7.涡流（选学）

1、涡流实验说课稿 阳城二中 贾旭芬尊敬的各位评委：大家好！我叫贾旭芬，来自阳城二中，今天我说课的题目是实验：涡流。我说课的内容包括五个部分：教材与学情分析、实验创新点与设计方案、实验教学目标、实验教学过程、实验效果与评价。一、教材与学情分析【教材分析】本节内容选自教科版高中物理选修3-2第四章第七节。前面学生已经学习了电磁感应的基本原理，知道了闭合导线中的电磁感应现象，本节将学习金属块状导体中的电磁感应现象-涡流。本节实验教学内容包括涡流及其成因、涡流的热效应、力学效应等，通过多个演示、分组实验使学生将前面所学的物理原理与实际应用有机结合，进一步了解到涡流现象在生活和生产中的应用。【学情分析】知

2、识层面：学生已经知道了感应电流产生的条件、会根据楞次定律和右手定则判断感应电流的方向，会用左手定则判断安培力方向，掌握了法拉第电磁感应定律。实验能力层面：学生已初步了解变压器、灵敏电流计等的工作原理，具备了一定的实验操作技能。二、实验创新点与设计方案教材中的不足：1、教材中对涡流概念及成因的引入是基于理论的，无实验验证，对学生缺少足够的说服力；2、教材中涡流热效应的实例-真空冶炼炉距离学生的生活较远，没有足够尊重学情。【实验创新点】将矩形线圈与节能灯串联成闭合回路，并通过生活中熟悉的电磁炉来实现磁生电，让学生通过实验深切领会感应电流产生的条件以及法拉第电磁感应定律；2、用交流电流表验证涡流的存

3、在，让学生客观认识涡流及其成因；3、将电磁炉拆开，让学生通过观察、触摸等方式来了解电磁炉的内部结构，深刻认识电磁炉的加热原理以及涡流的产生过程与热效应；【实验设计方案】电磁炉是利用电磁感应的基本原理来实现加热功能的，电磁炉工作时，周围存在着15-50kHz高频交变磁场，放于它周围的一切导体内都会发生电磁感应现象，形成涡流。实验充分利用以上原理使得闭合回路中的节能灯发光，让学生深切领会感应电流产生的条件以及法拉第电磁感应定律；引导学生进一步思考：电磁炉工作时，锅底是否也发生了电磁感应现象，是否也有感应电流存在，并通过用交流电流表测量引出“涡流”的概念；电磁炉有三个重要组成部分：电路转换装置和控制

4、电路、励磁线圈、铁磁材料的锅，其加热原理流程图如图1：图1 电磁炉加热原理流程图拆开电磁炉让学生通过观察、触摸等方式来了解电磁炉的内部结构，深刻认识电磁炉的加热原理以及涡流的产生过程与热效应。实验器材：电磁炉、矩形线圈、节能灯、交流电流表、灵敏电流计、电磁驱动演示器【实验细节处理】实验中遇到的问题及解决办法：1、问题一：节能灯额定电压220V，需要产生的感应电动势应足够大才能使其发光。为增强磁生电实验时的视觉冲击效果，实验中没有使用普通的小灯泡，而选择了额定电压为220V的节能灯。解决办法一：实验中使用专用的多匝线圈来使节能灯发光。2、问题二：在测量锅底的涡流时，选用直流电表还是交流电表？本实

5、验意在通过电流表的测量来验证锅底确实存在涡流，从而解除学生疑虑。起初尝试选用直流电流表，结果无明显实验现象，只能看到指针在抖动。解决办法二：选用交流电流表测出了锅底涡流的有效值。三、实验教学目标【知识与技能】通过实验了解涡流是怎样产生的；通过实验了解涡流的热效应、涡流的利用与防止；通过实验了解涡流的磁效应和力学效应，即电磁阻尼和电磁驱动；通过对涡流实验的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。【过程与方法】设计多个电磁学实验，提高学生的动手能力；将生活中的电学器件引入物理课堂，开拓学生的思维。【情感、态度与价值观】1、通过创新型实验设计方案，激发学生的探索热情；2、实验与理论的有机融合，培养学

6、生实事求是的科学态度。教学重点： 涡流及其成因、涡流热效应的利用与防止、涡流的力学效应教法与学法：教法：启发式教学法、实验探究法学法：小组交流法、个别展示法、分组实验法四、实验教学过程实验教学过程包括四部分：实验法导入新课、涡流及其成因的原理讲解、演示与分组实验（涡流的热效应、力学效应）、实验规律的分析与归纳。时间分配情况如下：（1）实验法导入新课、涡流及其成因的原理讲解，设计用时10分钟；（2）演示与分组实验过程，设计用时25分钟；（3）实验规律的分析与归纳，设计用时10分钟。（一）导入新课（实验导入）通过实验进行知识检测：将矩形线圈与节能灯串联成闭合回路，并通过生活中熟悉的电磁炉来实现磁生

7、电，引导学生用物理原理解释实验现象，回答两个问题。问题一：感应电流产生的条件是什么？问题二：为什么灯泡所在回路中用到了多匝线圈，这又是基于什么原理？知识迁移，并用实验导入新课：进一步思考：线圈放在电磁炉上、锅也放在电磁炉上，线圈中有感应电流、锅底有没有？实验导入：用交流电流表验证涡流的存在，打消学生疑虑，让学生客观认识什么是涡流；第一部分：什么“涡流”（教师精讲）：概念：当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的任何导体中都会产生感应电流，如图2： 遵循原理：“电磁感应定律” 图2涡流示意图第二部分：涡流的热效应应用：电磁炉加热（实物展示与原理精讲）将电磁炉拆开，让学生通过观察、触摸等方

8、式来了解电磁炉的内部结构，深刻认识电磁炉的加热原理以及涡流的产生过程与热效应； 图3 电磁炉的内部构造图 图4 电磁炉加热原理流程图防止：变压器铁芯（学生分组实验）观察与思考： 阅读课本26页第4段内容，并观察变压器铁芯结构，思考：（1）为什么要减小铁芯中的涡流？（2）减小涡流的方法是：_电阻；（3）分别采取了哪些方法来改变铁芯的电阻？依据是什么？ 图5 变压器涡流的磁效应（了解）三个应用：金属探测仪、探雷器、安检门第三部分：涡流的力学效应电磁阻尼：课本“思考与讨论”（学生自主解决并交流展示）：问题一：标出图6中该位置处单匝线圈感应电流的方向，安培力的方向，安培力对线圈的运动有什么影响？问题二

9、：如图7，若电流表工作时指针向右摆动，线圈发生电磁感应现象，标出线圈中感应电流的方向，安培力的方向，安培力对铝框转动有什么影响？ 图6 图7电磁阻尼现象：实验：做一做，通过比较两个灵敏电流表的晃动情况感受电磁阻尼（学生说明实验现象并进一步解释原因）。图6 实验：做一做电磁驱动：演示实验：电磁驱动演示器并引导学生了解交流电动机的工作原理。图7 电磁驱动演示器电磁阻尼和电磁驱动的区别和联系：（教师精讲）【本质】：电磁感应产生的安培力总是阻碍导体和磁场之间的相对运动。第四部分：实验小结（师生共同完成） 1.涡流的热效应： （1）应用；（2）防止； 2.涡流的磁效应： （1）举例一；（2）举例二；（3）举例三； 3.涡流的力学效应： （1）电磁阻尼： （2）电磁驱动： （3）本质