視頻標簽:渦流
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視頻課題:教科版高二物理選修3-2第一章《渦流》實驗教學-山西省 - 晉城
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《渦流》實驗教學設計
使用教材 教科2003課標版 高中物理 選修3-2
實驗教學 目標
1、通過實驗了解渦流是怎樣產生的;
2、通過實驗了解渦流的熱效應、渦流的利用與防止; 3、通過實驗了解渦流的磁效應和力學效應,即電磁阻尼和電磁驅動;
4、通過對渦流實驗的分析,了解渦流現象在生活和生產中的應用。 實驗創新點
創新點:
1、將矩形線圈與節能燈串聯成閉合回路,并通過生活中熟悉的電磁爐來實現磁生電,讓學生通過實驗深切領會感應電流產生的條件以及法拉第電磁感應定律;
2、用交流電流表驗證渦流的存在,讓學生客觀認識渦流及其成因;
3、將電磁爐拆開,讓學生通過觀察、觸摸等方式來了解電磁爐的內部結構,深刻認識電磁爐的加熱原理以及渦流的產生過程與熱效應; 4、通過靈敏電流計和電磁驅動演示器的實驗讓同學們感受到渦流的力學效應。 不足與改進:
渦流磁效應的應用方面創新不足,有待改進。
實驗原理或
實驗設計思
路
電磁爐是利用電磁感應的基本原理來實現加熱功能的,電磁爐工作時,周圍存在著15-50kHz高頻交變磁場,放于它周圍的一切導體內都會發生電磁感應現象,形成渦流。
1、實驗充分利用以上原理使得閉合回路中的節能燈發光,讓學生深切領會感應電流產生的條件以及法拉第電磁感應定律;
2、引導學生進一步思考:電磁爐工作時,鍋底是否也發生了電磁感應現象,是否也有感應電流存在,并通過用交流電流表測量引出“渦流”的概念;
3、電磁爐有三個重要組成部分:電路轉換裝置和控制電路、勵磁
線圈、鐵磁材料的鍋,其加熱原理流程圖如圖1:
圖1 電磁爐加熱原理流程圖 拆開電磁爐讓學生通過觀察、觸摸等方式來了解電磁爐的內部結構,深刻認識電磁爐的加熱原理以及渦流的產生過程與熱效應。
實驗器材
電磁爐、矩形線圈、節能燈、交流電流表、靈敏電流計、 電磁驅動演示器
實驗教學 過程
導入新課(實驗導入)
1、通過實驗進行知識檢測:將矩形線圈與節能燈串聯成閉合回路,并通過生活中熟悉的電磁爐來實現磁生電,引導學生用物理原理解釋實驗現象,回答兩個問題:
(1)感應電流產生的條件是什么?
(2)為什么燈泡所在回路中用到了多匝線圈,這又是基于什么原理? 2、知識遷移,并用實驗導入新課:
進一步思考:線圈放在電磁爐上、鍋也放在電磁爐上,線圈中有感應電流、鍋底有沒有?
實驗導入:用交流電流表驗證渦流的存在,打消學生疑慮,讓學生客觀認識什么是渦流; 一、什么“渦流”(教師精講): 1、概念:當線圈中的電流隨時間變化時,由于電磁感應,附近的任何導體中都會產生感應電流,如圖2:
2、 遵循原理:“電磁感應定律”
圖2渦流示意圖
二、渦流的熱效應
1、應用:電磁爐加熱(實物展示與原理精講)
將電磁爐拆開,讓學生通過觀察、觸摸等方式來了解電磁爐的內部結構,深刻認識電磁爐的加熱原理以及渦流的產生過程與熱效應;
圖3 電磁爐的內部構造圖
圖4 電磁爐加熱原理流程圖
2、防止:變壓器鐵芯(學生觀察) [觀察與思考]:
閱讀課本26頁第4段內容,并觀察變壓器鐵芯結構,思考:
(1)為什么要減小鐵芯中的渦流? (2)減小渦流的方法是:____電阻; (3)分別采取了哪些方法來改變鐵芯的電阻?依據是什么?
圖5 變壓器
三、渦流的磁效應(了解)
三個應用:金屬探測儀、探雷器、安檢門 四、渦流的力學效應 1、電磁阻尼:
(1)課本思考與討論的兩個問題呢:學生運用已學物理原理自主解決并交流展示;
(2)實驗:做一做,通過比較兩個靈敏電流表的晃動情況感受電磁阻尼(學生說明實驗現象并進一步解釋原因)。
圖6 實驗:做一做
2、電磁驅動:
教師展示電磁驅動演示器并引導學生了解交流電動機的工作原理。
圖7 電磁驅動演示器
3、電磁阻尼和電磁驅動的區別和聯系:(教師精講) 【本質】:電磁感應產生的安培力總是阻礙導體和磁場之間的相對運動。 五、練習與小結(師生共同完成) 1.渦流的熱效應: (1)應用;(2)防止; 2.渦流的磁效應: (1)舉例一;(2)舉例二;(3)舉例三; 3.渦流的力學效應: (1)電磁阻尼: (2)電磁驅動: (3)本質: 實驗教學效果與評價
1、通過生活中熟悉的電磁爐來實現磁生電,讓學生通過實驗深切領會感應電流產生的條件以及法拉第電磁感應定律;
2、用交流電流表驗證渦流的存在,打消學生疑慮,培養學生實事求是的科學精神;
3、讓學生用耳朵聽、用眼睛看、用腦袋想,用雙手摸、再親自做,步步深入,鞏固深化對物理原理的掌握。
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