2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 人教版（2019）课件（共32张PPT）
文档属性
| 名称 | 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 人教版（2019）课件（共32张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-30 12:55:26 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
第二章 电磁感应
2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
——选修2——
学习目标
1.了解感生电场，知道感生电动势的产生原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。
2.通过是实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害。
3.通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用。
4.了解电磁阻尼和电磁驱动。
情景引入
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？
一、电磁感应现象中的感生电场
麦克斯韦认为磁场变化时会在空间激发一种电场。
这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。
如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，也就是说导体中产生了感应电动势。
一、电磁感应现象中的感生电场
静电场由电荷产生
感生电场由变化的磁场产生
变化磁场
激发
感生
电场
力
导体中
自由电荷
感应
电流
产生
感生电动势
定向移动
一、电磁感应现象中的感生电场
现代科学研究都用到高速电子，电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。
电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。
一、电磁感应现象中的感生电场
从上往下看（俯视）时
问题1：请描述磁场的方向
由下向上
问题2：请说出电子的运动情况
由于电子带负电，所以电子沿逆时针方向运动
一、电磁感应现象中的感生电场
问题3：判断感生电场的方向
从上往下看（俯视）时
感生电场方向沿顺时针方向
由楞次定律可知：原磁场应该由弱变强
二、涡流
当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流，
二、涡流
涡流：
如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
二、涡流
涡流的应用
（1）涡流热效应：
金属块中的涡流会产生热量。用来冶炼合金钢的真空冶炼炉（如图），炉外有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化。
二、涡流
涡流的应用
利用涡流冶炼金属的优点是，整个过程可以在真空中进行，能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金。
（1）涡流热效应：
二、涡流
涡流的应用
（2）涡流磁效应：
线圈中有变化着的电流。如果遇到金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流。
二、涡流
涡流的应用
（2）涡流磁效应：
线圈中有变化着的电流。如果遇到金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流。
二、涡流
涡流的危害和防止
1、危害：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。
2、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。
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
三、涡流
三、电磁阻尼
如图，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？
三、电磁阻尼
1.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。
2.应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等.
安培力做负功，把其他形式能（机械能）转化为导体内的电能。
四、电磁驱动
四、电磁驱动
四、电磁驱动
电磁驱动
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。
四、电磁驱动
电磁驱动
线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步
四、电磁驱动
应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
感应电动机
电能表
电磁式速度表
四、电磁驱动
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。配置的三个线圈连接到三相电源上，就能产生类似上面演示实验中的旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动
四、电磁驱动
这样，电动机把电能转化成机械能。
四、电磁驱动
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
联系：安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。
区别：①电磁阻尼是导体相对于磁场运动;
②电磁驱动是磁场相对于导体运动。
五、课堂练习
1、如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
C
五、课堂练习
解析：
通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温。
故C正确。
五、课堂练习
2、如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO' 转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则( )
A．铜盘转动将变慢
B．铜盘转动将变快
C．铜盘仍以原来的转速转动
D．铜盘转动速度是否变化，要根据磁铁的上、下两端的极性来决定
A
五、课堂练习
2．高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝融化焊接，要使焊接处产生的热量较大，下列措施不可采用是（ ）
A．减小焊接缝的接触电阻
B．增大焊接缝的接触电阻
C．增大交变电流的电压
D．增大交变电流的频率
A
总结
一、电磁感应现象中的感生电场
二、涡流
三、电磁阻尼和电磁驱动
1、产生
2、防止
砥砺前行
不负韶华
第二章 电磁感应
2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
——选修2——
学习目标
1.了解感生电场，知道感生电动势的产生原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。
2.通过是实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害。
3.通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用。
4.了解电磁阻尼和电磁驱动。
情景引入
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？
一、电磁感应现象中的感生电场
麦克斯韦认为磁场变化时会在空间激发一种电场。
这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。
如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，也就是说导体中产生了感应电动势。
一、电磁感应现象中的感生电场
静电场由电荷产生
感生电场由变化的磁场产生
变化磁场
激发
感生
电场
力
导体中
自由电荷
感应
电流
产生
感生电动势
定向移动
一、电磁感应现象中的感生电场
现代科学研究都用到高速电子，电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。它的基本原理如图示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。
电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。
一、电磁感应现象中的感生电场
从上往下看（俯视）时
问题1：请描述磁场的方向
由下向上
问题2：请说出电子的运动情况
由于电子带负电，所以电子沿逆时针方向运动
一、电磁感应现象中的感生电场
问题3：判断感生电场的方向
从上往下看（俯视）时
感生电场方向沿顺时针方向
由楞次定律可知：原磁场应该由弱变强
二、涡流
当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流，
二、涡流
涡流：
如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
二、涡流
涡流的应用
（1）涡流热效应：
金属块中的涡流会产生热量。用来冶炼合金钢的真空冶炼炉（如图），炉外有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化。
二、涡流
涡流的应用
利用涡流冶炼金属的优点是，整个过程可以在真空中进行，能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金。
（1）涡流热效应：
二、涡流
涡流的应用
（2）涡流磁效应：
线圈中有变化着的电流。如果遇到金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流。
二、涡流
涡流的应用
（2）涡流磁效应：
线圈中有变化着的电流。如果遇到金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流。
二、涡流
涡流的危害和防止
1、危害：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。
2、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。
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
三、涡流
三、电磁阻尼
如图，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？
三、电磁阻尼
1.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。
2.应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等.
安培力做负功，把其他形式能（机械能）转化为导体内的电能。
四、电磁驱动
四、电磁驱动
四、电磁驱动
电磁驱动
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。
四、电磁驱动
电磁驱动
线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步
四、电磁驱动
应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
感应电动机
电能表
电磁式速度表
四、电磁驱动
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。配置的三个线圈连接到三相电源上，就能产生类似上面演示实验中的旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动
四、电磁驱动
这样，电动机把电能转化成机械能。
四、电磁驱动
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
联系：安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。
区别：①电磁阻尼是导体相对于磁场运动;
②电磁驱动是磁场相对于导体运动。
五、课堂练习
1、如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
C
五、课堂练习
解析：
通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温。
故C正确。
五、课堂练习
2、如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO' 转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则( )
A．铜盘转动将变慢
B．铜盘转动将变快
C．铜盘仍以原来的转速转动
D．铜盘转动速度是否变化，要根据磁铁的上、下两端的极性来决定
A
五、课堂练习
2．高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝融化焊接，要使焊接处产生的热量较大，下列措施不可采用是（ ）
A．减小焊接缝的接触电阻
B．增大焊接缝的接触电阻
C．增大交变电流的电压
D．增大交变电流的频率
A
总结
一、电磁感应现象中的感生电场
二、涡流
三、电磁阻尼和电磁驱动
1、产生
2、防止
砥砺前行
不负韶华