動導體受安培力的方向與導體運動方向相同，推動導體運動不同點能量轉化導體克服安培力做功，其他形式能轉化為電能，最終轉化為內能由于電磁感應，磁場能轉化為電能，通過安培力做功，電能轉化為導體的機械能，而對外做功相同點兩者都是電磁感應現象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應電流的導體與磁場間的相對運動(1)電磁阻尼是感應電流受到的安培力對導體做負功，阻礙導體運動，而電磁驅動是感應電流受到的安培力對導體做正功，推動導體運動。(2)在電磁驅動中，主動部分與被動部分的運動(或轉動)方向一致，被動部分的速度(或角速度)較小。(3)電磁阻尼、電磁驅動都是電磁感應現象，在這兩種現象中可以運用楞次定律分析導體的受力情況，運用力學知識和能量守恒定律分析導體的運動情況和能量轉化情況?！镜湫屠}】（多選）如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸oo轉動。從上向下看，當磁鐵逆時針轉動時，則()a線圈將逆時針轉動，轉速與磁鐵相同b線圈將逆時針轉動，轉速比磁鐵小c線圈轉動時將產生交流電d線圈轉動時感應電流的方向始終是abcda【思路探究】(1)線圈轉動方向及感應電流方向的判定需用楞次定律。(2)線圈的轉速與磁鐵的轉速的關系?！敬鸢浮縝c【解析】當磁鐵逆時針轉動時，相當于磁鐵不動而