2024-2025学年高中物理 第四章 电磁感应 7 涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动（2）教案 新人教版选修3-2

2024-2025学年高中物理第四章电磁感应7涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动（2）教案新人教版选修3-2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容分析本节课的主要教学内容是涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动。这部分内容主要涉及到电磁感应的应用，引导学生从理论走向实际应用，增强学生的实践能力。

教学内容与学生已有知识的联系：在学习本节课之前，学生已经学习了电磁感应的基本原理，对于感应电流的产生、磁场与电流的关系等有了初步的了解。本节课将在这个基础上，进一步探讨电磁感应现象在实际中的应用，如涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动，从而加深学生对电磁感应知识的理解和应用。核心素养目标本节课的核心素养目标包括：

1.科学思维：通过学习涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动，培养学生的科学思维能力，使其能够从实际问题中抽象出物理模型，并运用电磁感应的知识进行分析和解决问题。

2.实践与探究：通过实验和案例分析，培养学生的实践与探究能力，使其能够将理论知识与实际应用相结合，体验科学探究的过程和方法。

3.科学态度与价值观：通过学习电磁感应在实际中的应用，培养学生的科学态度与价值观，使其能够认识到科学对于社会和人类的重要性，培养其对科学的热爱和责任感。重点难点及解决办法重点：

1.涡轮流的产生和特点：理解涡轮流是由于电磁感应产生的电流在磁场中受到安培力作用而产生的流动。

2.电磁阻尼的原理和应用：掌握电磁阻尼是由于感应电流在磁场中受到安培力作用而产生的阻力，以及其在实际应用中的例子。

3.电磁驱动的原理和应用：了解电磁驱动是利用感应电流在磁场中受到安培力作用而产生的力来实现物体的运动，以及其在实际应用中的例子。

难点：

1.电磁感应现象在实际应用中的复杂性：学生对于电磁感应现象在实际应用中的复杂情况难以理解。

2.安培力的计算和应用：学生对于安培力的计算方法和不常见情况的处理不够熟悉。

解决办法：

1.通过实验和案例分析，让学生亲身体验和观察涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的现象，从而加深理解。

2.使用动画和图像辅助教学，直观地展示涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用，帮助学生形象地理解。

3.引导学生进行小组讨论和合作，共同探讨电磁感应现象在实际应用中的复杂情况，培养学生解决问题的能力。

4.提供相关的练习题和案例，让学生通过实际操作和计算，加深对安培力的理解和应用。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《2024-2025学年高中物理第四章电磁感应7涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动（2）教案新人教版选修3-2》的教材或学习资料，以便学生能够跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便在教学中进行直观展示和讲解，帮助学生更好地理解和掌握涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性，如电磁感应实验装置、电流表、电压表等，以便学生能够亲身体验和观察电磁感应现象在实际中的应用。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等，以便学生能够进行小组讨论和实验操作，促进学生的积极参与和合作学习。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提供涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的相关视频和图文资料，要求学生预习相关概念和原理。

-设计预习问题：提出问题如“涡轮流是如何产生的？”、“电磁阻尼在实际应用中有哪些例子？”等，引导学生深入思考。

-监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和疑问，及时了解学生的预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生独立阅读资料，理解涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的基本概念。

-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将通过PPT、思维导图或文字形式提交预习成果，展示自己的预习效果。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生独立探索，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台共享资源，方便学生学习和交流。

-作用与目的：

-帮助学生对涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动有初步了解，为新课学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示一个实际的电磁驱动应用案例，如电机工作原理视频，激发学生兴趣。

-讲解知识点：详细讲解涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的原理，结合实际例子帮助学生理解。

-组织课堂活动：分组进行实验，让学生观察和记录涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的现象。

-解答疑问：针对学生在实验中提出的问题，进行解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：学生专注听讲，积极思考问题。

-参与课堂活动：学生分组进行实验，观察并记录实验现象。

-提问与讨论：学生针对实验中的疑问进行提问，与组内同学讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解，帮助学生深入理解知识点。

-实践活动法：通过实验，让学生亲手操作，增强实践能力。

-合作学习法：通过小组讨论和实验，培养团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用。

-培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置相关的练习题，要求学生完成，巩固学习效果。

-提供拓展资源：推荐学生阅读相关的科普文章或学术资料，进一步了解电磁感应的应用。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学。

-拓展学习：学生利用推荐资源进行拓展学习，拓宽知识面。

-反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习成果，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的知识点。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。知识点梳理本节课的主要教学内容是涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动，这部分内容主要涉及到电磁感应的应用，引导学生从理论走向实际应用，增强学生的实践能力。以下是对这部分内容的知识点梳理：

1.涡轮流：

-定义：涡轮流是由于电磁感应产生的电流在磁场中受到安培力作用而产生的流动。

-产生原因：电磁感应现象中的感应电流在磁场中受到安培力，产生流动。

-特点：涡轮流具有旋转对称性，流速和流量与电流强度和磁场强度有关。

2.电磁阻尼：

-定义：电磁阻尼是由于感应电流在磁场中受到安培力作用而产生的阻力。

-产生原因：当导体在磁场中运动时，感应电流产生，受到安培力的作用，从而产生阻力。

-应用：电磁阻尼在实际应用中广泛应用于电机、发电机等设备中，起到减缓运动和能量转换的作用。

3.电磁驱动：

-定义：电磁驱动是利用感应电流在磁场中受到安培力作用而产生的力来实现物体的运动。

-产生原因：当导体中有感应电流时，在磁场中受到安培力的作用，从而产生推动力。

-应用：电磁驱动在实际应用中广泛应用于电动机、电磁起重机等设备中，实现物体的动力传输和控制。内容逻辑关系1.涡轮流的逻辑关系

-知识点①：电磁感应产生电流

-知识点②：电流在磁场中受到安培力作用

-知识点③：电流产生的流动称为涡轮流

-词句①：“电磁感应现象中的感应电流在磁场中受到安培力，产生流动。”

-词句②：“涡轮流具有旋转对称性，流速和流量与电流强度和磁场强度有关。”

2.电磁阻尼的逻辑关系

-知识点①：导体在磁场中运动产生感应电流

-知识点②：感应电流受到安培力作用产生阻力

-知识点③：电磁阻尼在实际应用中的应用

-词句①：“当导体在磁场中运动时，感应电流产生，受到安培力的作用，从而产生阻力。”

-词句②：“电磁阻尼在实际应用中广泛应用于电机、发电机等设备中，起到减缓运动和能量转换的作用。”

3.电磁驱动的逻辑关系

-知识点①：感应电流在磁场中受到安培力作用

-知识点②：安培力产生的推动力实现物体运动

-知识点③：电磁驱动在实际应用中的应用

-词句①：“当导体中有感应电流时，在磁场中受到安培力的作用，从而产生推动力。”

-词句②：“电磁驱动在实际应用中广泛应用于电动机、电磁起重机等设备中，实现物体的动力传输和控制。”

板书设计：

涡轮流：

①电磁感应产生电流

②电流在磁场中受到安培力作用

③电流产生的流动称为涡轮流

电磁阻尼：

①导体在磁场中运动产生感应电流

②感应电流受到安培力作用产生阻力

③电磁阻尼在实际应用中的应用

电磁驱动：

①感应电流在磁场中受到安培力作用

②安培力产生的推动力实现物体运动

③电磁驱动在实际应用中的应用课后作业1.问题：请简述涡轮流的产生原因和特点。

答案：涡轮流是由于电磁感应产生的电流在磁场中受到安培力作用而产生的流动。其产生原因是电磁感应现象中的感应电流在磁场中受到安培力的作用，从而产生流动。涡轮流的特点是具有旋转对称性，流速和流量与电流强度和磁场强度有关。

2.问题：请解释电磁阻尼的原理，并给出一个实际应用的例子。

答案：电磁阻尼是由于感应电流在磁场中受到安培力作用而产生的阻力。其原理是当导体在磁场中运动时，感应电流产生，受到安培力的作用，从而产生阻力。一个实际应用的例子是电机中的电磁阻尼，它可以帮助电机在启动和停止时减缓速度，提高电机的稳定性和效率。

3.问题：请描述电磁驱动的原理，并给出一个实际应用的例子。

答案：电磁驱动是利用感应电流在磁场中受到安培力作用而产生的力来实现物体的运动。其原理是当导体中有感应电流时，在磁场中受到安培力的作用，从而产生推动力。一个实际应用的例子是电动机中的电磁驱动，它可以通过电流在磁场中的作用产生推动力，从而使电动机转动，实现电能到机械能的转换。

4.问题：请计算一个涡轮流的流量和流速，已知电流强度为I=1A，磁场强度为B=0.5T，涡轮流的长度为L=0.1m。

答案：根据涡轮流的定义，流量Q可以通过公式Q=IBL计算，流速v可以通过公式v=Q/A计算。其中A为涡轮流横截面积。根据题目给定的数据，Q=1A*0.5T*0.1m=0.05m^3/s，A=π*(0.1m)^2/4=0.0785m^2。代入公式计算得到v=0.05m^3/s/0.0785m^2=0.64m/s。

5.问题：请设计一个电磁阻尼实验，验证电磁阻尼的原理。

答案：设计一个电磁阻尼实验，可以使用一根导体棒在磁场中运动，使其产生感应电流。在导体棒的一端连接一个电阻，使感应电流通过电阻。通过测量电阻上的电压和电流，可以验证电磁阻尼的原理。具体步骤如下：

（1）准备一根导体棒，长度约为10cm，横截面积约为1cm^2。

（2）在导体棒的一端连接一个电阻，电阻值约为10Ω。

（3）将导体棒放入磁场中，磁场强度约为0.5T。

（4）使导体棒在磁场中运动，使其产生感应电流。

（5）测量电阻上的电压和电流，计算电压和电流的比值，验证电磁阻尼的原理。作业布置与反馈作业布置：

1.请学生根据本节课所学内容，完成一份关于涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的概念辨析和应用案例分析的作业。要求学生能够清晰地表达出各个概念的区别和联系，并能够结合实际案例进行分析。

2.请学生设计一个关于电磁阻尼的实验方案，要求学生能够详细说明实验目的、实验原理、实验步骤以及实验结果的预期分析。通过实验方案的设计，提高学生的实验操作能力和对电磁阻尼原理的深入理解。

3.请学生查阅相关资料，了解电磁驱动在实际生活中的应用，并完成一份报告。要求学生能够列举至少三个电磁驱动的实际应用案例，并对其工作原理和应用效果进行简要分析。通过查阅资料，拓展学生的知识视野，增强对电磁驱动应用的认识。

作业反馈：

1.对学生的作业进行认真批改，及时指出学生在概念辨析和应用案例分析中的错误，并提供正确的解释和分析。同时，给出改进建议，帮助学生提高辨析和分析能力。

2.对学生的实验方案进行评估，指出其中的不足之处，并提出改进意见。鼓励学生根据反馈进行修改和完善，提高实验方案的科学性和可行性。

3.对学生的报告进行阅读和评价，对学生的努力和进步给予肯定。同时，针对报告中的不足之处，给出具体的改进建议，帮助学生提高写作和分析能力。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践性教学：在教学中，注重实践性教学，通过实验和案例分析，帮助学生更好地理解和掌握涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用。

2.互动式教学：鼓励学生积极参与课堂讨论和小组合作，提高学生的主动性和积极性，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.信息技术应用：利用多媒体教学资源，如视频、动画等，直观地展示涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。

（二）存在主要问题

1.学生对电磁感应现象在实际应用中的复杂情况难以理解，需要加强实例分析和实验操作，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。

2.学生对安培力的