高中物理 人教版（新课程标准） 选修3-2第四章电磁感应 第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共22张PPT)
文档属性
| 名称 | 高中物理 人教版（新课程标准） 选修3-2第四章电磁感应 第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共22张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 11.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-09-17 11:51:53 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第四章电磁感应
第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动
看完士兵在中越边界排雷的视频：
回答三个问题：
1.视频中，士兵手中拿了什么仪器？
2.该仪器运用了什么物理知识？
新课导入
涡流
一、涡流
1.当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上，
这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，如图中
的虚线所示。如果用图表示这样的感应电流，看起来就
像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流。
总结：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈
附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。
4.7
涡流的应用
4.7
2.像其他电流一样，金属块中的涡流也要产生热量。如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。
3.如图所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化。利用涡流冶炼
金属的优点是整个过程能在真空中进行，
这样就能防止空气中的杂质进入金属，
可以冶炼高质量的合金。
涡流的应用
4.7
1、真空冶炼炉
抽真空
涡流的应用
4.7
2、高频焊接
涡流的应用
4.7
3、电磁炉
涡流的应用
4.7
4、金属探测器
涡流的应用
4.7
4、金属探测器
探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场
埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流
涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警
涡流的应用
4.7
5、安检门
门框
~
交流电
报警电路
线圈
机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。（涡流）
涡流的防止
4.7
怎样减少涡流损耗？
电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。因此，我们要想办法减小涡流。途径之一是增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大。另一个途径就是用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
总结：
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢片
材料是硅钢
涡流的防止
4.7
怎样减少涡流损耗？
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢
材料是硅钢
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢片
例题
4.7
例题1.(多选)如图所示是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是（
）
A.探测器内的探测线圈会产生交变磁场
B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到
C.探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流
D.探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流
AD
例题
4.7
例题2.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的.如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被治炼的金属中，因此适用于冶炼特种金属.那么该炉的加热原理是(
)
A.利用线圈中电流产生的焦耳热
B.利用线圈中电流产生的磁场
C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D.给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电
C
电磁阻尼
4.7
【思考与讨论】
分析电表线圈骨架的作用
1.如图所示，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时感应电流的方向和所受安培力
的方向。安培力对线圈的运动有什
么影响？
安培力
?阻碍
?
?
线圈的运动
电磁阻尼
4.7
【思考与讨论】
2.磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，如图所示。假定仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流沿什么方向？由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培力。安培力是沿什么方向的？安培力对铝框的转动产生什么影响？使用铝框做线圈骨架有什么好处？
电磁阻尼
4.7
二、电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
【思考】
为什么灵敏的电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起？
电磁阻尼
4.7
【做一做】
1.取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动
的情况。
2.用导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，
表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同？怎样解释这
种差别？
3.为什么灵敏的电流表在运输时总要用导体把两个接线柱
连在一起？
例题
4.7
例题3.(多选)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如图11所示，在此过程中( )
A.磁铁做匀速直线运动
B.磁铁做减速运动
C.小车向右做加速运动
D.小车先加速后减速
BC
电磁驱动
4.7
演示
如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，可以绕支点自由转动。转动磁铁，观察铝框的运动。怎样解释铝框的运动？
电磁驱动
4.7
三、电磁驱动
1.如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
电磁驱动的应用
4.7
交流感应电动机
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。按如图所示配置的三个线圈连接到三相电源上，就能在线圈中间产生特殊的磁场。这个磁场就像前面图中旋转的蹄形磁铁的磁场一样。于是，磁场中的导线框也就随着转动。
第四章电磁感应
第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动
看完士兵在中越边界排雷的视频：
回答三个问题：
1.视频中，士兵手中拿了什么仪器？
2.该仪器运用了什么物理知识？
新课导入
涡流
一、涡流
1.当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上，
这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，如图中
的虚线所示。如果用图表示这样的感应电流，看起来就
像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流。
总结：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈
附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。
4.7
涡流的应用
4.7
2.像其他电流一样，金属块中的涡流也要产生热量。如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。
3.如图所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化。利用涡流冶炼
金属的优点是整个过程能在真空中进行，
这样就能防止空气中的杂质进入金属，
可以冶炼高质量的合金。
涡流的应用
4.7
1、真空冶炼炉
抽真空
涡流的应用
4.7
2、高频焊接
涡流的应用
4.7
3、电磁炉
涡流的应用
4.7
4、金属探测器
涡流的应用
4.7
4、金属探测器
探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场
埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流
涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警
涡流的应用
4.7
5、安检门
门框
~
交流电
报警电路
线圈
机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。（涡流）
涡流的防止
4.7
怎样减少涡流损耗？
电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。因此，我们要想办法减小涡流。途径之一是增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大。另一个途径就是用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
总结：
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢片
材料是硅钢
涡流的防止
4.7
怎样减少涡流损耗？
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢
材料是硅钢
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢片
例题
4.7
例题1.(多选)如图所示是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是（
）
A.探测器内的探测线圈会产生交变磁场
B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到
C.探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流
D.探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流
AD
例题
4.7
例题2.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的.如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被治炼的金属中，因此适用于冶炼特种金属.那么该炉的加热原理是(
)
A.利用线圈中电流产生的焦耳热
B.利用线圈中电流产生的磁场
C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D.给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电
C
电磁阻尼
4.7
【思考与讨论】
分析电表线圈骨架的作用
1.如图所示，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时感应电流的方向和所受安培力
的方向。安培力对线圈的运动有什
么影响？
安培力
?阻碍
?
?
线圈的运动
电磁阻尼
4.7
【思考与讨论】
2.磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，如图所示。假定仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流沿什么方向？由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培力。安培力是沿什么方向的？安培力对铝框的转动产生什么影响？使用铝框做线圈骨架有什么好处？
电磁阻尼
4.7
二、电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
【思考】
为什么灵敏的电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起？
电磁阻尼
4.7
【做一做】
1.取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动
的情况。
2.用导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，
表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同？怎样解释这
种差别？
3.为什么灵敏的电流表在运输时总要用导体把两个接线柱
连在一起？
例题
4.7
例题3.(多选)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如图11所示，在此过程中( )
A.磁铁做匀速直线运动
B.磁铁做减速运动
C.小车向右做加速运动
D.小车先加速后减速
BC
电磁驱动
4.7
演示
如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，可以绕支点自由转动。转动磁铁，观察铝框的运动。怎样解释铝框的运动？
电磁驱动
4.7
三、电磁驱动
1.如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
电磁驱动的应用
4.7
交流感应电动机
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。按如图所示配置的三个线圈连接到三相电源上，就能在线圈中间产生特殊的磁场。这个磁场就像前面图中旋转的蹄形磁铁的磁场一样。于是，磁场中的导线框也就随着转动。