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1、课时计划课 题涡流现象与电磁灶课堂类型新授课课时1累计课时教 学目 标(一)知识与技能(一)知识与技能 知道涡流现象 (二)过程与方法(二)过程与方法 通过分析,大致了解涡电流产生的原因 (三)情感态度与价值观(三)情感态度与价值观 能举例说明生活和生产中的涡电流现象 知道生活和技术中是怎样应用涡电流现象的,又是怎样避免其负面 影响的教学重点及 难 点重点:重点:涡流现象 难点:难点:怎样应用涡电流现象,又是怎样避免其负面影响主要教学方 法实验法、探究法教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。教学过程及时间分配主 要 教 学 内 容(一
2、)引入新课(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(二)进行新课: 探究涡电流现象探究涡电流现象 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
3、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。 线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量, 还可能损坏电器。 减少涡流的途径:、增大铁芯材料的电阻率,常用的
4、材料是硅钢。、用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。无火之灶无火之灶电磁灶电磁灶、真空冶炼炉,高频焊接冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电,通过线圈使装入冶 炼炉内的金属中产生很强的涡流,从而产生大量的热使金属熔化。 线圈中通以高频交流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,由 于焊接缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高, 将金属熔化,焊接在一起.我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。 交变电流的频率越高,它产生的磁场的变化就越快,根据法拉第电磁感 应定律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电流就越大.而 放出的电热与电流的平方成正比,所以交变电流的频
5、率越高焊接处放出 的热量越多.、探雷器和安检门都是利用涡流制成的 探测地雷的探雷器是利用涡流工作的,士兵手持一个长柄线圈在地面上扫过,线圈中由变化的电流,如果地下埋着金属物品,金属中感应 涡流,涡流的磁场反过来影响线圈中的电流,使仪器报警,这种探雷器 可以用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷。机场的安检门可 以探测人身携带的金属物品,道理是一样的。、使电学测量仪表指针尽快停下来的电磁阻尼。 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,这种现象成为电磁阻尼。 把铜板做成的摆放到电磁铁的磁场中,当电磁铁未通电时, 摆要往复多次,摆才能停止下来如果电磁铁
6、通电,磁场在摆 动的铜板中产生涡流。涡流受磁场作用力的方向与摆动方向相 反,因而增大了摆的阻尼,摆很快就能停止下来。电磁仪表中的电磁阻 尼器就是根据涡流磁效应制作的,在磁电式测量仪表中,常把使指针偏 转的线圈绕在闭合铝框上,当测量电流流过线圈时,铝框随线圈指针一 起在磁场中转动,这时铝框内产生的涡流将受到磁场作用力,抑止指针 的摆动,使指针较快地稳定在指示位置上。此外,电气机车的电磁制动 器也是根据这一效应制作的。 、电磁灶 电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈,采 用磁场感应涡加流加热原理,当通上交替变化极快的 交流电时,在台板与铁锅底之间产生强大的交变的磁 场,磁感线穿过锅体,使锅底产生强涡流,当磁场内 的磁力线通过铁质锅底时会产生无数的涡流是锅的本 身自行高速发热,就放出大量的热量,然后再作用于 锅内食物,将饭菜煮熟。这种最新的加热方式,能减 少热量传递的中间环节,可大大提升制热效率,比传 统炉具(电炉、气炉)节省能源一半以上。板 式 设 计作 业 布 置教 学 后 记