《渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動+》導(dǎo)學(xué)案

《渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動+》導(dǎo)學(xué)案《渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動+》導(dǎo)學(xué)案《渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動+》導(dǎo)學(xué)案資料僅供參考文件編號：2022年4月《渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動+》導(dǎo)學(xué)案版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解渦流是怎樣產(chǎn)生的。2.了解渦流現(xiàn)象的利用和危害。3.通過對渦流實例的分析,了解渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。4.了解電磁阻尼和電磁驅(qū)動。知識梳理1.渦流(1)定義:當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時,線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生①感應(yīng)電流,由于電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合電路,很像水中的漩渦,因此叫作渦流。

(2)特點:若金屬的電阻率小,渦流往往②很強(qiáng),產(chǎn)生的熱量③很多。

(3)應(yīng)用:①渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用:如④真空冶煉爐。

②渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用:如⑤探雷器、⑥安檢門。

(4)防止:電動機(jī)、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止鐵芯中渦流過大而導(dǎo)致浪費(fèi)能量,損壞電器。①途徑一:增大鐵芯材料的⑦電阻率。

②途徑二:用相互絕緣的⑧硅鋼片疊成的鐵芯代替整塊硅鐵芯。

2.電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時,感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是⑨阻礙(填“促進(jìn)”或“阻礙”)導(dǎo)體的運(yùn)動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。

3.電磁驅(qū)動當(dāng)磁場相對于導(dǎo)體運(yùn)動時,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力,安培力使導(dǎo)體⑩運(yùn)動起來(填“保持靜止”或“運(yùn)動起來”),這種作用常常稱為電磁驅(qū)動。

新知探究主題1:渦流的產(chǎn)生(1)渦流的產(chǎn)生機(jī)理是什么

(2)為什么變壓器、電動機(jī)的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多薄片疊合而成的

(3)渦流是否遵循法拉第電磁感應(yīng)定律

主題2:電磁阻尼、電磁驅(qū)動(重點探究)(1)閱讀教材中的“思考與討論”,回答下列問題。①如圖甲所示,一個單匝線圈落入磁場中,分析它在圖示位置時感應(yīng)電流的方向和所受安培力方向。安培力對線圈的運(yùn)動有什么影響

②磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上,如圖乙所示。假定儀表工作時指針向右轉(zhuǎn)動,鋁框中的感應(yīng)電流沿什么方向由于鋁框轉(zhuǎn)動時其中有感應(yīng)電流,鋁框要受到安培力,安培力沿什么方向安培力對鋁框的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生什么影響使用鋁框做線圈骨架有什么好處(2)閱讀教材中“演示”的相關(guān)內(nèi)容,回答下面問題。如圖所示,一個閉合線圈放在蹄形磁鐵的兩磁極之間,蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞OO'軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)動蹄形磁鐵時,觀察線圈的運(yùn)動。怎樣解釋線圈的運(yùn)動

主題3:電磁阻尼和電磁驅(qū)動的區(qū)別(1)電磁阻尼、電磁驅(qū)動中感應(yīng)電流的成因有何區(qū)別

(2)電磁阻尼和電磁驅(qū)動中安培力的效果有何不同

(3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動中能量轉(zhuǎn)化情況有何不同

自我測評1.下列關(guān)于渦流的說法正確的是()。A.渦流跟平時常見的感應(yīng)電流一樣,都是因為穿過導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的B.渦流不是感應(yīng)電流,而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C.渦流有熱效應(yīng),但沒有磁效應(yīng)D.在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流2.渦流會使金屬發(fā)熱,人們利用這個原理制成了電磁灶。關(guān)于電磁灶,下列說法正確的是()。A.電磁灶都是用高頻交流電工作的B.高頻電磁灶有加熱線圈,可以通過熱傳導(dǎo)將熱能傳導(dǎo)給鍋體及鍋內(nèi)食物C.電磁灶和微波爐是一個道理,工作原理是一樣的D.無論哪種電磁灶,都是利用渦流原理工作的3.如圖所示,四根等長的鋁管和鐵塊(其中C中鋁管不閉合,其他兩根鋁管及鐵管均閉合)豎直放置在同一豎直平面內(nèi),分別將磁鐵和鐵塊沿管的中心軸線從管的上端由靜止釋放,忽略空氣阻力,則下列關(guān)于磁鐵和鐵塊穿過管的運(yùn)動時間的說法正確的是()。A.tA>tB=tC=tDB.tC=tA=tB=tDC.tC>tA=tB=tD D.tC=tA>tB=tD4.有一個銅盤,輕輕撥動它,它就能長時間地繞軸自由轉(zhuǎn)動,如果在轉(zhuǎn)動時把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤邊緣,但并不與銅盤接觸(如圖所示),銅盤就能在較短的時間內(nèi)停止。分析這個現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。拓展一、渦流的應(yīng)用1.高頻焊接原理示意圖如圖所示,給線圈通以高頻交流電,在金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱,將焊縫熔化焊接,要使焊接處產(chǎn)生的熱量較大可采用()。A.增大交變電流的電壓 B.增大交變電流的頻率C.增大焊接縫的接觸電阻 D.減小焊接縫的接觸電阻拓展二、電磁阻尼的分析及應(yīng)用2.磁電式儀表的線圈通常是用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上的,鋁框()。A.是為防止渦流而設(shè)計的 B.是為利用渦流而設(shè)計的C.起電磁阻尼的作用 D.起電磁驅(qū)動的作用參考答案課時4.6渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動知識體系梳理①感應(yīng)電流②很強(qiáng)③很多④真空冶煉爐⑤探雷器⑥安檢門⑦電阻率⑧硅鋼片⑨阻礙⑩運(yùn)動起來重點難點探究主題1:(1)處在磁場中的導(dǎo)體,只要磁場變化就會引起導(dǎo)體中的磁通量變化,導(dǎo)體中就有感應(yīng)電動勢,這一電動勢在導(dǎo)體內(nèi)部構(gòu)成回路,導(dǎo)體內(nèi)就有感應(yīng)電流。因為這種電流像水中的漩渦,所以稱為渦流。在大塊的金屬內(nèi)部,由于金屬塊的電阻很小,所以渦電流很大,能夠產(chǎn)生很大的熱量。嚴(yán)格地說,在變化的磁場中的一切導(dǎo)體內(nèi)都會產(chǎn)生渦流,只是渦電流的大小有區(qū)別,而一些微弱的渦電流會被我們忽視。(2)疊壓制成鐵芯,這樣渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi),回路的電阻很大,渦流大大減弱,渦流損失大大降低。(3)渦流是在整塊導(dǎo)體中發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,同樣遵循法拉第電磁感應(yīng)定律。主題2:(1)①單匝線圈落入磁場中圖示位置時感應(yīng)電流方向為逆時針,由左手定則可判定安培力方向向上,安培力阻礙線圈的下落。②儀表工作時指針向右偏轉(zhuǎn),鋁框中的感應(yīng)電流方向(從上往下看)沿鋁框逆時針方向,鋁框左邊受向下的安培力,而右邊受向上的安培力,安培力阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。使用鋁框做線圈骨架的目的是利用感應(yīng)電流來起電磁阻尼作用,使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來。磁電式儀表的指針能夠很快停下,就是利用了電磁阻尼。(2)當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時,穿過線圈的磁通量就發(fā)生變化。例如,線圈處于圖中所示的初始狀態(tài)時,穿過線圈的磁通量為零,蹄形磁鐵一轉(zhuǎn)動,穿過線圈的磁通量就增加了,根據(jù)楞次定律,此時線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生,以阻礙磁通量的增加,因而線圈會跟著一起轉(zhuǎn)動起來。線圈轉(zhuǎn)動方向與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速,即同向異步。主題3:(1)電磁阻尼是由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流;電磁驅(qū)動則是由于磁場運(yùn)動引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)電磁阻尼中安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相反,阻礙導(dǎo)體運(yùn)動;電磁驅(qū)動中導(dǎo)體所受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相同,推動導(dǎo)體運(yùn)動。(3)電磁阻尼中克服安培力做功,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電磁驅(qū)動中由于電磁感應(yīng),磁場能轉(zhuǎn)化為電能,通過安培力做功,電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能而對外做功。基礎(chǔ)智能檢測1.A2.D3.A4.如果銅盤轉(zhuǎn)動時加上磁場,則在銅盤中產(chǎn)生渦流,磁場對這個渦流的作用力阻礙銅盤的轉(zhuǎn)動,故在較短的時間內(nèi)銅盤將停止轉(zhuǎn)動全新視角拓展1.ABC【解析】交變電流頻率越高、電壓越大,產(chǎn)生的磁場變化越快,在工作中引起的感應(yīng)電動勢越大,感應(yīng)電流就越