電磁阻尼和電磁驅(qū)動PPT教學(xué)課件

1、第四章電磁感應(yīng)一、渦流 問題設(shè)計1.如圖1所示，當(dāng)磁場變化時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么導(dǎo)體中的電荷為什么會定向移動而形成電流？知識探究答案根據(jù)麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場會在其周圍空間產(chǎn)生感生電場，感生電場對導(dǎo)體中的自由電荷產(chǎn)生的電場力會使電荷定向移動，從而形成電流.圖12.如果磁場是用變化的電流來獲取的，導(dǎo)體用整塊鐵代替，如圖2所示.請問鐵塊中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？答案有.變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生感生電場，感生電場在鐵塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形狀像水中的旋渦，所以把它叫做渦電流，簡稱渦流.要點提煉1.定義：當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，由于 ，在附近導(dǎo)體中產(chǎn)

2、生像水中旋渦樣的感應(yīng)電流，所以把這種感應(yīng)電流叫做 .2.決定因素：磁場變化越快( 越大)，導(dǎo)體的橫截面積S越 ，導(dǎo)體材料的電阻率越 ，形成的渦流就越大.電磁感應(yīng)渦流大小3.應(yīng)用： 、 、機場安檢等.4.防止：電動機、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止渦流過大而導(dǎo)致浪費能量，損壞電器.可增大鐵芯材料的 、用相互絕緣的 疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯.真空冶煉探測地雷電阻率硅鋼片二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動 問題設(shè)計1.電磁阻尼彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵.將磁鐵托起到某一高度后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來.如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動時穿過它(如圖3所示)，磁鐵就會很快停下來，解釋這個現(xiàn)

3、象.圖3 取一靈敏電流計，用手晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況。 用導(dǎo)線把靈敏電流計的兩個接線柱連在一起，再次晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況與上次有什么不同，怎樣解釋這種差別？第四章 電磁感應(yīng) 在運輸中，用導(dǎo)線短路兩接線柱，使表頭線圈閉合產(chǎn)生電磁阻尼，大大降低因外界的搖擺、振動對表頭的影響。 2.電磁驅(qū)動 一個閉合線圈放在蹄形磁鐵的兩磁極之間，如圖4所示，蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞OO軸轉(zhuǎn)動.當(dāng)蹄形磁鐵順時針轉(zhuǎn)動時線圈也順時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時線圈也逆時針轉(zhuǎn)動.圖4根據(jù)以上現(xiàn)象，回答下列問題：(1)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量是否變化？ 答案變化.(2)線圈轉(zhuǎn)動起來的動力是

4、什么力？線圈的轉(zhuǎn)動速度與磁鐵的轉(zhuǎn)動速度相同嗎？答案線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流受到安培力的作用，安培力作為動力使線圈轉(zhuǎn)動起來.線圈的轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速.要點提煉1.電磁阻尼(1)定義：當(dāng) 時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到 ，安培力的方向總是 導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象稱為 .(2)應(yīng)用：電磁阻尼中需要克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.所以磁電式儀表中利用電磁阻尼使指針迅速停止，便于讀數(shù).導(dǎo)體在磁場中運動安培力阻礙電磁阻尼2.電磁驅(qū)動(1)定義：如果 轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生 ，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用， 使導(dǎo)體運動起來，這種作用常稱為電磁驅(qū)動.注意：電磁驅(qū)動中導(dǎo)體的運動速度要 磁場的運動速度.

5、(2)應(yīng)用：電磁驅(qū)動中導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運動方向， 做功， 導(dǎo)體運動，電能轉(zhuǎn)化為機械能.所以利用電磁驅(qū)動發(fā)明了交流感應(yīng)電動機.磁場相對于導(dǎo)體感應(yīng)電流安培力小于相同安培力推動3.電磁阻尼與電磁驅(qū)動的聯(lián)系：電磁阻尼與電磁驅(qū)動現(xiàn)象中安培力的作用效果均為 相對運動.阻礙典例精析一、渦流的理解與應(yīng)用例1如圖5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，將金屬熔化，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()AD圖5針對訓(xùn)練光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖6所示，拋物線的方程是yx2，下半部處在一個水平方

6、向的勻強磁場中，磁場的上邊界是ya的直線(圖中的虛線所示)，一個小金屬塊從拋物線上yb(ba)處以初速度v沿拋物線下滑.假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是 ()二、對電磁阻尼的理解例2如圖7所示，一狹長的銅片能繞O點在紙平面內(nèi)擺動，有界磁場的方向垂直紙面向里，銅片在擺動時受到較強的阻尼作用，很快就停止擺動.如果在銅片上開幾個長縫，銅片可以在磁場中擺動較多的次數(shù)后才停止擺動，這是為什么？三、對電磁驅(qū)動的理解例3位于光滑水平面上的小車上放置一螺線管，一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v水平穿過，如圖8所示，在此過程中()A.磁鐵做勻速直線運動B.磁鐵做減速運動C

7、.小車向右做加速運動D.小車先加速后減速課堂要點小結(jié)12341.(渦流的理解)下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是 ()A.把金屬塊放在勻強磁場中B.讓金屬塊在勻強磁場中做勻速運動C.讓金屬塊在勻強磁場中做變速運動D.把金屬塊放在變化的磁場中自我檢測1234解析渦流就是整個金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化.而A、B、C中磁通量不變化，所以A、B、C錯誤；把金屬塊放在變化的磁場中時，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生了變化，有渦流產(chǎn)生，所以D正確.答案D12342.(渦流的應(yīng)用)安檢門是一個用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電

8、流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過“門”時能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警.以下關(guān)于這個安檢門的說法正確的是()1234A.這個安檢門也能檢查出毒品攜帶者B.這個安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C.如果這個“門框”的線圈中通上恒定電流，也能檢查出 金屬物品攜帶者D.這個安檢門工作時，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了 電流的磁效應(yīng)12343.(電磁阻尼的理解與應(yīng)用)如圖9所示，條形磁鐵用細(xì)線懸掛在O點.O點正下方固定一個水平放置的鋁線圈.讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動，下列說法中正確的是()圖91234A.磁鐵左右擺動一次，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變2次B.磁鐵始終受到

9、感應(yīng)電流磁場的斥力作用C.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對它的作用力始終是阻力D.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對它的作用力有時是阻力有時 是動力1234解析磁鐵向下擺動時，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流(從上面看)，并且磁鐵受到感應(yīng)電流對它的作用力為阻力，阻礙它靠近；磁鐵向上擺動時，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流(從上面看)，磁場受感應(yīng)電流對它的作用力仍為阻力，阻礙它遠(yuǎn)離，所以磁鐵在左右擺動一次過程中，電流方向改變3次，感應(yīng)電流對它的作用力始終是阻力，只有C項正確.答案C12344.(電磁驅(qū)動的理解與應(yīng)用)如圖10所示，磁極遠(yuǎn)離和靠近圓環(huán)時產(chǎn)生的現(xiàn)象正確的是 ()圖10A.圖中磁鐵N極接近A環(huán)時，A環(huán)被吸引，而后被推開B.圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時，A環(huán)被排斥，而后