人教版高中物理选修3-2 4．7涡流电磁阻尼和电磁驱动（20张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-2 4．7涡流电磁阻尼和电磁驱动（20张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 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 | 2020-04-21 18:10:03 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
学习目标
1.掌握涡流是如何产生的；和涡流对我们有不利和有利的方面，以及如何利用和防止。
2.掌握电磁阻尼和电磁驱动。
4.7涡流,电磁阻尼和电磁驱动
阅读课本第26到28页，思考以下内容
1.涡流是如何产生的；涡流对我们有哪些不利和有利的方面，以及如何利用和防止。
2.掌握电磁阻尼和电磁驱动。
1、定义：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体（块状金属）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。
2.涡流在块状金属中会产生热量，如果金属块电阻率小，则产生涡流很强，产生的热量很多。
精讲一： 涡流
涡流的利用
1、如图所示的真空冶炼炉，利用涡流的热效应来熔化金属。交流电的频率越高，金属熔炉中的感应电动势就越大，金属材料的电阻率越小，产生的涡流热效应就越强。
2、真空冶炼炉优点：
速度快，温度易控制，整个过程在真空中进行，能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，适于冶炼特种合金和特种钢。
a.真空冶炼炉，高频焊接
高频焊接机原理：线圈中通以高频电流，内部焊接工件由于电磁感应产生感应电流，频率越高，产生的感应电流越大。由于焊接缝处接触电阻很大，放出的热量很多，致使温度升高将金属熔化，焊接在一起。应用于焊接自行车车架。
涡流的利用
生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡流的热效应来烧菜做饭的。
涡流的利用
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。
涡流的利用
机场、车站及重要场所的安检门及工作人员手上的探测器，也是利用与探雷器类似的电磁感应原理使仪器报警，来探测进出人员身上携带的金属物品。
涡流的利用
例题1.如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少。以下说法正确的是( )
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越慢
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快
C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
C
交变电流
交变电流
怎样减少涡流损耗？
整块铁芯
彼此绝缘的薄片
思考与讨论
涡流的防止
变压器和电动机的铁芯不采用整块金属，而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成，目的就是为了减弱铁芯中由于电磁感应而产生的涡流的热效应，从而减少电能的损耗，同时避免破坏绝缘层，对电器起到了保护的作用。
2、应用：磁电式电表中安装的使指针很快地停下的铝框；电气机车内部可使机车快速停下的电磁制动器等
二：电磁阻尼
1、电磁阻尼现象：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。
例题2.(多选)如图所示，磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )
A．防止涡流而设计的
B．利用涡流而设计的
C．起电磁阻尼的作用
D．起电磁驱动的作用
BC
三：电磁驱动
2、应用：交流感应电动机，家用电度表，车内的速度计等。
1、电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。
例题3.如图所示,闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动,开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内。若条形磁铁突然绕OO′轴，N极向纸里、S极向纸外转动,在此过程中,圆环将( )
A
A.产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动
B.产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动
C.产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动
D.产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动
课堂小结
一、涡流
二、电磁阻尼
三、电磁驱动
1.如图所示，一金属球用绝缘细线悬挂于O点，将金属球拉离平衡位置并释放，金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界．若不计空气阻力，则( )
A．金属球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度
B．在进入和离开磁场时，金属球中均有感应电流
C．金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大
D．金属球最终将静止在平衡位置
B
课堂训练
2.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，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面上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物面下滑，假设抛物面足够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是( )
D
3、(多选)下列哪些措施是为了防止涡流的危害（ ）
A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅
B.磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
C.变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成
D.变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层
CD
4、（多选）在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示。现有铁、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的运动情况是( )
A.都做匀速运动
B.甲做加速运动
C.乙做匀速运动
D.丙做匀速运动
BD
学习目标
1.掌握涡流是如何产生的；和涡流对我们有不利和有利的方面，以及如何利用和防止。
2.掌握电磁阻尼和电磁驱动。
4.7涡流,电磁阻尼和电磁驱动
阅读课本第26到28页，思考以下内容
1.涡流是如何产生的；涡流对我们有哪些不利和有利的方面，以及如何利用和防止。
2.掌握电磁阻尼和电磁驱动。
1、定义：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体（块状金属）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。
2.涡流在块状金属中会产生热量，如果金属块电阻率小，则产生涡流很强，产生的热量很多。
精讲一： 涡流
涡流的利用
1、如图所示的真空冶炼炉，利用涡流的热效应来熔化金属。交流电的频率越高，金属熔炉中的感应电动势就越大，金属材料的电阻率越小，产生的涡流热效应就越强。
2、真空冶炼炉优点：
速度快，温度易控制，整个过程在真空中进行，能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，适于冶炼特种合金和特种钢。
a.真空冶炼炉，高频焊接
高频焊接机原理：线圈中通以高频电流，内部焊接工件由于电磁感应产生感应电流，频率越高，产生的感应电流越大。由于焊接缝处接触电阻很大，放出的热量很多，致使温度升高将金属熔化，焊接在一起。应用于焊接自行车车架。
涡流的利用
生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡流的热效应来烧菜做饭的。
涡流的利用
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。
涡流的利用
机场、车站及重要场所的安检门及工作人员手上的探测器，也是利用与探雷器类似的电磁感应原理使仪器报警，来探测进出人员身上携带的金属物品。
涡流的利用
例题1.如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少。以下说法正确的是( )
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越慢
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快
C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
C
交变电流
交变电流
怎样减少涡流损耗？
整块铁芯
彼此绝缘的薄片
思考与讨论
涡流的防止
变压器和电动机的铁芯不采用整块金属，而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成，目的就是为了减弱铁芯中由于电磁感应而产生的涡流的热效应，从而减少电能的损耗，同时避免破坏绝缘层，对电器起到了保护的作用。
2、应用：磁电式电表中安装的使指针很快地停下的铝框；电气机车内部可使机车快速停下的电磁制动器等
二：电磁阻尼
1、电磁阻尼现象：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。
例题2.(多选)如图所示，磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )
A．防止涡流而设计的
B．利用涡流而设计的
C．起电磁阻尼的作用
D．起电磁驱动的作用
BC
三：电磁驱动
2、应用：交流感应电动机，家用电度表，车内的速度计等。
1、电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。
例题3.如图所示,闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动,开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内。若条形磁铁突然绕OO′轴，N极向纸里、S极向纸外转动,在此过程中,圆环将( )
A
A.产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动
B.产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动
C.产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动
D.产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动
课堂小结
一、涡流
二、电磁阻尼
三、电磁驱动
1.如图所示，一金属球用绝缘细线悬挂于O点，将金属球拉离平衡位置并释放，金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界．若不计空气阻力，则( )
A．金属球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度
B．在进入和离开磁场时，金属球中均有感应电流
C．金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大
D．金属球最终将静止在平衡位置
B
课堂训练
2.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，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面上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物面下滑，假设抛物面足够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是( )
D
3、(多选)下列哪些措施是为了防止涡流的危害（ ）
A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅
B.磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
C.变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成
D.变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层
CD
4、（多选）在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示。现有铁、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的运动情况是( )
A.都做匀速运动
B.甲做加速运动
C.乙做匀速运动
D.丙做匀速运动
BD