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高中物理人教版 (新课标)选修37 涡流、电磁阻尼和电磁驱动导学案
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修37 涡流、电磁阻尼和电磁驱动导学案，共6页。学案主要包含了预习目标，预习内容等内容，欢迎下载使用。
课前预习学案
一、预习目标
1．知道涡流是如何产生的
2．知道涡流的利与弊，
二、预习内容
1．涡流概念:
2．涡流产生原因:
3．涡流的利用与控制
(1)利用——
(2)控制——
4．电磁驱动原理:
课内探究学案
一、学习目标
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
3．通过旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因
4．利用理论联系实际的方法加深理解涡流
二、学习过程
（一）复习旧课，引入新课
1、仔细观察电动机、变压器铁芯有什么特点？
2、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？
（二）新课学习
1、涡流
［实验1］演示涡流生热实验。
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。
现象：
问题1：为什么铁芯和铁板会发热呢？
问题2：阅读教材，什么叫涡流？
[学生活动]：分析涡流的产生过程。
问题3：为什么铁板的温度比铁芯高？
问题4：为什么铁芯用薄片叠合而成？
2、电磁阻尼
分组讨论：教材30页上的“思考与讨论”。
结论：得出电磁阻尼的概念。
［实演2］演示电磁阻尼
按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。
现象：
解释现象：
［实验3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，如果在磁铁下端放一固定线圈，将磁铁托起到某高度后释放。
现象：
问题5：说明了什么？
3、电磁驱动
［实验4］演示电磁驱动。
演示教材31页的演示实验
现象：
结论：
（三）实例探究
涡流的应用
【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
【例2】用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？
（四）反思总结：
（五）当堂检测
1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（ ）
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变
2．如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h
B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（ ）
A．铁 B．木
C．铜 D．铝
4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）
答案:1.B 2.BD 3.CD 4. 减速
课后练习与提高
1．如图所示，abcd是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若悬点摩擦和空气阻力不计，则 （ ）
A．线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反
B．线框进入磁场区域后，越靠近OO′线时速度越大，因而产生的感应电流也越大
C．线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D．线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能
A
B
2．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面。下面对于两管的描述这可能正确的是： （ ）
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的；
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的；
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的；
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的。
3. 采用涡流检测法，可以检测
A．合金钢的裂纹损伤。
B. 玻璃纤维复合材料结伤。
C．外层铝合金构件的腐蚀损伤。
D. 内层铝合金构件的腐蚀损伤。
4．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右至最高点B．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点在同一水平线
B．A点高于B点
C．A点低于B点
D．铜环将做等幅摆动
答案:1.ACD 2.D 3.ACD 4.B
课前预习学案
一、预习目标
1．知道涡流是如何产生的
2．知道涡流的利与弊，
二、预习内容
1．涡流概念:
2．涡流产生原因:
3．涡流的利用与控制
(1)利用——
(2)控制——
4．电磁驱动原理:
课内探究学案
一、学习目标
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
3．通过旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因
4．利用理论联系实际的方法加深理解涡流
二、学习过程
（一）复习旧课，引入新课
1、仔细观察电动机、变压器铁芯有什么特点？
2、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？
（二）新课学习
1、涡流
［实验1］演示涡流生热实验。
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。
现象：
问题1：为什么铁芯和铁板会发热呢？
问题2：阅读教材，什么叫涡流？
[学生活动]：分析涡流的产生过程。
问题3：为什么铁板的温度比铁芯高？
问题4：为什么铁芯用薄片叠合而成？
2、电磁阻尼
分组讨论：教材30页上的“思考与讨论”。
结论：得出电磁阻尼的概念。
［实演2］演示电磁阻尼
按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。
现象：
解释现象：
［实验3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，如果在磁铁下端放一固定线圈，将磁铁托起到某高度后释放。
现象：
问题5：说明了什么？
3、电磁驱动
［实验4］演示电磁驱动。
演示教材31页的演示实验
现象：
结论：
（三）实例探究
涡流的应用
【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
【例2】用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？
（四）反思总结：
（五）当堂检测
1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（ ）
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变
2．如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h
B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（ ）
A．铁 B．木
C．铜 D．铝
4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）
答案:1.B 2.BD 3.CD 4. 减速
课后练习与提高
1．如图所示，abcd是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若悬点摩擦和空气阻力不计，则 （ ）
A．线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反
B．线框进入磁场区域后，越靠近OO′线时速度越大，因而产生的感应电流也越大
C．线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D．线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能
A
B
2．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面。下面对于两管的描述这可能正确的是： （ ）
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的；
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的；
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的；
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的。
3. 采用涡流检测法，可以检测
A．合金钢的裂纹损伤。
B. 玻璃纤维复合材料结伤。
C．外层铝合金构件的腐蚀损伤。
D. 内层铝合金构件的腐蚀损伤。
4．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右至最高点B．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点在同一水平线
B．A点高于B点
C．A点低于B点
D．铜环将做等幅摆动
答案:1.ACD 2.D 3.ACD 4.B
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