2.3渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第二章電磁感應(yīng)

人教版（2019）選修第二冊(cè)2.3

渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

1.了解感生電場(chǎng)的概念，了解電子感應(yīng)加速器的工作原理。2.理解渦流的產(chǎn)生原理，了解渦流在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。3.理解電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理，了解其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)

在電磁爐的爐盤下有一個(gè)線圈。電磁爐工作時(shí)，它的盤面并不發(fā)熱，在爐盤上放置鐵鍋，鐵鍋就會(huì)發(fā)熱，你知道這是為什么嗎？導(dǎo)入新課磁感應(yīng)強(qiáng)度增大思考：非靜電力來(lái)源是什么？感生電場(chǎng)力1.感生電場(chǎng)：由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)，由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作感生電動(dòng)勢(shì)。磁場(chǎng)變化激發(fā)感生電場(chǎng)力導(dǎo)體中自由電荷形成感應(yīng)電流感生電動(dòng)勢(shì)（非靜電力）產(chǎn)生導(dǎo)體閉合靜止電荷激發(fā)靜電場(chǎng)思考:一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)2.感生電場(chǎng)方向判斷方法：依據(jù)：楞次定律假設(shè)有導(dǎo)體存在，推出感應(yīng)電流的方向，就是感應(yīng)電場(chǎng)的方向。實(shí)例：現(xiàn)代科技----電子感應(yīng)加速器參考答案：電磁鐵中電流變大問：當(dāng)電磁鐵線圈中電流方向與圖示一致時(shí)，電流大小怎么變化才能使電子加速？SN靶電子軌道電子槍真空室真空室俯視圖側(cè)視圖I例：如圖，某段時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大感生電場(chǎng)渦流研究對(duì)象：二、渦流金屬塊1.渦流:

2.渦流的應(yīng)用

渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用原理：優(yōu)點(diǎn)：實(shí)例1：真空冶煉爐--冶煉合金鋼真空冶煉，防止空氣中雜質(zhì)進(jìn)入,可以冶煉高質(zhì)量的合金。線圈中通入迅速變化的電流，爐內(nèi)的金屬產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生熱量使金屬融化。在變化磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流，就像水中的旋渦，稱為渦電流，簡(jiǎn)稱渦流。渦流的熱效應(yīng)

迅速變化的電流通過(guò)電磁爐面板下方的線圈時(shí)，線圈周圍產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)，面板上方的鐵鍋底部產(chǎn)生渦流，鐵鍋迅速發(fā)熱。實(shí)例2：電磁爐

渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用

實(shí)例探雷器、安檢門3.渦流的危害⑵減小渦流的途徑⑴不用整塊硅鋼的原因

實(shí)例：電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯

增大鐵芯電阻率：硅鋼

相互絕緣的硅鋼片疊成鐵芯

電動(dòng)機(jī)、變壓器的線圈都纏繞在鐵芯上。線圈中通過(guò)變化的電流，鐵芯中會(huì)產(chǎn)生渦流，使鐵芯發(fā)熱，浪費(fèi)了能量，還可能損害電器。4.渦流的本質(zhì):電磁感應(yīng)現(xiàn)象，遵循法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律。練習(xí)電磁爐又名電磁灶，它無(wú)需明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱直接在鍋底產(chǎn)生。如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖，下列說(shuō)法正確的是（）A.電磁爐通電線圈加恒定電流，電流越大，電磁爐加熱效果越好B.電磁爐原理是通電線圈加交流電后，在鍋底產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作C.電磁爐通電線圈通入大小和方向變化電流，電流變化越快，電磁爐加熱效果越好D.電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差BC思考：

左圖，一個(gè)單匝線圈落入磁場(chǎng)中，分析它在圖中位置時(shí)感應(yīng)電流的方向和所受安培力的方向。安培力對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)有何影響?

右圖，若金屬塊進(jìn)、出磁場(chǎng)和整體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，情況又如何？××××××××××××××××B三、電磁阻尼

進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生焦耳熱，損失機(jī)械能

整塊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能不再損失感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力,安培力方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。演示電磁阻尼思考：兩金屬片運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生明顯差異的原因是什么？

當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。1.電磁阻尼：分析：鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到安培力，該力阻礙鋁框的轉(zhuǎn)動(dòng)，使指針很快停下來(lái)，便于讀數(shù)。2.應(yīng)用：磁電式儀表中利用電磁阻尼思考1

磁式電流計(jì)為什么用輕質(zhì)鋁框做線圈骨架而不用輕質(zhì)塑料？

把接線柱連在一起，線圈在擺動(dòng)的時(shí)候就產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個(gè)感應(yīng)電流可以阻礙線圈的擺動(dòng)，降低指針的擺幅。思考2

靈敏電流計(jì)在運(yùn)輸中需用導(dǎo)線將正負(fù)接線柱短接，這是什么道理？演示：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)現(xiàn)象：線圈與磁極同向轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)速小于磁極，即異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。四、電磁驅(qū)動(dòng)

當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這種作用稱為電磁驅(qū)動(dòng)。1.電磁驅(qū)動(dòng)2.應(yīng)用：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)連接到三相電源時(shí)，能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)思考：電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的區(qū)別和聯(lián)系是什么？聯(lián)系：區(qū)別：都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上：電磁力阻礙磁通量的變化導(dǎo)體與磁場(chǎng)哪個(gè)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)練習(xí)光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方是

，下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是y=a的直線（圖中的虛線所示）。一個(gè)小金屬塊從拋物線上y=b（b>a）處以初速v沿拋物線下滑。假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是

（）

A.mgb

B．

C.mg（b-a）

D．D解析：圓環(huán)最終在y=a以下來(lái)回?cái)[動(dòng)，以y=b（b>a）處為初位置，y=a處為末位置，可知末位置的速度為零，在整個(gè)過(guò)程中，重