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渦流的教案

時間:2022-08-26 10:25:09 教案 我要投稿
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渦流的教案

  作為一名老師,常常需要準(zhǔn)備教案,編寫教案有利于我們科學(xué)、合理地支配課堂時間。那要怎么寫好教案呢?下面是小編精心整理的渦流的教案,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。

渦流的教案

渦流的教案1

  目標(biāo):

  1、了解什么是自感現(xiàn)象、自感系數(shù)和渦流,知道影響自感系數(shù)大小的因素。

  2、了解自感現(xiàn)象的利用和危害的防止。

  3、初步了解日光燈、電磁爐等家用電器工作的自感原理。

  4、利用對自感現(xiàn)象的想象培養(yǎng)想象能力,體驗(yàn)將物理知識應(yīng)用于生活的過程。

  5、體會科技成果對生活的廣泛影響,培養(yǎng)對渦流現(xiàn)象的廣泛、神奇的應(yīng)用產(chǎn)生興趣。

  過程:

  一、 學(xué)習(xí)新知識

  1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理:E1==Δφ/Δt 提問

  2、自感現(xiàn)象

  演示1(圖36-2)-自感電動勢阻礙電流的增加。

  演示2(圖36-3)-自感電動勢阻礙電流的減小。

  自感作用:電路中的自感作用是阻礙電流變化。

  3、電感器 線圈 演示講解

  自感(系數(shù)):匝數(shù)越多,自感系數(shù)越大;加如鐵芯,自感系數(shù)增大。

  作用:有阻礙交流的作用

  實(shí)例:變壓器(即互感器)、日光燈電子鎮(zhèn)流器 個例分析

  危害:城市無軌電車弓型拾電器電弧火花-燒蝕開關(guān)、危及行人。

  4、渦流及其應(yīng)用

  現(xiàn)象: 阻尼擺演示-設(shè)問-探究-釋疑

  概念及成因:空間磁通量變化,空間中的導(dǎo)體就會感應(yīng)出電流,即渦流。

  應(yīng)用:

  變壓器硅鋼片 設(shè)計(jì)原理: --- 解釋:為什么變壓器要有冷卻裝置?

  電磁爐發(fā)熱原理:

  金屬探測器:

  危害:使得變壓器及電機(jī)鐵芯內(nèi)感應(yīng)渦流,發(fā)熱,影響絕緣性能乃至導(dǎo)致火災(zāi)事故。

  防止辦法:鐵芯分片組疊,并彼此絕緣。

  二、 鞏固新知識

  1、小結(jié):自感-渦流-現(xiàn)象-規(guī)律-應(yīng)用

  2、閱課文:P78-81

  3、練習(xí):(課本)P81—1、2(講)、3(提示:自感系數(shù)因素)、4(啟發(fā)分析)、5(啟發(fā)講述)

  4、作業(yè):

  后記:

  1、電磁爐原理:

  電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理對食品進(jìn)行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板,交變電流通過陶瓷板下方的線圈產(chǎn)生磁場,磁場內(nèi)的磁力線穿過鐵鍋、不銹鋼鍋等底部時,產(chǎn)生渦流,令鍋底迅速發(fā)熱,達(dá)到加熱食品的目的。

  電磁爐加熱原理如圖所示,灶臺臺面是一塊高強(qiáng)度、耐沖擊的陶瓷平板(結(jié)晶玻璃),臺面下邊裝有高頻感應(yīng)加熱線圈(即勵磁線圈)、高頻電力轉(zhuǎn)換裝置及相應(yīng)的控制系統(tǒng),臺面的上面放有平底烹飪鍋。

  其工作過程如下:電流電壓經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電,又經(jīng)高頻電力轉(zhuǎn)換裝置使直流電變?yōu)槌^音頻的高頻交流電,將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應(yīng)加熱線圈上,由此產(chǎn)生高頻交變磁場。其磁力線穿透灶臺的陶瓷臺板而作用于金屬鍋。在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強(qiáng)大的渦流產(chǎn)生。渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動時完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換,所產(chǎn)生的焦耳熱就是烹調(diào)的熱源。

  概述

  電磁灶是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行加熱工作的,是現(xiàn)代家庭烹飪食物的.先進(jìn)電子炊具。它使用起來非常方便,可用來進(jìn)行煮、炸、煎、蒸、炒等各種烹調(diào)操作。特點(diǎn):效率高、體積小、重量輕、噪音小、省電節(jié)能、不污染環(huán)境、安全衛(wèi)生,烹飪時加熱均勻、能較好地保持食物的色、香、味和營養(yǎng)素,是實(shí)現(xiàn)廚房現(xiàn)代化不可缺少的新型電子炊具。電磁灶的功率一般在700--1800W左右。

  電磁爐按感應(yīng)線圈中的電流頻率分為低頻和高頻兩大類,相比較高頻電磁灶受熱效率高,比較省電。

  按樣式分類,可以分以下三種。

  臺式電磁爐:分為單頭和雙頭兩種,具有擺放方便、可移動性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閮r格低較受歡迎。

  埋入式電磁爐:是將整個電磁爐放入櫥柜面內(nèi),然后在臺面上挖個洞,使灶面與櫥柜臺面成一個平面。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為這種安裝方法只求美觀,但不科學(xué),很大一部分消費(fèi)群體把電磁爐當(dāng)做火鍋,埋入式炒菜并不方便。

  嵌入式電磁爐:可適應(yīng)不同鍋具的需要,不再對鍋具有特殊要求。

  2、渦流現(xiàn)象離學(xué)生生活很近,要不失時機(jī)的利用本節(jié)課的教學(xué)讓他們有所了解。比如,他們用來給手機(jī)充電的充電器,在電源插孔出插的時間長了,要發(fā)熱,就有渦流起的作用。

  3、渦流,渦流,就是旋渦一樣的電流。

渦流的教案2

  教學(xué)目標(biāo):1、知道渦流是如何產(chǎn)生的; 2、知道渦流對我們的不利和有利的兩個方面,以及如何防止和利用;

  知識目標(biāo):通過分析事例,培養(yǎng)學(xué)生全面認(rèn)識和對待事物的科學(xué)態(tài)度.

  重點(diǎn)內(nèi)容:本節(jié)是選學(xué)的內(nèi)容,它又是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在實(shí)際中有很多應(yīng)用,比如:發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和變壓器等等.所以可以根據(jù)實(shí)際情況選講,或者知道學(xué)生閱讀.什么是渦流是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容.

  教學(xué)建議: 渦流和自感一樣,也有利和弊兩個方面.教學(xué)中應(yīng)該充分應(yīng)用這些實(shí)例,培養(yǎng)學(xué)生全面認(rèn)識和對待事物的'科學(xué)態(tài)度.

  教學(xué)設(shè)計(jì)方案:

  一、引入:引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和變壓器(可用事物或圖片)提出問題:為什么它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成? 引導(dǎo)學(xué)生看書回答,從而引出渦流的概念:什么是渦流? 把塊狀金屬放在變化的磁場中,或者讓它在磁場中運(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)自成閉合回路,很象水的旋渦,因此叫做渦流.整塊金屬的電阻很小,所以渦流常常很大. (使學(xué)生明確:渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,同樣遵守電磁感應(yīng)定律.)

  二、渦流在實(shí)際中的意義是什么? ⑴為什么電機(jī)和變壓器通常用相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成,就可以減少渦流在造成的損失? ⑵利用渦流原理制成的冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐有什么優(yōu)點(diǎn)? 電學(xué)測量儀表如何利用渦流原理,方便觀察? 提出上述問題后,讓學(xué)生看書、討論回答

  三、作業(yè):讓學(xué)生業(yè)余時間到物理實(shí)驗(yàn)室觀察電度表如何利用渦流,寫出小文章進(jìn)行闡述.

渦流的教案3

  教學(xué)目標(biāo)

  知識目標(biāo)

  1、知道渦流是如何產(chǎn)生的;

  2、知道渦流對我們的不利和有利的兩個方面,以及如何防止和利用;

  情感目標(biāo)

  通過分析事例,培養(yǎng)學(xué)生全面認(rèn)識和對待事物的科學(xué)態(tài)度。

  教學(xué)建議

  本節(jié)是選學(xué)的內(nèi)容,它又是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在實(shí)際中有很多應(yīng)用,比如:發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和變壓器等等。所以可以根據(jù)實(shí)際情況選講,或者知道學(xué)生閱讀。什么是渦流是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。

  渦流和自感一樣,也有利和弊兩個方面。教學(xué)中應(yīng)該充分應(yīng)用這些實(shí)例,培養(yǎng)學(xué)生全面認(rèn)識和對待事物的.科學(xué)態(tài)度。

  教學(xué)設(shè)計(jì)方案

  一、引入:引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和變壓器(可用事物或圖片)

  提出問題:為什么它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成?

  引導(dǎo)學(xué)生看書回答,從而引出渦流的概念:什么是渦流?

  把塊狀金屬放在變化的磁場中,或者讓它在磁場中運(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)自成閉合回路,很象水的旋渦,因此叫做渦流。

  整塊金屬的電阻很小,所以渦流常常很大。

  (使學(xué)生明確:渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,同樣遵守電磁感應(yīng)定律。)

  二、渦流在實(shí)際中的意義是什么?

  ⑴為什么電機(jī)和變壓器通常用相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成,就可以減少渦流在造成的損失?

 、评脺u流原理制成的冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐有什么優(yōu)點(diǎn)?

  電學(xué)測量儀表如何利用渦流原理,方便觀察?

  提出上述問題后,讓學(xué)生看書、討論回答

  三、作業(yè):讓學(xué)生業(yè)余時間到物理實(shí)驗(yàn)室觀察電度表如何利用渦流,寫出小文章進(jìn)行闡述。

渦流的教案4

  一、教材分析

  本節(jié)是選學(xué)內(nèi)容,它是又一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在實(shí)際中有許多應(yīng)用?筛鶕(jù)各校的實(shí)際情況或選講,或指導(dǎo)學(xué)生閱讀。渦流和自感現(xiàn)象以及許多現(xiàn)象一樣,都有利弊兩個方面。教學(xué)中應(yīng)充分應(yīng)用這些實(shí)例,培養(yǎng)學(xué)生全面認(rèn)識和對待事物的科學(xué)態(tài)度。

  二、學(xué)情分析

  學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路的基本常識以及電磁感應(yīng)的相關(guān)規(guī)律,學(xué)會判斷回路是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流以及感應(yīng)電流的方向,而且還掌握了感應(yīng)電動勢的大小與什么因素有關(guān)。即已經(jīng)學(xué)會對自感現(xiàn)象的分析,但頭腦中沒有渦流這個概念而已,也沒有意識到渦流現(xiàn)象,線圈本身也會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。學(xué)習(xí)中對渦流現(xiàn)象的解釋以及分析是學(xué)生遇到的最大挑戰(zhàn)。

  三、教學(xué)目標(biāo)

 。ㄒ唬┲R與技能

  1.知道渦流是如何產(chǎn)生的。

  2.知道渦流對我們有不利和有利的兩方面,以及如何利用和防止。

  3.知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動。

 。ǘ┻^程與方法

  培養(yǎng)學(xué)生客觀、全面地認(rèn)識事物的科學(xué)態(tài)度。

 。ㄈ┣楦、態(tài)度與價值觀

  培養(yǎng)學(xué)生用辯證唯物主義的觀點(diǎn)認(rèn)識問題。

  四、重點(diǎn)、難點(diǎn)

  教學(xué)重點(diǎn):

  1.渦流的概念及其應(yīng)用。

  2.電磁阻尼和電磁驅(qū)動的實(shí)例分析。

  教學(xué)難點(diǎn):

  電磁阻尼和電磁驅(qū)動的實(shí)例分析。

  五、教學(xué)手段與策略

  通過演示實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)

  六、教學(xué)用具:

  電機(jī)、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置(可拆變壓器)、電磁阻尼演示裝置(示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵),電磁驅(qū)動演示裝置(U形磁鐵、能繞軸轉(zhuǎn)動的鋁框)。

  七、課時安排 : 1課時

  八、教學(xué)過程

  (一)引入新課

  教師:出示電動機(jī)、變壓器鐵芯,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察其鐵芯有什么特點(diǎn)?

  學(xué)生:它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多薄片疊合而成的。

  教師:為什么要這樣做呢?用一個整塊的金屬做鐵心不是更省事兒?學(xué)習(xí)了渦流的知識,同學(xué)們就會知道其中的奧秘。

  (二)進(jìn)行新課

  1、渦流

  教師:[演示1]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。幾分鐘后,讓學(xué)生摸摸鐵芯和鐵板,比較它們的溫度,給全班同學(xué)。

  學(xué)生:鐵板的溫度比鐵芯高。

  教師:為什么鐵芯和鐵板會發(fā)熱呢?原來在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)生。安排學(xué)生閱讀教材,了解什么叫渦流?

  學(xué)生:當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時,這個線圈附近的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫做渦流。

  師生共同活動:分析渦流的產(chǎn)生過程。

  分析:如圖所示,線圈接入反復(fù)變化的電流,某段時間內(nèi),若電流變大,則其磁場變強(qiáng),根據(jù)麥克斯韋理論,變化的磁場激發(fā)出感生電場。導(dǎo)體可以看作是由許多閉合線圈組成的,在感生電場作用下,這些線圈中產(chǎn)生了感生電動勢,從而產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流。由于導(dǎo)體存在電阻,當(dāng)電流在導(dǎo)體中流動時,就會產(chǎn)生電熱,這就是渦流的熱效應(yīng)。

  教師:課件演示,渦流的產(chǎn)生過程,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。

  教師:為什么鐵板的溫度比鐵芯高?

  學(xué)生:因?yàn)殍F板中的渦流很強(qiáng),會產(chǎn)生大量的熱。而鐵芯中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,渦流產(chǎn)生的熱量也減少。

  教師:同學(xué)們明白了為什么鐵芯用薄片疊合而成了嗎?

  學(xué)生:為了減少渦流損失的電能,同時也保護(hù)鐵芯不被燒壞。

  教師:下面大家閱讀教材,了解一下渦流在生產(chǎn)、生活、科技等方面的應(yīng)用。

  2、電磁阻尼

  教師:下面我們看教材30頁上的“思考與討論”,分組討論,然后發(fā)表自己的見解。

  學(xué)生:閱讀教材后,發(fā)表自己的看法。

  師生共同活動,得出電磁阻尼的概念:

  導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。

  教師:[演示2]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。

  學(xué)生觀察現(xiàn)象并解釋現(xiàn)象。

 。垩菔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,磁鐵能振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈,磁鐵會很快停下來。上述現(xiàn)象說明了什么?

  學(xué)生:觀察現(xiàn)象并作出分析。

  當(dāng)磁鐵穿過固定的閉合線圈時,在閉合線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開,也就是磁鐵振動時除了空氣阻力外,還有線圈的磁場力作為阻力,安培阻力較相對較大,因而磁鐵會很快停下來。

  3、電磁驅(qū)動

  教師:感應(yīng)電流不僅會對導(dǎo)體產(chǎn)生阻尼作用,有時還會產(chǎn)生驅(qū)動作用。

  [演示4]電磁驅(qū)動。

  演示教材31頁的演示實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

  師生共同活動,得出電磁驅(qū)動的概念:

  磁場相對于導(dǎo)體運(yùn)動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運(yùn)動起來,這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動。

  教師:交流感應(yīng)電動機(jī)就是應(yīng)用電磁驅(qū)動的原理工作的。簡要介紹交流感應(yīng)電動機(jī)的工作過程。

  (三)課堂、點(diǎn)評

  教師活動:讓學(xué)生概括本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

  學(xué)生活動:認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。

  點(diǎn)評:總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

  教師要放開,讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

 。ㄋ模⿲(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,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

  解析:線圈中通以高頻變化的電流時,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動勢有關(guān),電流變化的頻率越高,電流變化的越快,感應(yīng)電動勢就越大。A選項(xiàng)正確。工件上焊縫處的電阻大,電流產(chǎn)生的熱量就多,D選項(xiàng)也正確。

  答案:AD

  【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)的擺動會很快停下來。試解釋這一現(xiàn)象。若整個空間都有向外的勻強(qiáng)磁場,會有這種現(xiàn)象嗎?

  分析:只有左邊有勻強(qiáng)磁場,金屬環(huán)在穿越磁場邊界時,由于磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,于是阻礙相對運(yùn)動,擺動很快停下來,這就是電磁阻尼現(xiàn)象;空間都有勻強(qiáng)磁場,穿過金屬環(huán)的磁通量反而不變化了,因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流,不會阻礙相對運(yùn)動。

 。ㄎ澹╈柟叹毩(xí)

  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,則( )

  A.鋁環(huán)的滾動速度將越來越小

  B.鋁環(huán)將保持勻速滾動

  C.鋁環(huán)的運(yùn)動將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極

  D.鋁環(huán)的運(yùn)動速率會改變,但運(yùn)動方向?qū)⒉粫l(fā)生改變

  答案:B

  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

  答案:BD

  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,如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動,則小球的可能是( )

  A.鐵 B.木

  C.銅 D.鋁

  答案:CD

  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,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.(選填“加速”、“勻速”或“減速”)

  答案:減速

 。┳鳂I(yè)

  1、認(rèn)真閱讀教材。

  2、思考并完成“問題與練習(xí)”中的習(xí)題。

  3、收集“渦流的利用和防止”方面的資料,在課下交流。

 。ㄆ撸┙虒W(xué)反思

  思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動,物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。

  九、板書設(shè)計(jì)

  一、渦流

  當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時,這個線圈附近的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫做渦流。

  應(yīng)用:真空冶煉爐、探雷器、安檢門。

  二、電磁阻尼

  導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。

  三、電磁驅(qū)動

  磁場相對于導(dǎo)體運(yùn)動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運(yùn)動起來,這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動。

  十、資料袋

  1.利用渦流加熱和熔煉金屬

  交變電流的磁場在金屬內(nèi)感應(yīng)的渦流能產(chǎn)生熱效應(yīng)。這種加熱方法與用燃料加熱相比有很多優(yōu)點(diǎn),除課本所述外還有:加熱效率高,達(dá)到50%~90%;加熱速度快;用不同頻率的交變電流可得到不同的加熱深度,這是因?yàn)闇u流在金屬內(nèi)不是均勻分布的,越靠近金屬表面層電流越強(qiáng),頻率越高這種現(xiàn)象越顯著,稱為“趨膚效應(yīng)”。

  工業(yè)上把感應(yīng)加熱依頻率分為四種:工頻(50 Hz);中頻(0.5~8 kHz);超音頻(20~60 Hz);高頻(60~600 kHz)。工頻交變電流直接由配電變壓器提供;中頻交變電流由三相電動機(jī)帶動中頻發(fā)電機(jī)或用可控硅逆變器產(chǎn)生;超音頻和高頻交變電流由大功率電子管振蕩器產(chǎn)生。

  課本圖16?41畫的是無心式感應(yīng)熔爐,用途是熔煉鑄鐵、鋼、合金鋼和銅、鋁等有色金屬.所用交變電流的頻率要隨坩鍋能容納的金屬質(zhì)量多少來選擇,以取得最好的效果。例如: 5 kg的用20 kHz,100 kg的用2.5 kHz,5 t的用1 kHz乃至50 kHz.

  感應(yīng)加熱法也廣泛用于鋼件的熱處理,如淬火、回火、表面滲碳等.例如齒輪、軸等只需要將表面淬火提高硬度、增加耐磨性,可以把它放入通有高頻交流的空心線圈中,表面層在幾秒鐘內(nèi)就可上升到淬火需要的高溫,顏色通紅,而其內(nèi)部溫度升高很少。然后用水或其他淬火劑迅速冷卻就可以了.其他的熱處理工藝可根據(jù)需要的加熱深度選用中頻或工頻等。

  2.渦流與節(jié)能炊具電磁灶

  我們知道,把塊狀的金屬放在變化的磁場中,或者讓它在磁場中運(yùn)動時,塊狀金屬內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路,很像水的旋渦,叫渦電流,簡稱渦流.由于金屬電阻小,所以渦流很強(qiáng),(如圖1所示)當(dāng)交流電通過導(dǎo)線時,鐵芯中就產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流,這種強(qiáng)電流使鐵芯發(fā)熱,浪費(fèi)電能.為了減少損失,電機(jī)、變壓器等通常用具有絕緣層的薄硅鋼片疊壓制成鐵芯,使回路電阻增大,減少渦流。

  在各種電機(jī)、變壓器中,渦流是有害的,我們要采取各種辦法來減弱它,其實(shí)渦流也是可以利用的,工業(yè)上的高頻感應(yīng)爐就是利用渦流來熔化、冶煉金屬的.這種冶煉方法速度快,溫度容易控制,而且污染少,適應(yīng)冶煉特種合金和特種鋼。

  渦流也可以應(yīng)用于生活.本文將要介紹的電磁灶就是渦流在生活中的應(yīng)用。

  電磁灶首先把50 Hz的交流電通過橋式整流裝置改換成直流電,然后通過逆變器,轉(zhuǎn)換成15 kHz ~50 kHz的高頻電流,此高頻電流通過扁平螺旋形加熱線圈(螺旋中心有圓環(huán)形磁芯)產(chǎn)生高頻交變磁場,這個磁場的磁感線穿過非金屬灶臺面板進(jìn)入烹飪鐵鍋底內(nèi),由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生電場,形成強(qiáng)大的渦流電流,發(fā)出大量的焦耳熱,達(dá)到對食物加熱的目的。

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