第7节涡流 电磁阻尼和电磁驱动
一、教学目标
（一）知识与技能
1．知道涡流是如何产生的。
2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。
3．知道电磁阻尼和电磁驱动。
（二）过程与方法
培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。
（三）情感、态度与价值观
培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
二、重点、难点
教学重点：
1．涡流的概念及其应用。
2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
教学难点：
电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
三、教学手段与策略
通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验
四、课时安排 ： 1课时
五、教学过程
（一）引入新课
教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？
学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。
教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。 （二）进行新课
1、涡流
教师：［演示1］涡流生热实验。
在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。
学生：铁板的温度比铁芯高。
教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？
学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。
师生共同活动：分析涡流的产生过程。
分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，这就是涡流的热效应。
教师：课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。
19.5 涡流、电磁阻尼、电磁驱动
要点一.涡流
1.定义
在变化的磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的漩涡。
所以把它叫作涡电流，简称涡流。
2.本质及特点
1.本质
涡流的本质是电磁感应现象.
与一般导体或线圈的区别是：金属块自称闭合回路，但是同样遵循电磁感应定律.
2.特点
若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生的热量很多。
3.大小
涡流大小的决定因素：E=𝐧∆𝐁∆𝐭𝐒 I=𝐄𝐑
①磁场变化越快(ΔBΔt越大)，涡流越大。
②导体的横截面积S越大,涡流越大。
③导体材料的电阻率越小，涡流越大。
4.产生涡流的两种情况
（1）块状金属放在变化的磁场中。
（2）块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
5.对涡流的能量转化
伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能。
（1）金属块放在变化的磁场中：磁场能转化为电能，最终转化为内能。
（2）如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动：由于克服安培力做功，金属块的机
械能转化为电能，最终转化为内能。
6.涡流的防止及应用
1.防止
电动机、变压器等设备中为防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器。
（1）途径一：增大铁芯材料的电阻率。
（2）途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
2.应用
（1）涡流热效应的应用：如真空冶炼炉。
（2）涡流磁效应的应用：如探雷器、安检门。
要点二.电磁阻尼与电磁驱动
1.电磁阻尼
1.产生
当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼．
2.应用
1.电学仪表中利用电磁阻尼使指针很快地停下来，便于读数。
2.电磁阻尼还常用于电气机车的电磁制动器中。
2.电磁驱动
1.产生
若磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动．
涡流
【教学目标】
1、知识与技能
（1）、知道涡流是如何产生的
（2）、知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流
2、过程与方法
（1）、用实验的方法引入新课激发学生的求知欲
（2）、通过旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因
（3）、利用理论联系实际的方法加深理解涡流
3、情感、态度与价值观
（1）、体验实验的乐趣，引发学生去分析问题，解决问题，提高其学习掌握知识的能力
（2）、通过理论与实际相结合，提高学习情趣，培养其用理论知识解决实际问题的能力。
【教学重点】涡流的产生原因和涡流的作用
【教学难点】涡流的产生原因
【教学方法】实验法、探究法
【教学用具】可拆教学变压器上的线圈一个，硅钢片叠加的铁芯以及外形与之相同的块状铁芯各一个。电磁灶。
【教学过程】
（一）引入新课：
实验1：
如图线圈接入220V交变电源，块状铁芯插入线圈中，让一名学生感知铁芯的变化。
现象：几分钟后学生感到铁芯变热。
解释：原来把块状的金属放在变化的磁场中或让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合电路，很像水的漩涡，因此叫做涡电流，简称涡流。
（二）进行新课：
1．涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的感应电流。
引导学生解释：如图所示，当交变电流通过线圈时，穿过铁芯的磁通量不断变化，铁芯会产生图中所示的涡流，块状铁芯的电流很强会使铁芯大量发热，浪费大量电能。
金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。
2．涡流的防止和利用
（1）涡流的防止
实验2
上面的实验中，把块状铁芯换成硅钢片铁芯，再接通电源，几分钟后，通过学生感知，温度没有明显变化。
引导学生解释：涂有绝缘的薄硅钢片叠加的铁芯，在变化的磁场中，产生的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，又因为硅钢片比普通的电阻大，可以进一步减小涡流损失，电动机和变压器的铁芯都不是整块金属。
专题复习：涡流、电磁阻尼和电磁驱动
适用学科 物理 适用年级 高二
适用区域 人教版 课时时长（分钟） 60分钟
知识点 1.涡流
2.电磁阻尼
3.电磁驱动
教学目标 一．知识与技能
1 . 了解涡流产生的原理，涡流的防止和应用．
2．了解电磁阻尼和电磁驱动及其应用．
二．过程与方法
通过对生活常见现象的分析逐步分析判断出物理原理 三．情感态度价值观
提高学习兴趣，培养用理论知识解决实际问题的能力．
教学重点 涡流产生的原理，涡流的防止和应用
教学难点 电磁阻尼和电磁驱动及其应用
教学过程
一、复习预习
1. 电磁感应定律
2. 自感现象
3. 互感现象
二、知识讲解
课程引入：
如图所示，转动磁铁，铝框跟着磁铁转动起来．根据以上现象，回答下列问题：
(1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？
(2)线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动与磁铁的转动速度相同吗？
考点/易错点1 涡流
1．涡流的产生
如图所示，线圈中变化的电流将产生____的磁场，金属导体中的磁通量________而产生感应电流．
2．涡流产生的热量与哪些因素有关
金属的电阻率越小，感应电流越____ ，产生的热量越____
3. 对涡流的理解
考点/易错点2 电磁阻尼
1．定义：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是____导体运动的现象．
2．应用：磁电式仪表中利用_________使指针迅速停下来，便于读数．
考点/易错点3 电磁驱动
1．电磁驱动：磁场相对于导体运动时，导体中会产生_________ ，使导体在安培力作用下_____起来的现象．
2．应用：交流感应电动机．
三、例题精析
【例题1】下列关于涡流的说法中，正确的是( )
A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流
