高中物理人教新課標選修3-2課件：第4章 電磁感應7

7.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動自學線索學基礎導學一、渦流很強很多真空冶煉爐探雷器安檢門4．防止：電動機、變壓器等設備中應防止鐵芯中渦流過大而導致浪費能量，損壞電器．(1)途徑一：增大鐵芯材料的________．(2)途徑二：用相互絕緣的________疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯．電阻率硅鋼片二、電磁阻尼阻礙導體的運動

1．概念：磁場相對于導體轉(zhuǎn)動時，導體中產(chǎn)生感應電流，感應電流使導體受到________的作用，____________起來．2．應用：交流感應電動機．三、電磁驅(qū)動安培力使導體運動講要點例析渦流現(xiàn)象分析本質(zhì)電磁感應現(xiàn)象條件穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，并且金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路特點整個導體回路的電阻一般很小，感應電流很大產(chǎn)生(1)塊狀金屬放在變化的磁場中；(2)塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動 如圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流電時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，由于焊縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起．我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的．試定性地說明：為什么交變電流的頻率越高，焊縫處放出的熱量越多？解析：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快．根據(jù)法拉第電磁感應定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應電動勢就越大，感應電流就越大，而放出的熱量與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高，焊縫處放出的熱量越多．解析：產(chǎn)生渦流的條件是穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，對A、B、C給出的三種情況，穿過金屬塊的磁通量不發(fā)生變化．所以不產(chǎn)生渦流；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，故D正確．答案：D電磁阻尼和電磁驅(qū)動的比較項目比較內(nèi)容電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由于導體在磁場中運動而產(chǎn)生感應電流由于磁場運動引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應電流效果安培力的方向與導體運動方向相反，阻礙導體運動導體所受安培力的方向與導體運動方向相同，推動導體運動能量轉(zhuǎn)化導體克服安培力做功，其他形式能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導體的機械能相同點兩者都是電磁感應現(xiàn)象，導體受到的安培力都是阻礙導體與磁場間的相對運動 彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵．將磁鐵托到某一高度后放開，磁鐵能振動較長一段時間才停下來．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(如圖所示)，磁鐵就會很快停下來．解釋這個現(xiàn)象，并說明此現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化情況．解析：

當磁鐵穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中會產(chǎn)生感應電流，感應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受空氣阻力外，還有線圈受到的安培力阻礙，克服阻力需要做的功增多，振動時機械能的損失增快，因而會很快停下來．機械能的轉(zhuǎn)化情況可表示如下：解析：答案：A〔做一做〕——教材P27取一只微安表，用手晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況．用導線把微安表的正、負兩個接線柱連在一起，再次晃動表殼，表針相對表盤的擺動情況與剛才有什么不同？怎樣解釋這種差別？【點撥】

用導線把微安表的兩個接線柱連在一起后，用手晃動表殼，表針的擺動幅度大大減小，因為用導線把微安表兩接線柱連在一起，就形成了閉合回路，產(chǎn)生感應電流從而阻礙它們的相對運動．4．渦流在生活中的應用 在現(xiàn)代家庭的廚房中，電磁爐如圖甲是人們非常青睞的炊具，它具有熱效率高、溫控準確、安全性好、清潔衛(wèi)生等特點．利用以下材料并結(jié)合已學習的電磁學知識分析、討論電磁爐的工作原理和使用過程中遇到的問題．如圖乙所示是描述電磁爐工作原理的示意圖．爐子的內(nèi)部有一個金屬線圈，當電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，這個磁場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會使放在電磁爐上面的鐵質(zhì)(或鋼質(zhì))鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應電流．由于鍋底有電阻，所以感應電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應，這些熱能便能起到加熱食物的作用．因為電磁爐是以電磁感應產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用．適合放在電磁爐上烹飪的器具有：不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋；不適用的有：陶瓷鍋、圓底鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等．結(jié)合以上材料分析以下問題：(1)在電磁爐加熱食物的過程中涉及的物理原理有(回答三個即可)：①__________________________________________；②__________________________________________；③__________________________________________.(2)電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋的原因是____；電磁爐所用的鍋不能用鋁鍋、銅鍋的原因是________．(3)如果在鍋和電磁爐中間放一紙板，電磁爐還能起到加熱作用嗎？為什么？解析：(1)①電流的磁效應(或電生磁)；②電磁感應現(xiàn)象(或磁生電)；③電流的熱效應(或焦耳定律)(2)陶瓷和玻璃是絕緣體，不能產(chǎn)生感應電流電阻率小，電熱少，效率低(3)能起到加熱作用，因為線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應電流，利用電流的熱效應起到加熱作用．練隨堂演練1．下列關(guān)于渦流的說法中正確的是

(

)A．渦流跟平時常見的感應電流一樣，都是因為穿過導體的磁通量變化而產(chǎn)生的

B．渦流不是感應電流，而是一種有別于感應電流的特殊電流C．渦流有熱效應，但沒有磁效應D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流解析：渦流的本質(zhì)是電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電流，只不過是由金屬塊自身構(gòu)成回路．它既有熱效應，也有磁效應，所以A正確，B、C錯誤；硅鋼中產(chǎn)生的渦流較小，D錯誤．答案：A2．下列應用與渦流有關(guān)的是(

)A．家用電磁爐

B．家用微波爐C．真空冶煉爐

D．探雷器解析：家用電磁爐和真空冶煉爐利用渦流的熱效應工作，探雷器利用渦流的磁效應工作，而微波爐利用高頻電滋波工作．答案：ACD3．一塊銅片置于如圖所示的磁場中，如果用力把這銅片從磁場拉出或把它進一步推入，在這兩個過程中有關(guān)磁場對銅片的作用力，下列敘述正確的是(

)A．拉出時受到阻力

B．推入時受到阻力C．拉出時不受磁場力

D．推入時不受磁場力解析：銅片無論被拉出還是被推入，由于電磁感應，銅片中都會產(chǎn)生感應電流，所受安培力阻礙相對運動，產(chǎn)生電磁阻尼效果，所以A、B正確．答案：AB解析：硅鋼材料的電阻率大，再采用薄硅鋼片疊壓在一起代替整塊硅鋼，增大了鐵芯中的電阻，阻斷了渦流回路，變壓器工作時產(chǎn)生的渦流發(fā)熱就少，減少了電能轉(zhuǎn)化為鐵