1、第二章 電磁感應第3節 渦流、電磁阻尼和電磁驅動渦流、電磁阻尼和電磁驅動是一種特殊的電磁感應現象，在實際中有許多應用。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。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，而旦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，線圏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。物理觀念：知道渦流對我們有不利和有利兩個方面的影響，以及如何

2、利用的防止.科學思維：通過學生的討論和舊知識分析新問題弄清渦流產生的原因以及渦流的特點科學探究：通過魔術實驗探究，知道什么是電磁阻尼和電磁驅動現象，并能分析二者的不同點和相同點，以及實質科學態度與責任：通過理論與實際的相結合，提高學習的興趣，培養其用理論知識解決實際問題的能力。1、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際分析2、教學難點：電磁阻尼和電磁驅動的實際分析電磁爐、多媒體課件1、 引題：展示圖片，并提出問題：這兩種灶給鍋加熱的原理是什么？（熱傳遞）再展示電磁爐的圖片，提出問題：電磁爐的加熱原理是什么？是熱傳遞嗎？【探究體驗】電磁爐加熱原理探究探究活動1：開啟電

3、磁爐一會，觸摸電磁爐的爐面和鍋，有什么感受？用勺子靠近電磁爐中間位置但不要接觸，過一會觸摸勺子和爐面有什么感受？（不是熱傳遞）探究活動2：開啟電磁爐，將帶燈泡的線圈放到電磁爐面上（由邊上慢慢往中間移動）觀察現象，將線圈拿起靠近電磁爐觀察現象，轉動線圈方位，觀察現象問題引導：1、 電燈泡線圈接電源了嗎？2、 燈泡為什么能亮，線圈中電流是怎么形成的？（感應電流）3、 產生感應電流的條件是什么？4、 這產生感應電流是感生？還是動生？5、 磁場從哪來？是變化的還是恒定的？6、 磁場的方向如何？為什么？7、 若是這樣，想一想電磁爐內部有個什么裝置？探究活動3：打開電磁爐看一下它的廬山真面貌，看里面是否有

4、一個線圈【思考】：結合探究活動一，思考電磁爐的加熱原理是什么?在哪里產生了感應電流？通過本節課的學習就可以解釋以上現象2、新課進行一、電磁感應現象中的感生電場（一）、理論探究感生電動勢的產生電流是怎樣產生的？自由電荷為什么會運動？猜想：使電荷運動的力可能是洛倫茲力、靜電力、或者是其它力使電荷運動的力難道是變化的磁場對其施加的力嗎？（二）英麥克斯韋認為：磁場變化時會在空間激發一種電場。這種電場與靜電場不同，它不是由電荷產生的，我們把它叫作感生電場（induced electric field）。如果此刻空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向運動，產生感應電流，也就是說導體

5、中產生了感應電動勢。應用實例-電子感應加速器電子感應加速器是用感生電場來加速電子的一種設備。它的基本原理如圖示，上下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環形真空室，電子在真空室中做圓周運動。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產生的感生電場使電子加速。上圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時針方向運動。當電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，電流的大小應該怎樣變化才能使電子加速？電子感應加速器是用感生電場來加速電子的一種設備。它的基本原理如圖示，上下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環形真空室，電子在真空室中做圓周運動。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產生的感生電場使電子加速。上圖為

6、真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時針方向運動。當電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，電流的大小應該怎樣變化才能使電子加速？二、渦流1. 定義由于電磁感應，在導體中產生的像水中旋渦樣的感應電流。如圖中的虛線所示 2. 特點若金屬電阻率很小，則渦流往往很強，產生的熱量很多。 3. 應用（1）渦流熱效應：真空冶煉爐，電磁爐。（2）真空冶煉爐原理：金屬塊中的渦流會產生熱量。用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐（如圖），爐外有線圈，線圈中通入迅速變化的電流，爐內的金屬中產生渦流。渦流產生的熱量使金屬熔化。利用渦流冶煉金屬的優點是，整個過程可以在真空中進行，能防止空氣中的雜質進入金屬，可以冶煉高質量的合金

7、。（3）.渦流的磁效應：渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，使儀器報警。4、危害：線圈中流過變化的電流,在鐵芯中產生的渦流使鐵芯發熱,浪費了能量,還可能損壞電器。5、防止（減少渦流的途徑）：增大鐵芯材料的電阻率,常用的材料是硅鋼。用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。 例. 如圖所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是(C)A恒定直流、小鐵鍋B恒定直流、玻璃杯C變化的電流、小鐵鍋 D變化的電流、玻璃杯三、電磁阻尼1.電磁阻尼：當導體在磁場中運動時,感應電流會使導體受到安培力,安培力的方

8、向總是阻礙導體的運動電磁阻尼。2.應用:磁電式儀表、電氣機車的電磁制動、阻尼擺等.(1)為什么用鋁框做線圈骨架？(2)、微安表的表頭在運輸時為何應該把兩個接線柱連在一起？(3)、金屬管演示渦流的電磁阻尼現象（播放視頻，讓學生思考，分組討論）(4)、彈簧振子演示電磁阻尼現象（播放視頻，讓學生思考，分組討論）例. 如圖所示，使一個銅盤繞其豎直的軸OO 轉動，且假設摩擦等阻力不計，轉動是勻速的。現把一個蹄形磁鐵移近銅盤，則( A )A銅盤轉動將變慢B銅盤轉動將變快C銅盤仍以原來的轉速轉動D銅盤轉動速度是否變化，要根據磁鐵的上、下兩端的極性來決定四、電磁驅動1、電磁驅動：當磁場相對于導體轉動時，在導體

9、中會產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用而運動起來的現象。線圈轉動與磁鐵同向，但轉速小于磁鐵，即同向異步。2、應用：感應電動機、電能表、汽車上用的電磁式速度表等。交流感應電動機就是利用電磁驅動的原理工作的。配置的三個線圈連接到三相電源上，就能產生類似上面演示實驗中的旋轉磁場，磁場中的導線框也就隨著轉動（圖2.3-11）。就這樣，電動機（圖2.3-12）把電能轉化成機械能3、電磁阻尼與電磁驅動的區別和聯系區別：電磁阻尼是導體相對于磁場運動; 電磁驅動是磁場相對于導體運動。聯系：安培力的作用都是阻礙它們間的相對運動。課堂練習：1、下列哪些措施是為了防止渦流的危害（ ）A、電磁爐所用的鍋要用

10、平厚底金屬鍋B、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上C、變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成D、變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導電的氧化層2高頻焊接原理示意圖如圖所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中就產生大量焦耳熱，將焊縫融化焊接，要使焊接處產生的熱量較大，下列措施不可采用是（A）A減小焊接縫的接觸電阻B增大焊接縫的接觸電阻C增大交變電流的電壓D增大交變電流的頻率3下列關于教材中四幅插圖的說法正確的是（C）A圖甲中，當手搖動柄使得蹄形磁鐵轉動，則鋁框會反向轉動，且跟磁體轉動的一樣快B圖乙是真空冶煉爐，當爐外線圈通入高頻交流電時，線圈中產生大量熱量，從

11、而冶煉金屬C丙是回旋加速器的示意圖，當增大交流電壓時，粒子獲得的最大動能不變，所需時間變短D圖丁是微安表的表頭，在運輸時要把兩個正、負接線柱用導線連在一起，這是為了保護電表指針，利用了電磁驅動原理【作業】：課后思考研究題目：請同學以小組為單位，通過查閱資料，小組討論研究完成下面的題目：1.為什么電磁爐一定要用鐵磁質的平底鍋，能用其它鍋嗎？（比 如鋁鍋、銅鍋）2.既然鍋底渦流很大，做飯時會觸電嗎？為什么？3.新型武器電磁炮的原理、發展形式是什么？X&X渦流、電磁阻尼和電磁驅動雖然是本章的重點，但并不是難點，如果依照教材順序按部就班地由教師演示、歸納、概括，盡管學生也能接受，但他們就有可能處于被動學習的局面，達不到應有的教學效果。本節課應試圖改變這種弊端，在教學過程的總體設計上以學生為探素者，教師做引路人，按照“教師為主導，學生