人教版（2019）选择性必修第二册 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件(共18张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修第二册 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件(共18张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 27.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-19 21:21:09 | ||
图片预览
文档简介
(共18张PPT)
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
3
i
i
~
B′
B
问题
问题
在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？
P35
磁场变强
① 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，称为感生电场，也叫涡旋电场。
I′
变化的磁场在闭合电路中产生了感应电动势. 哪一种作用扮演了非静电力的角色
② 感生电场的电场线是闭合的，感生电场的方向可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判断。
E感
E＝n
电磁感应现象中的感生电场
感生电动势
B′
P35
电子感应加速器
P35
应用感生电场来加速电子的一种设备。
柱形电磁铁：产生变化的磁场；
环形真空管道：是电子运行的轨道
工作过程：
磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。
静电场 E0
感生电场 E
起源
由静止电荷激发
由变化的磁场激发
电场线形状
电场线为非闭合曲线
电场线为闭合曲线
E感
静电场为有源场
感生电场为无源场
磁场变强
他们间也有共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同(不讨论电势问题)；在导体中，感生电场可引起电荷的积累从而建立静电场。
感生电场与静电场的区别
1．当线圈中的电流随时间变化时，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流．看起来就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流（eddy current）。
涡流
i
i
~
B′
B
当电流增大时
2．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，产生的热量也很多。
P36
涡流的热效应及其应用
① 涡流冶炼的优点：
加热快、能耗少、易控温、无杂质
P36
涡流的热效应及其应用
② 电磁炉的原理
AC
电阻率低
B
具铁磁性
P36
涡流的热效应的危害与防止
变压器
电动机
I入
I出
Q
危害：
浪费电能
、烧坏仪器
防止（减少涡流的途径）：
① 增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢。
P36
涡流的热效应的危害与防止
危害：
浪费电能
、烧坏仪器
防止（减少涡流的途径）：
② 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
P36
用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
i
i
~
i
i
~
涡流的热效应的危害与防止
P36
涡流的磁效应及其应用
报警器
变化电流
P36
涡流的机械效应—电磁阻尼
P37
如图 2.3-7 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？
思考与讨论
F安
（阻碍铝框的转动）
I
涡流的机械效应—电磁阻尼
P37
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上（图 2.3-8）。 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？
思考与讨论
等效图
F′安
ω
I′
F′安
I′
ω
（阻碍铝框的转动）
涡流的机械效应—电磁阻尼
P38
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。用导线把微安表的两个接线柱连在一起（图2.3-9），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？为什么灵敏电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起？
做一做
构成一个闭合回路。如果它的指针摆动，就会在线圈中产生感应电流，出现电磁阻尼的现象，使指针很快的停止运动就不容易折断。
P38
观察铝框的运动
如图 2.3-10 所示，一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极间，可以绕支点自由转动。转动磁体，观察铝框的运动。怎样解释铝框的运动？
演 示
B
N
S
N
S
B
I
F
F
涡流的机械效应—电磁驱动
P38
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。
应用：感应电动机。
电磁阻尼和电磁驱动
电磁阻尼和电磁驱动 情景 作用 表现 原因 能量观
v
F
v
F
导体在磁场中运动
磁铁相对导体运动
阻尼
驱动
阻碍
相对
运动
阻碍
磁通量
变化
导体的机械能转化为电能
磁体的机械能转化为导体的机械能
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
3
i
i
~
B′
B
问题
问题
在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？
P35
磁场变强
① 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，称为感生电场，也叫涡旋电场。
I′
变化的磁场在闭合电路中产生了感应电动势. 哪一种作用扮演了非静电力的角色
② 感生电场的电场线是闭合的，感生电场的方向可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判断。
E感
E＝n
电磁感应现象中的感生电场
感生电动势
B′
P35
电子感应加速器
P35
应用感生电场来加速电子的一种设备。
柱形电磁铁：产生变化的磁场；
环形真空管道：是电子运行的轨道
工作过程：
磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。
静电场 E0
感生电场 E
起源
由静止电荷激发
由变化的磁场激发
电场线形状
电场线为非闭合曲线
电场线为闭合曲线
E感
静电场为有源场
感生电场为无源场
磁场变强
他们间也有共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同(不讨论电势问题)；在导体中，感生电场可引起电荷的积累从而建立静电场。
感生电场与静电场的区别
1．当线圈中的电流随时间变化时，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流．看起来就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流（eddy current）。
涡流
i
i
~
B′
B
当电流增大时
2．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，产生的热量也很多。
P36
涡流的热效应及其应用
① 涡流冶炼的优点：
加热快、能耗少、易控温、无杂质
P36
涡流的热效应及其应用
② 电磁炉的原理
AC
电阻率低
B
具铁磁性
P36
涡流的热效应的危害与防止
变压器
电动机
I入
I出
Q
危害：
浪费电能
、烧坏仪器
防止（减少涡流的途径）：
① 增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢。
P36
涡流的热效应的危害与防止
危害：
浪费电能
、烧坏仪器
防止（减少涡流的途径）：
② 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
P36
用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
i
i
~
i
i
~
涡流的热效应的危害与防止
P36
涡流的磁效应及其应用
报警器
变化电流
P36
涡流的机械效应—电磁阻尼
P37
如图 2.3-7 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？
思考与讨论
F安
（阻碍铝框的转动）
I
涡流的机械效应—电磁阻尼
P37
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上（图 2.3-8）。 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？
思考与讨论
等效图
F′安
ω
I′
F′安
I′
ω
（阻碍铝框的转动）
涡流的机械效应—电磁阻尼
P38
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。用导线把微安表的两个接线柱连在一起（图2.3-9），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？为什么灵敏电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起？
做一做
构成一个闭合回路。如果它的指针摆动，就会在线圈中产生感应电流，出现电磁阻尼的现象，使指针很快的停止运动就不容易折断。
P38
观察铝框的运动
如图 2.3-10 所示，一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极间，可以绕支点自由转动。转动磁体，观察铝框的运动。怎样解释铝框的运动？
演 示
B
N
S
N
S
B
I
F
F
涡流的机械效应—电磁驱动
P38
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。
应用：感应电动机。
电磁阻尼和电磁驱动
电磁阻尼和电磁驱动 情景 作用 表现 原因 能量观
v
F
v
F
导体在磁场中运动
磁铁相对导体运动
阻尼
驱动
阻碍
相对
运动
阻碍
磁通量
变化
导体的机械能转化为电能
磁体的机械能转化为导体的机械能