物理人教版（2019）选择性必修第二册2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动（共22张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动（共22张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 40.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-27 08:34:41 | ||
图片预览
文档简介
(共22张PPT)
第二章 电磁感应
人教版（2019）选修 第二册
2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。
2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用。
3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用。
学习目标
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，在炉盘上放置铁锅，铁锅就会发热，你知道这是为什么吗？
导入新课
磁感应强度增大
思考：非静电力来源是什么？
感生电场力
1.感生电场：由于磁场变化而产生的电场叫感生电场，由感生电场产生的感应电动势叫作感生电动势。
磁场
变化
激发
感生
电场
力
导体中
自由电荷
形成
感应
电流
感生电动势
（非静电力）
产生
导体
闭合
静止电荷
激发
静电场
思考:
一、电磁感应现象中的感生电场
2.感生电场方向判断
方法：
依据：
楞次定律
假设有导体存在，推出感应电流的方向，就是感应电场的方向。
实例：现代科技----电子感应加速器
参考答案：电磁铁中电流变大
问：当电磁铁线圈中电流方向与图示一致时，电流大小怎么变化才能使电子加速？
S
N
靶
电子
轨道
电子枪
真空室
真空室俯视图
侧视图
I
例：如图，某段时间内，磁感应强度增大
感生电场
涡流
研究对象：
二、涡流
金属块
1.涡流:
2.涡流的应用
涡流热效应的应用
原理：
优点：
实例1：真空冶炼炉--冶炼合金钢
真空冶炼，防止空气中杂质进入,可以冶炼高质量的合金。
线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属产生涡流，涡流产生热量使金属融化。
在变化磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的旋涡，称为涡电流，简称涡流。
涡流的热效应
迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的线圈时，线圈周围产生迅速变化的磁场，面板上方的铁锅底部产生涡流，铁锅迅速发热。
实例2：电磁炉
涡流磁效应的应用
实例 探雷器、安检门
3.涡流的危害
⑵减小涡流的途径
⑴不用整块硅钢的原因
实例：电动机、变压器铁芯
增大铁芯电阻率：硅钢
相互绝缘的硅钢片叠成铁芯
电动机、变压器的线圈都缠绕在铁芯上。线圈中通过变化的电流，铁芯中会产生涡流，使铁芯发热，浪费了能量，还可能损害电器。
4.涡流的本质:
电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律、楞次定律。
练习 电磁炉又名电磁灶，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生。如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（ ）
A.电磁炉通电线圈加恒定电流，电流越大，电磁炉加热效果越好
B.电磁炉原理是通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C.电磁炉通电线圈通入大小和方向变化电流，电流变化越快，电磁炉加热效果越好
D.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差
BC
思考： 左图，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图中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何影响
右图，若金属块进、出磁场和整体在磁场中运动时，情况又如何？
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
B
三、电磁阻尼
进、出磁场时，产生焦耳热，损失机械能
整块在磁场中运动，其机械能不再损失
感应电流会使导体受到安培力,安培力方向总是阻碍导体的运动。
演示
电磁阻尼
思考：两金属片运动产生明显差异的原因是什么？
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。
1.电磁阻尼：
分析：铝框转动时，产生的感应电流受到安培力，该力阻碍铝框的转动，使指针很快停下来，便于读数。
2.应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼
思考1 磁式电流计为什么用轻质铝框做线圈骨架而不用轻质塑料？
把接线柱连在一起，线圈在摆动的时候就产生感应电流，这个感应电流可以阻碍线圈的摆动，降低指针的摆幅。
思考2 灵敏电流计在运输中需用导线将正负接线柱短接，这是什么道理？
演示：感应电动机
现象：线圈与磁极同向转动，但转速小于磁极，即异步感应电动机。
四、电磁驱动
当磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流会使导体受到安培力，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。
1.电磁驱动
2.应用：交流感应电动机
连接到三相电源时，能产生旋转的磁场
鼠笼式异步电动机
思考：电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系是什么？
联系：
区别：
都是电磁感应现象中的阻碍相对运动
本质上：电磁力阻碍磁通量的变化
导体与磁场哪个主动运动
练习 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方是 ，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示）。一个小金属块从抛物线上y=b（b>a）处以初速v沿抛物线下滑。假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 （ ）
A.mgb B． C.mg（b-a） D．
D
解析：圆环最终在y=a以下来回摆动，以y=b（b>a）处为初位置，y=a处为末位置，可知末位置的速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根据能量守恒得
二、涡流
产生原理
涡流的应用与危害
三、电磁阻尼和电磁驱动（阻碍相对运动）
电磁阻尼：磁场不动，导体动
电磁驱动：导体不动，磁场动
一、感生电场
课堂小结
课堂小结
第二章 电磁感应
人教版（2019）选修 第二册
2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。
2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用。
3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用。
学习目标
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，在炉盘上放置铁锅，铁锅就会发热，你知道这是为什么吗？
导入新课
磁感应强度增大
思考：非静电力来源是什么？
感生电场力
1.感生电场：由于磁场变化而产生的电场叫感生电场，由感生电场产生的感应电动势叫作感生电动势。
磁场
变化
激发
感生
电场
力
导体中
自由电荷
形成
感应
电流
感生电动势
（非静电力）
产生
导体
闭合
静止电荷
激发
静电场
思考:
一、电磁感应现象中的感生电场
2.感生电场方向判断
方法：
依据：
楞次定律
假设有导体存在，推出感应电流的方向，就是感应电场的方向。
实例：现代科技----电子感应加速器
参考答案：电磁铁中电流变大
问：当电磁铁线圈中电流方向与图示一致时，电流大小怎么变化才能使电子加速？
S
N
靶
电子
轨道
电子枪
真空室
真空室俯视图
侧视图
I
例：如图，某段时间内，磁感应强度增大
感生电场
涡流
研究对象：
二、涡流
金属块
1.涡流:
2.涡流的应用
涡流热效应的应用
原理：
优点：
实例1：真空冶炼炉--冶炼合金钢
真空冶炼，防止空气中杂质进入,可以冶炼高质量的合金。
线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属产生涡流，涡流产生热量使金属融化。
在变化磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的旋涡，称为涡电流，简称涡流。
涡流的热效应
迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的线圈时，线圈周围产生迅速变化的磁场，面板上方的铁锅底部产生涡流，铁锅迅速发热。
实例2：电磁炉
涡流磁效应的应用
实例 探雷器、安检门
3.涡流的危害
⑵减小涡流的途径
⑴不用整块硅钢的原因
实例：电动机、变压器铁芯
增大铁芯电阻率：硅钢
相互绝缘的硅钢片叠成铁芯
电动机、变压器的线圈都缠绕在铁芯上。线圈中通过变化的电流，铁芯中会产生涡流，使铁芯发热，浪费了能量，还可能损害电器。
4.涡流的本质:
电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律、楞次定律。
练习 电磁炉又名电磁灶，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生。如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（ ）
A.电磁炉通电线圈加恒定电流，电流越大，电磁炉加热效果越好
B.电磁炉原理是通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C.电磁炉通电线圈通入大小和方向变化电流，电流变化越快，电磁炉加热效果越好
D.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差
BC
思考： 左图，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图中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何影响
右图，若金属块进、出磁场和整体在磁场中运动时，情况又如何？
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
B
三、电磁阻尼
进、出磁场时，产生焦耳热，损失机械能
整块在磁场中运动，其机械能不再损失
感应电流会使导体受到安培力,安培力方向总是阻碍导体的运动。
演示
电磁阻尼
思考：两金属片运动产生明显差异的原因是什么？
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。
1.电磁阻尼：
分析：铝框转动时，产生的感应电流受到安培力，该力阻碍铝框的转动，使指针很快停下来，便于读数。
2.应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼
思考1 磁式电流计为什么用轻质铝框做线圈骨架而不用轻质塑料？
把接线柱连在一起，线圈在摆动的时候就产生感应电流，这个感应电流可以阻碍线圈的摆动，降低指针的摆幅。
思考2 灵敏电流计在运输中需用导线将正负接线柱短接，这是什么道理？
演示：感应电动机
现象：线圈与磁极同向转动，但转速小于磁极，即异步感应电动机。
四、电磁驱动
当磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流会使导体受到安培力，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。
1.电磁驱动
2.应用：交流感应电动机
连接到三相电源时，能产生旋转的磁场
鼠笼式异步电动机
思考：电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系是什么？
联系：
区别：
都是电磁感应现象中的阻碍相对运动
本质上：电磁力阻碍磁通量的变化
导体与磁场哪个主动运动
练习 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方是 ，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示）。一个小金属块从抛物线上y=b（b>a）处以初速v沿抛物线下滑。假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 （ ）
A.mgb B． C.mg（b-a） D．
D
解析：圆环最终在y=a以下来回摆动，以y=b（b>a）处为初位置，y=a处为末位置，可知末位置的速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根据能量守恒得
二、涡流
产生原理
涡流的应用与危害
三、电磁阻尼和电磁驱动（阻碍相对运动）
电磁阻尼：磁场不动，导体动
电磁驱动：导体不动，磁场动
一、感生电场
课堂小结
课堂小结