高中物理《渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)》學(xué)案 （人教版選修3-2）

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111 學(xué)校：臨清實(shí)驗(yàn)高中 學(xué)科：物理 編寫人：高全勇 審稿人：侯智斌 選修3-2第四章第7節(jié)渦流 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 1．知道渦流是如何產(chǎn)生的 2．知道渦流的利與弊， 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1．渦流概念: 2．渦流產(chǎn)生原因: 3．渦流的利用與控制 (1)利用—— (2)控制—— 4．電磁驅(qū)動(dòng)原理: 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 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 3．通過舊知識(shí)分析新問題弄清渦流的產(chǎn)生原因 4．利用理論聯(lián)系實(shí)際的方法加深理解渦流 二、學(xué)習(xí)過程 （一）復(fù)習(xí)舊課，引入新課 1、仔細(xì)觀察電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯有什么特點(diǎn)？ 2、為什么要這樣做呢？用一個(gè)整塊的金屬做鐵心不是更省事兒？ （二）新課學(xué)習(xí) 1、渦流 ［實(shí)驗(yàn)1］演示渦流生熱實(shí)驗(yàn)。 在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2 mm的鐵板，鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。 現(xiàn)象： 問題1：為什么鐵芯和鐵板會(huì)發(fā)熱呢？ 問題2：閱讀教材，什么叫渦流？ [學(xué)生活動(dòng)]：分析渦流的產(chǎn)生過程。 問題3：為什么鐵板的溫度比鐵芯高？ 問題4：為什么鐵芯用薄片疊合而成？ 2、電磁阻尼 分組討論：教材30頁上的“思考與討論”。 結(jié)論：得出電磁阻尼的概念。 ［實(shí)演2］演示電磁阻尼 按照教材“做一做”中敘述的內(nèi)容，演示電表指針在偏轉(zhuǎn)過程中受到的電磁阻尼現(xiàn)象。 現(xiàn)象： 解釋現(xiàn)象： ［實(shí)驗(yàn)3］如圖所示，彈簧下端懸掛一根磁鐵，將磁鐵托起到某高度后釋放，如果在磁鐵下端放一固定線圈，將磁鐵托起到某高度后釋放。 現(xiàn)象： 問題5：說明了什么？ 3、電磁驅(qū)動(dòng) ［實(shí)驗(yàn)4］演示電磁驅(qū)動(dòng)。 演示教材31頁的演示實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象： 結(jié)論： （三）實(shí)例探究 渦流的應(yīng)用 【例1】如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是（ ） A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快 B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快 C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大 【例2】用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于O點(diǎn)，虛線左邊有勻強(qiáng)磁場，右邊沒有磁場。金屬環(huán)的擺動(dòng)會(huì)很快停下來。試解釋這一現(xiàn)象。若整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場，會(huì)有這種現(xiàn)象嗎？ （四）反思總結(jié)： （五）當(dāng)堂檢測 1．如圖所示，一塊長方形光滑鋁板水平放在桌面上，鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵，一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v從板的左端沿中線向右端滾動(dòng)，則（ ） A．鋁環(huán)的滾動(dòng)速度將越來越小 B．鋁環(huán)將保持勻速滾動(dòng) C．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極 D．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)速率會(huì)改變，但運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉粫?huì)發(fā)生改變 2．如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上 h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖示磁場中，則（ ） A．若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于 h B．若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于h 3．如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，則小球的材料可能是（ ） A．鐵 B．木 C．銅 D．鋁 4．如圖所示，圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導(dǎo)軌上，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，其軸線在圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過環(huán)過程中，做______運(yùn)動(dòng)．（選填“加速”、“勻速”或“減速”） 答案:1.B 2.BD 3.CD 4. 減速 課后練習(xí)與提高 1．如圖所示，abcd是一閉合的小金屬線框，用一根絕緣的細(xì)桿掛在固定點(diǎn)O，使金屬線框在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)的過程穿過水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感線方向跟線框平面垂直，若懸點(diǎn)摩擦和空氣阻力不計(jì)，則 （ ） A．線框進(jìn)入或離開磁場區(qū)域時(shí)，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流的方向相反 B．線框進(jìn)入磁場區(qū)域后，越靠近OO′線時(shí)速度越大，因而產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越大 C．線框開始擺動(dòng)后，擺角會(huì)越來越小，擺角小到某一值后將不再減小 D．線框擺動(dòng)過程中，機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為線框電路中的電能 A B 2．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度。兩個(gè)相同的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無初速釋放，穿過A管比穿過B管的小球先落到地面。下面對(duì)于兩管的描述這可能正確的是： （ ） A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的； B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的； C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的； D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的。 3. 采用渦流檢測法，可以檢測 A．合金鋼的裂紋損傷。 B. 玻璃纖維復(fù)合材料結(jié)傷。 C．外層鋁合金構(gòu)件的腐蝕損傷。 D. 內(nèi)層鋁合金構(gòu)件的腐蝕損傷。 4．如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右至最高點(diǎn)B．不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（ ） A．A、B兩點(diǎn)在同一水平線 B．A點(diǎn)高于B點(diǎn) C．A點(diǎn)低于B點(diǎn) D．銅環(huán)將做等幅擺動(dòng) 答案:1.ACD 2.D 3.ACD 4.B 111