第七節(jié)渦流教案授課人：時間：【教學(xué)目標(biāo)】1、學(xué)問與技能（1）、知道渦流是如何產(chǎn)生的（2）、知道渦流的利與弊，以及如何利用和防止渦流2、過程與方法（1）、用試驗(yàn)的方法引入新課激發(fā)學(xué)生的求知欲（2）、通過舊學(xué)問分析新問題弄清渦流的產(chǎn)生緣由（3）、利用理論聯(lián)系實(shí)際的方法加深理解渦流3、情感、看法與價值觀（1）、體驗(yàn)試驗(yàn)的樂趣，引發(fā)學(xué)生去分析問題，解決問題，提高其學(xué)習(xí)駕馭學(xué)問的實(shí)力（2）、通過理論與實(shí)際相結(jié)合，提高學(xué)習(xí)情趣，培育其用理論學(xué)問解決實(shí)際問題的實(shí)力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生緣由和渦流的作用【教學(xué)難點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生緣由【教學(xué)方法】試驗(yàn)法、探究法【教學(xué)用具】可拆教學(xué)變壓器上的線圈一個，硅鋼片疊加的鐵芯以及外形與之相同的塊狀鐵芯各一個。電磁灶?！窘虒W(xué)過程】（一）引入新課：試驗(yàn)1：如圖線圈接入220v交變電源，塊狀鐵芯插入線圈中，讓一名學(xué)生感知鐵芯的改變。現(xiàn)象：幾分鐘后學(xué)生感到鐵芯變熱。說明：原來把塊狀的金屬放在改變的磁場中或讓它在磁場中運(yùn)動時，金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合電路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流，簡稱渦流。（二）進(jìn)行新課：1．渦流：塊狀金屬放在改變磁場中，或者讓它在磁場中運(yùn)動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流。引導(dǎo)學(xué)生說明：如圖所示，當(dāng)交變電流通過線圈時，穿過鐵芯的磁通量不斷改變，鐵芯會產(chǎn)生圖中所示的渦流，塊狀鐵芯的電流很強(qiáng)會使鐵芯大量發(fā)熱，奢侈大量電能。金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量,假如金屬的電阻率小，則渦流很強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量也許多。2．渦流的防止和利用（1）渦流的防止試驗(yàn)2上面的試驗(yàn)中，把塊狀鐵芯換成硅鋼片鐵芯，再接通電源，幾分鐘后，通過學(xué)生感知，溫度沒有明顯改變。引導(dǎo)學(xué)生說明：涂有絕緣的薄硅鋼片疊加的鐵芯，在改變的磁場中，產(chǎn)生的渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi)，回路的電阻很大，渦流大為減弱，又因?yàn)楣桎撈纫话愕碾娮璐螅梢赃M(jìn)一步減小渦流損失，電動機(jī)和變壓器的鐵芯都不是整塊金屬。線圈中流過改變的電流,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱,奢侈了能量,還可能損壞電器。削減渦流的途徑:①、增大鐵芯材料的電阻率,常用的材料是硅鋼。②、用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。（2）渦流的利用①、真空冶煉爐，高頻焊接冶煉金屬的高頻感應(yīng)電爐就是利用高頻溝通電，通過線圈使裝入冶煉爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化。線圈中通以高頻溝通時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱許多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起.我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種方法焊接的。交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的改變就越快，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大，感應(yīng)電流就越大.而放出的電熱與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高焊接處放出的熱量越多.②、探雷器和安檢門都是利用渦流制成的探測地雷的探雷器是利用渦流工作的，士兵手持一個長柄線圈在地面上掃過，線圈中由改變的電流，假如地下埋著金屬物品，金屬中感應(yīng)渦流，渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，使儀器報警，這種探雷器可以用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷。機(jī)場的安檢門可以探測人身攜帶的金屬物品，道理是一樣的。③、使電學(xué)測量儀表指針盡快停下來的電磁阻尼。當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動，這種現(xiàn)象成為電磁阻尼。把銅板做成的擺放到電磁鐵的磁場中，當(dāng)電磁鐵未通電時，擺要往復(fù)多次，擺才能停止下來．假如電磁鐵通電，磁場在擺動的銅板中產(chǎn)生渦流。渦流受磁場作用力的方向與搖擺方向相反，因而增大了擺的阻尼，擺很快就能停止下來。電磁儀表中的電磁阻尼器就是依據(jù)渦流磁效應(yīng)制作的，在磁電式測量儀表中，常把使指針偏轉(zhuǎn)的線圈繞在閉合鋁框上，當(dāng)測量電流流過線圈時，鋁框隨線圈指針一起在磁場中轉(zhuǎn)動，這時鋁框內(nèi)產(chǎn)生的渦流將受到磁場作用力，抑止指針的搖擺，使指針較快地穩(wěn)定在指示位置上。此外，電氣機(jī)車的電磁制動器也是依據(jù)這一效應(yīng)制作的。④、電磁灶電磁灶的臺面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈，采納磁場感應(yīng)渦加流加熱原理，當(dāng)通上交替改變極快的交流電時，在臺板與鐵鍋底之間產(chǎn)生強(qiáng)大的交變的磁場，磁感線穿過鍋體，使鍋底產(chǎn)生強(qiáng)渦流，當(dāng)磁場內(nèi)的磁力線通過鐵質(zhì)鍋底時會產(chǎn)生多數(shù)的渦流是鍋的本身自行高速發(fā)熱，就放出大量的熱量，然后再作用于鍋內(nèi)食物，將飯菜煮熟。這種最新的加熱方式，能削減熱量傳遞的中間環(huán)節(jié)，可大大提升制熱效率，比傳統(tǒng)爐具（電爐、氣爐）節(jié)約能源一半以上。3、渦流的機(jī)械效應(yīng)----電磁驅(qū)動在磁場運(yùn)動時帶動導(dǎo)體一起運(yùn)動，這種作用稱為“電磁驅(qū)動”作用。當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動時，依據(jù)楞次定律此時在圓盤上將產(chǎn)生渦流，受到磁場的作用力將產(chǎn)生一個促使金屬圓盤按磁場旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生轉(zhuǎn)動的力矩。但是假如圓盤的轉(zhuǎn)速達(dá)到了與磁場轉(zhuǎn)速一樣，則兩者的相對速度為零，感應(yīng)電流便不會產(chǎn)生，這時電磁驅(qū)動作用便消逝。所以在電磁驅(qū)動作用下，金屬圓盤的轉(zhuǎn)速總要比磁鐵或磁場的轉(zhuǎn)速小，或者說兩者的轉(zhuǎn)速總是異步的。感應(yīng)式異步電動機(jī)就是依據(jù)這個原理制成的。電磁驅(qū)動作用可用來制造測量轉(zhuǎn)速的電表，這類轉(zhuǎn)速表常稱為磁性式轉(zhuǎn)速表。用磁性式轉(zhuǎn)速表測量轉(zhuǎn)速時，將被測機(jī)器的轉(zhuǎn)軸通過連接器和傳動機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)速表中的永久磁鐵的轉(zhuǎn)軸相連，永久磁鐵一般是由一塊充以四個極的磁鋼制成，這便形成一個旋轉(zhuǎn)磁場。在永久磁鐵的上方有一個金屬圓盤，稱為感應(yīng)片。感應(yīng)片與永久磁鐵間有很小的氣隙，兩者互不接觸。當(dāng)永久磁鐵隨著機(jī)器的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，感應(yīng)片上將產(chǎn)生渦流。這渦流又將受到這旋轉(zhuǎn)磁場的作用力，結(jié)果感應(yīng)片被驅(qū)動，從而沿永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動。感應(yīng)片的轉(zhuǎn)動將帶動與感應(yīng)片轉(zhuǎn)軸相連的彈簧，將其扭緊，從而產(chǎn)生彈性復(fù)原轉(zhuǎn)矩。最終，當(dāng)感應(yīng)片轉(zhuǎn)過肯定的角度，由電磁驅(qū)動作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩剛巧與彈性復(fù)原的轉(zhuǎn)矩抵消時，便達(dá)到一個短暫平衡狀態(tài)。由機(jī)器帶動轉(zhuǎn)動的永久磁鐵轉(zhuǎn)速越快，感應(yīng)片受到的電磁驅(qū)動作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，因而指針的偏轉(zhuǎn)角度就越大。這樣，便可通過指針的偏轉(zhuǎn)角度來顯示機(jī)器的轉(zhuǎn)速。溝通感應(yīng)電動機(jī)就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的。【課堂小結(jié)】本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了渦流，渦流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特別現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)從電磁感應(yīng)定律的角度去理解渦流，渦流有時很有用，例如我們生活中的電磁爐、安檢門等都是利用渦流的原理制成的，但是渦流也是有害的，例如在變壓器中的渦流就簡單使線圈發(fā)熱，簡單著火，所以這時要留意冷卻，變壓器線圈都放在變壓器油里，通過變壓器油來散發(fā)熱量。【布置作業(yè)】課本p28問題與練習(xí)1、2、3.【板書設(shè)計(jì)】第七節(jié)：渦流1、渦流：塊狀金屬放在改變磁場中，或者讓它在磁場中運(yùn)動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流2、渦流的防止和利用（1）、渦流的防止①、增大鐵芯