(教学设计)第2章 3 涡流 电磁阻尼 电磁驱动、2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)

(教学设计)第2章3涡流电磁阻尼电磁驱动、2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）(教学设计)第2章3涡流电磁阻尼电磁驱动、2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)课程基本信息1.课程名称：高中物理选择性必修第二册第2章3涡流电磁阻尼电磁驱动

2.教学年级和班级：2023-2024学年新高一年级

3.授课时间：2课时（90分钟）

4.教学时数：2课时

教学设计将会围绕教科版2019年的高中物理选择性必修第二册第2章3节的内容展开，重点教授涡流、电磁阻尼和电磁驱动的相关知识。核心素养目标本节课的核心素养目标旨在提高学生对物理学科的探究能力、科学思维和创新意识。通过学习涡流、电磁阻尼和电磁驱动的相关知识，使学生能够运用科学的方法分析问题、解决问题，培养学生的实验操作能力和团队协作能力。同时，激发学生对物理现象的好奇心，培养其终身学习的兴趣和责任感。重点难点及解决办法重点：

1.涡流的产生及其现象

2.电磁阻尼的概念和应用

3.电磁驱动的原理和实际应用

难点：

1.涡流的产生机理和计算

2.电磁阻尼的定量分析和实验验证

3.电磁驱动的效率计算和优化

解决办法：

1.利用多媒体动画演示涡流的产生和现象，让学生直观理解其原理。

2.通过实验演示电磁阻尼的现象，引导学生运用公式进行定量分析。

3.以实际应用为例，讲解电磁驱动的原理和效率计算，引导学生思考优化方案。

突破策略：

1.组织小组讨论，让学生自主探索涡流的计算方法。

2.引入物理建模思想，让学生尝试建立电磁阻尼的模型。

3.鼓励学生提出创新方案，提高电磁驱动的效率。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中物理选择性必修第二册(教科版2019)》第2章3节的相关内容。

2.辅助材料：准备涡流、电磁阻尼和电磁驱动的相关图片、图表、视频等多媒体资源，以便于学生更直观地理解知识点。

3.实验器材：准备磁铁、线圈、电流表等实验器材，以进行涡流和电磁阻尼的实验演示。

4.教室布置：根据教学需要，将教室布置为分组讨论区和实验操作台，以便于学生进行小组讨论和实验操作。教学过程课前准备：

确保每位学生都有《高中物理选择性必修第二册(教科版2019)》第2章3节的相关内容。

辅助材料：准备涡流、电磁阻尼和电磁驱动的相关图片、图表、视频等多媒体资源，以便于学生更直观地理解知识点。

实验器材：准备磁铁、线圈、电流表等实验器材，以进行涡流和电磁阻尼的实验演示。

教室布置：根据教学需要，将教室布置为分组讨论区和实验操作台，以便于学生进行小组讨论和实验操作。

教学步骤：

1.导入新课（5分钟）

以一个有趣的物理现象引入，例如，演示一个电磁阻尼的实验，让学生观察到磁铁在电流作用下受到的阻力。然后提问：“为什么磁铁会受到这种阻力？这种现象背后有什么原理？”从而引出本节课的主题——涡流、电磁阻尼和电磁驱动。

2.知识讲解（20分钟）

首先，通过PPT展示涡流的产生和现象，结合实际例子进行讲解，让学生理解涡流的原理。接着，讲解电磁阻尼的概念，并通过实验演示让学生直观地感受到电磁阻尼现象。最后，介绍电磁驱动的原理和应用，引导学生了解电磁驱动在实际生活中的应用。

3.小组讨论（15分钟）

将学生分成小组，让他们围绕涡流、电磁阻尼和电磁驱动的相关问题进行讨论。讨论内容包括：涡流的计算方法、电磁阻尼的定量分析、电磁驱动的效率优化等。教师在旁边指导，引导学生深入思考。

4.实验操作（15分钟）

组织学生进行实验操作，让学生亲身体验涡流、电磁阻尼和电磁驱动的现象。实验过程中，教师引导学生观察实验现象，并运用所学知识进行分析。

5.总结与拓展（10分钟）

对本节课的主要内容进行总结，强调涡流、电磁阻尼和电磁驱动的关键点。然后，提出一些拓展问题，激发学生继续探究的兴趣。例如：“涡流在实际应用中有哪些作用和危害？”，“如何设计一个高效的电磁驱动系统？”等。

6.作业布置

布置一道关于涡流、电磁阻尼和电磁驱动的课后习题，要求学生在课后进行思考和解答。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

《电磁学原理与应用》：该书详细介绍了电磁学的基本原理和应用，包括涡流、电磁阻尼和电磁驱动等内容。

《物理实验教程》：该书包含了大量的物理实验案例，可以帮助学生更好地理解和掌握涡流、电磁阻尼和电磁驱动的实验方法和技巧。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

(1)让学生阅读拓展阅读材料，加深对涡流、电磁阻尼和电磁驱动的理解。

(2)让学生观看相关的物理实验视频，了解实验的操作步骤和实验现象。

(3)引导学生进行物理建模，尝试运用所学知识解决实际问题。例如，让学生设计一个简易的电磁驱动装置，提高其工作效率。

(4)组织学生进行小组讨论，分享彼此的成果和心得。例如，让学生讨论涡流在实际应用中的优势和劣势，以及如何避免涡流产生的危害。

(5)鼓励学生参加物理竞赛和相关活动，提高学生的物理素养和实践能力。板书设计①涡流

-定义：变化的磁场在导体中产生的电流

-产生：闭合回路、变化的磁场

-现象：热量产生、机械能转换为热能

②电磁阻尼

-概念：导体在磁场中运动时受到的阻力

-原理：楞次定律、感应电流的磁场与原磁场相互作用

-应用：电机、扬声器等

③电磁驱动

-原理：利用电磁场的作用力推动导体运动

-类型：直流电磁驱动、交流电磁驱动

-应用：电动车、磁悬浮列车等

板书设计要求简洁明了，重点突出。可以通过图形、符号、颜色等方式将知识点进行区分和强调，增加板书的趣味性和艺术性。例如，可以使用不同颜色的粉笔标出涡流、电磁阻尼和电磁驱动的关键词，或者用图形表示电磁场的方向和变化。同时，可以通过合理的布局和设计，使得板书具有层次感和逻辑性，帮助学生更好地理解和记忆。典型例题讲解1.例题一：涡流的产生

题目：一个直导线通以电流I，导线周围存在磁场。在导线附近放置一个平行的闭合回路，求回路中产生的电流。

解答：根据法拉第电磁感应定律，回路中产生的电流I'与回路所围面积S和磁通量变化率ΔΦ/Δt有关。由于导线通电，其周围存在磁场，当闭合回路移动时，磁通量会发生变化，从而在回路中产生电流。具体计算公式为：I'=ΔΦ/Δt*S。

2.例题二：电磁阻尼现象

题目：一个圆形线圈在磁场中以恒定速度转动，求线圈受到的电磁阻尼力。

解答：根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场相互作用，产生电磁阻尼力。线圈在磁场中转动时，其面积与磁场强度B的乘积会发生变化，从而产生感应电流。电磁阻尼力F与感应电流I、磁场强度B、线圈面积A和线圈匝数n有关，计算公式为：F=B*I*A*n。

3.例题三：电磁驱动原理

题目：一个通电的螺线管，其一端靠近一个铁磁材料，求铁磁材料受到的推力。

解答：根据安培力定律，通电螺线管产生的磁场对铁磁材料产生安培力。安培力F与电流I、磁场强度B、铁磁材料长度L和磁化强度M有关，计算公式为：F=B*I*L*M。

4.例题四：电磁驱动的应用

题目：设计一个简易的电磁驱动装置，提高其工作效率。

解答：可以设计一个线圈和磁铁组成的电磁驱动装置。通过调节电流大小和磁场