高中物理人教選修32練習(xí)課件4.7渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

1、人教版 選修3-2,第四章電磁感應(yīng),第7節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng),課前預(yù)習(xí)作業(yè),1渦流 (1)定義 由于_，在導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水中漩渦樣的_電流。 (2)特點(diǎn) 若金屬的電阻率小，渦流往往_，產(chǎn)生的熱量_。 (3)應(yīng)用 渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用：如_。 渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用：如_、_。 (4)防止 電動(dòng)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。,電磁感應(yīng),感應(yīng),很強(qiáng),很多,真空冶煉爐,探雷器,安檢門,途徑一：增大鐵芯材料的_。 途徑二：用相互絕緣的_疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯。 2電磁阻尼 (1)定義：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，_會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是_導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。 (

2、2)應(yīng)用：電學(xué)儀表中利用電磁阻尼使指針很快地_，便于讀數(shù)。 3電磁驅(qū)動(dòng) (1)定義：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到_的作用，_使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來的現(xiàn)象。 (2)應(yīng)用：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。,電阻率,硅鋼片,感應(yīng)電流,阻礙,停下來,安培力,安培力,課堂對點(diǎn)訓(xùn)練,1.下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是() A把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場中 B讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做勻速運(yùn)動(dòng) C讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做變速運(yùn)動(dòng) D把金屬塊放在變化的磁場中,解析渦流就是整個(gè)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

3、、B、C錯(cuò)誤；把金屬塊放在變化的磁場中時(shí)，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。,2(多選)變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成，而不采用一塊整硅鋼，這是為了() A增大渦流，提高變壓器的效率 B減小渦流，提高變壓器的效率 C增大渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量 D減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量 解析渦流的主要效應(yīng)之一就是發(fā)熱，而變壓器的鐵芯發(fā)熱，是我們不希望出現(xiàn)的，所以不采用整塊硅鋼，而采用薄硅鋼片疊壓在一起，目的是減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量，進(jìn)而提高變壓器的效率。,3(多選)如圖所示是用渦流金屬探測器探究地下金屬物的示意圖，下列說法中正確的是() A探測器內(nèi)的探測線圈會(huì)產(chǎn)生交變磁場 B只有

4、有磁性的金屬物才會(huì)被探測器探測到 C探測到地下的金屬物是因?yàn)樘筋^中產(chǎn)生了渦流 D探測到地下的金屬物是因?yàn)榻饘傥镏挟a(chǎn)生了渦流 解析金屬探測器是利用渦流產(chǎn)生原理進(jìn)行工作的。,4(多選)高頻焊接原理示意圖，如圖所示，線圈通過高頻交流電，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,解析逐項(xiàng)分析如下：,5.我們用來做飯的爐子有各種各樣的款式，它們的工作原理不相同。有以天然氣、液化石油氣等作燃料的，例如天然氣爐；還有以直接用電熱方式加熱的，例如電飯鍋。下面介紹的是以電磁感應(yīng)

5、原理生熱的電磁爐。 如圖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(gè)金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場，這個(gè)磁場的大小和方向是不斷變化的，這個(gè)變化的磁場又會(huì)引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)(或鋼質(zhì))鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便能起到加熱食物的作用。,電磁爐的特點(diǎn)是：電磁爐的效率比一般的爐子都高，熱效率高達(dá)90%，爐面無明火，無煙無廢氣，電磁火力強(qiáng)勁，安全可靠。 因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用。對于鍋的選擇，方法很簡單，只要鍋底能被磁鐵吸住的就能用。適合放在電磁爐上烹飪的器具有不銹鋼鍋、

6、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。 (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(gè)即可)： _； _； _。,(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)在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐還能起到加熱作用嗎？為什么？ 答案(1)電流的磁效應(yīng)(或電生磁)電磁感應(yīng)現(xiàn)象(或磁生電)電流的熱效應(yīng)(或焦耳定律) (2)不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象電阻率小，電熱少，效率低 (3)能起到加熱作用。由于線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)起到加熱作用。,6.(多選)如圖所示是電

7、表中的指針和電磁阻尼器，下列說法中正確的是() A2是磁鐵，在1中會(huì)產(chǎn)生渦流 B1是磁鐵，在2中會(huì)產(chǎn)生渦流 C電磁阻尼器的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動(dòng) D電磁阻尼器的作用是使指針能夠很快地穩(wěn)定 解析電磁阻尼在實(shí)際中有很多用處，電學(xué)儀表的指針能很快停下來就是利用了電磁阻尼。,7如圖所示，用絲線把閉合金屬環(huán)懸掛于O點(diǎn)，圖中虛線左邊有勻強(qiáng)磁場，右邊沒有磁場。金屬環(huán)的擺動(dòng)會(huì)很快停下來。試解釋這一現(xiàn)象。若整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場，會(huì)有這種現(xiàn)象嗎？ 答案只有左邊有勻強(qiáng)磁場，金屬環(huán)在穿越磁場邊界時(shí)，由于磁通量發(fā)生變化，環(huán)內(nèi)一定會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，根據(jù)楞次定律，將會(huì)阻礙相對運(yùn)動(dòng)，所以擺動(dòng)會(huì)很快停下來，這就是電磁阻尼現(xiàn)

8、象。當(dāng)然也可以用能量守恒來解釋：既然有電流產(chǎn)生，就一定有一部分機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，最后電流通過導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若空間都有勻強(qiáng)磁場，穿過金屬環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此也就不會(huì)阻礙相對運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)就不會(huì)很快停下來。,8如圖所示，彈簧上端固定，下端掛一根條形磁鐵。將磁鐵托起到某一高度處放開，磁鐵能上下振動(dòng)較長時(shí)間才停下來。如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的閉合導(dǎo)體線圈，使磁鐵能上下振動(dòng)穿過它，磁鐵就會(huì)很快停下來。請解釋這個(gè)現(xiàn)象，并說明能量轉(zhuǎn)化的情況。 答案當(dāng)磁鐵穿過固定的線圈時(shí)，閉合導(dǎo)體線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場會(huì)阻礙磁鐵靠近或離開，也就是說磁鐵振動(dòng)除了 克服空氣阻力做功外，還需要

9、克服安培力做功，條形磁鐵的機(jī)械能損失較快，因而會(huì)很快停下來。此過程中條形磁鐵損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為線圈中的電能以及空氣摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。,9如圖所示，蹄形磁鐵的兩極之間放置一個(gè)線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁鐵按圖示方向繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是() A俯視，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B俯視，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 C線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速 D線圈靜止不動(dòng) 解析當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由楞次定律推論“來拒去留”可知線圈跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速。,10(多選)位于光滑水平面的小車上放置一螺線管，一個(gè)比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線水平穿過，如上圖所示，在此過程中() A磁鐵做勻速直線運(yùn)動(dòng)B磁鐵做減速運(yùn)動(dòng) C小車向右做加速運(yùn)動(dòng)D小車先加速后減速 解析磁鐵水平穿入螺線管時(shí)，管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律知螺線管左端相當(dāng)于S極，與磁鐵S極相斥，阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)。同理，磁鐵穿出時(shí)，由楞次定律知螺線管右端