2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册课件20张PPT
文档属性
| 名称 | 2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册课件20张PPT |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 882.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-04 22:44:32 | ||
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文档简介
第二章 电磁感应
人教物理选择性必修2
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
3
v
S
N
B0
B
B变S不变→感生电动势
S变B不变→动生电动势
是什么力充当电源中的非静电力？
电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用
磁场变强
一 电磁感应现象中的感生电场
谁扮演了非静电力的角色？
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.
2.感生电场特点：
1）
变化的磁场周围产生电场，与闭合电路是否存在无关。
感生电场是电场的一种形式，是客观存在的一种物质。
2）
感生电场力
1.感生电场：
3.感生电场方向判断：楞次定律和右手定则
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。
4）感生电场可以对带电粒子做功，使其加速或偏转。
感生电场是涡旋场，电场线闭合，静电场电场线不闭合。
3）
S
N
真空室
靶
电子
轨道
电子枪
例：电子感应加速器
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？
解析：
电子加速
电子受力与电场方向相反
电场顺时针
原磁场向上
感应电流顺时针
感应电流的磁场向下
穿过真空室磁通量变大
电磁铁中电流变大
I
磁场变强
感生电场
涡流
二 涡流
1.概念:
在变化磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的涡流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。
2.涡流的应用
1）冶炼合金钢
原理：线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属产生涡流，涡流产生热量使金属融化。
优点：真空冶炼，防止空气中杂质进入，可以冶炼高质量的合金。
2）金属探测器
探雷器原理：长柄线圈在地面扫过，线圈中通入反复变化的电流，如果地下埋有金属物品，金属中就会感应出涡流，涡流的磁场反过来会影响线圈中的电流，使仪器报警。
机场、车站、和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
3.涡流的危害
2）减小涡流的途径：
增大铁芯电阻率：硅钢
相互绝缘的硅钢片叠成铁芯代替整块硅钢
1）原因：
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。
思考与讨论
1.单匝线圈落入磁场，安培力对线圈的运动有什么影响？
× × × × ×B
× × × × ×
× × × × ×
v
感应电流方向：
安培力方向：
2.磁电式电流表线圈骨架的作用
铝框中感应电流方向：逆时针
线圈中电流方向：顺时针
逆时针
向上，阻碍线圈下落
线圈中安培力方向：如图所示
F
F
铝框中安培力方向：与线圈中安培力相反
安培力对铝框的转动产生的影响：
当框在磁场中运动做切割磁感线运动时产生感应电流，框受到安培力，且力的方向与运动方向相反，阻碍框的运动，就是电磁阻尼现象。
1、铝质量轻，抗氧化性好；
2、铝的价格便宜，大量使用节约成本；
3、对电阻的要求比较低
铝框做线圈骨架的好处：
× × × × × × ×B
× × × × × × ×
× × × × × × ×
× × × × × × ×
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，这种现象称为电磁阻尼。
2.应用：
磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针很快停下来，便于读数.
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.定义：
S
N
四 电磁驱动
2.应用：交流感应电动机
课堂小结
一、涡流
1、产生原理
2、涡流的应用与危害
二、电磁阻尼和电磁驱动（阻碍相对运动）
1、电磁阻尼：磁场不动，导体动
2、电磁驱动：导体不动，磁场动
1.2015·临沂高二检测]如图所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它一个初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况( )
A．都做匀速运动
B．铁球、铝球都做减速运动
C．铁球做加速运动，铝球做减速运动
D．铝球、木球做匀速运动
C
2.(多选)如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同
B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小
C．线圈转动时将产生交流电
D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
BC
3.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB。
(1)螺线管A将向哪个方向运动？
磁铁进入螺线管发生电磁感应现象，为了阻碍磁通量变大，A向右运动。
解析：
解析：全程能量守恒，重力势能转化为动能和电能，所以有
(2)全过程中整个电路所消耗的电能。
再见！
人教物理选择性必修2
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
3
v
S
N
B0
B
B变S不变→感生电动势
S变B不变→动生电动势
是什么力充当电源中的非静电力？
电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用
磁场变强
一 电磁感应现象中的感生电场
谁扮演了非静电力的角色？
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.
2.感生电场特点：
1）
变化的磁场周围产生电场，与闭合电路是否存在无关。
感生电场是电场的一种形式，是客观存在的一种物质。
2）
感生电场力
1.感生电场：
3.感生电场方向判断：楞次定律和右手定则
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。
4）感生电场可以对带电粒子做功，使其加速或偏转。
感生电场是涡旋场，电场线闭合，静电场电场线不闭合。
3）
S
N
真空室
靶
电子
轨道
电子枪
例：电子感应加速器
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？
解析：
电子加速
电子受力与电场方向相反
电场顺时针
原磁场向上
感应电流顺时针
感应电流的磁场向下
穿过真空室磁通量变大
电磁铁中电流变大
I
磁场变强
感生电场
涡流
二 涡流
1.概念:
在变化磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的涡流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。
2.涡流的应用
1）冶炼合金钢
原理：线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属产生涡流，涡流产生热量使金属融化。
优点：真空冶炼，防止空气中杂质进入，可以冶炼高质量的合金。
2）金属探测器
探雷器原理：长柄线圈在地面扫过，线圈中通入反复变化的电流，如果地下埋有金属物品，金属中就会感应出涡流，涡流的磁场反过来会影响线圈中的电流，使仪器报警。
机场、车站、和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
3.涡流的危害
2）减小涡流的途径：
增大铁芯电阻率：硅钢
相互绝缘的硅钢片叠成铁芯代替整块硅钢
1）原因：
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。
思考与讨论
1.单匝线圈落入磁场，安培力对线圈的运动有什么影响？
× × × × ×B
× × × × ×
× × × × ×
v
感应电流方向：
安培力方向：
2.磁电式电流表线圈骨架的作用
铝框中感应电流方向：逆时针
线圈中电流方向：顺时针
逆时针
向上，阻碍线圈下落
线圈中安培力方向：如图所示
F
F
铝框中安培力方向：与线圈中安培力相反
安培力对铝框的转动产生的影响：
当框在磁场中运动做切割磁感线运动时产生感应电流，框受到安培力，且力的方向与运动方向相反，阻碍框的运动，就是电磁阻尼现象。
1、铝质量轻，抗氧化性好；
2、铝的价格便宜，大量使用节约成本；
3、对电阻的要求比较低
铝框做线圈骨架的好处：
× × × × × × ×B
× × × × × × ×
× × × × × × ×
× × × × × × ×
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，这种现象称为电磁阻尼。
2.应用：
磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针很快停下来，便于读数.
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.定义：
S
N
四 电磁驱动
2.应用：交流感应电动机
课堂小结
一、涡流
1、产生原理
2、涡流的应用与危害
二、电磁阻尼和电磁驱动（阻碍相对运动）
1、电磁阻尼：磁场不动，导体动
2、电磁驱动：导体不动，磁场动
1.2015·临沂高二检测]如图所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它一个初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况( )
A．都做匀速运动
B．铁球、铝球都做减速运动
C．铁球做加速运动，铝球做减速运动
D．铝球、木球做匀速运动
C
2.(多选)如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同
B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小
C．线圈转动时将产生交流电
D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
BC
3.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB。
(1)螺线管A将向哪个方向运动？
磁铁进入螺线管发生电磁感应现象，为了阻碍磁通量变大，A向右运动。
解析：
解析：全程能量守恒，重力势能转化为动能和电能，所以有
(2)全过程中整个电路所消耗的电能。
再见！