高中物理-第四章-電磁感應(yīng)第七節(jié)-渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課件-新人教版選修32VIP

1、第一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。了解渦流的產(chǎn)生原理，了解渦流的防止和應(yīng)用了解電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼第二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。第三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。在現(xiàn)代家庭的廚房中，電磁爐是家庭主婦非常青睞的炊具，它具有熱效率高、溫控準(zhǔn)確、平安性好、清潔衛(wèi)生等特點(diǎn)如以以下圖為電磁爐的實(shí)物圖，工作時(shí)，給電磁爐的爐盤(pán)下面的線(xiàn)圈通入交變電流，爐盤(pán)上面金屬鍋中的食物就能被加熱第四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。金屬鍋沒(méi)有通電也沒(méi)有接觸明火，鍋中的食物便可被加熱，請(qǐng)你探究一下它的工作原理第五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。第六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。1電磁感應(yīng)的現(xiàn)象有_、_、_等2當(dāng)線(xiàn)圈

2、中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，由于電磁感應(yīng)，在線(xiàn)圈附近的導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，看起來(lái)像水中的漩渦，所以把它叫做_3當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是_導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁阻尼第七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。4如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這種作用常常稱(chēng)為_(kāi)5渦流的利與弊：由于渦流很強(qiáng)，會(huì)使金屬鐵芯大量發(fā)熱，浪費(fèi)大量的_，故在各種電機(jī)、變壓器中是有害的，需要采取各種方法減弱它渦流也可以為我們所用，如利用渦流制成_等第八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。答案：1.渦流；電磁阻尼；電磁驅(qū)動(dòng)2渦流

3、3.阻礙4.電磁驅(qū)動(dòng)5電能；高頻感應(yīng)爐第九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。第十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。(1)定義：在變化的磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流，就像水中的漩渦，所以把它叫做渦電流，簡(jiǎn)稱(chēng)渦流(2)渦流的防止和利用金屬塊的電阻率小，渦流很強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量很多，可以用來(lái)治煉合金鋼第十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。探雷器就是利用渦流工作的探雷器線(xiàn)圈中有變化的電流線(xiàn)圈在地面掃過(guò)時(shí)，如果地面下埋著金屬物品，金屬中產(chǎn)生渦流，渦流的磁場(chǎng)又會(huì)反過(guò)來(lái)影響線(xiàn)圈中的電流，使儀器報(bào)警如飛機(jī)場(chǎng)的安檢門(mén)可以檢測(cè)人身攜帶的金屬物品(3)渦流的防止電動(dòng)機(jī)、變壓器的線(xiàn)圈都繞在鐵芯上當(dāng)線(xiàn)圈中流過(guò)變化的電流時(shí)，在鐵

4、芯中會(huì)產(chǎn)生渦流，使鐵芯發(fā)熱，浪費(fèi)能量，并損壞電器為減小渦流我們采用硅鋼這種電阻率大的材料，并且用互相絕緣的硅鋼片來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯 第十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。特別提醒：1渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵循法拉第電磁感應(yīng)定律.2磁場(chǎng)變化越快 ，導(dǎo)體的橫截面積S越大，導(dǎo)體材料的電阻率越小，形成的渦流就越大.第十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。金屬探測(cè)器是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)探測(cè)金屬的儀器(如圖)，除了用于探測(cè)有金屬外殼或金屬部件的地雷之外，還可以用來(lái)探測(cè)隱蔽在墻壁內(nèi)的電線(xiàn)、埋在地下的水管和電纜，甚至能夠地下探寶，發(fā)現(xiàn)埋藏在地下的金屬物體你能說(shuō)明其工作原理嗎？第十四頁(yè)，編輯于星期五：十

5、一點(diǎn) 三分。答案：金屬探測(cè)器是利用渦流工作的交變電流通過(guò)金屬探測(cè)器的線(xiàn)圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)如果探測(cè)器周?chē)薪饘伲饘賰?nèi)便產(chǎn)生渦流，渦流本身又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)反過(guò)來(lái)影響原有的磁場(chǎng)這樣就會(huì)引發(fā)探測(cè)器發(fā)出鳴叫聲.第十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。(1)當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁阻尼(2)如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這種作用常稱(chēng)為電磁驅(qū)動(dòng)如高頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的第十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。(3)電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較電磁阻尼電磁

6、驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力由于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙物體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能，而對(duì)外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng).第十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。特別提醒：電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象中安培力的效果是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意電磁驅(qū)動(dòng)中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)

7、速度仍要小于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度.第十八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。如以以下圖光滑水平絕緣面上有兩個(gè)金屬環(huán)靜止在平面上，環(huán)1豎直，環(huán)2水平放置，均處于中間分割線(xiàn)上，在平面中間分割線(xiàn)正上方有一條形磁鐵，當(dāng)磁鐵沿中間分割線(xiàn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A兩環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)B兩環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)C環(huán)1靜止，環(huán)2向右運(yùn)動(dòng)D兩環(huán)都靜止答案：C第十九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。解析：條形磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)1中磁通量保持為零不變，無(wú)感應(yīng)電流，仍靜止環(huán)2中磁通量變化根據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的變化，感應(yīng)電流的效果使環(huán)2向右運(yùn)動(dòng)第二十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。第二十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。 以以以

8、下圖是高頻焊接原理示意圖，線(xiàn)圈中通以高頻交流電時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起，我國(guó)生產(chǎn)的自行車(chē)車(chē)架就是用這種方法焊接的第二十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。試定性地說(shuō)明，為什么交變電流的頻率越高，焊縫處放出的熱量越多解析：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，感應(yīng)電流就越大，而放出的熱量與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高，焊縫處放出的熱量越多第二十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采

9、用一整塊硅鋼，這是因?yàn)?)A增大渦流，提高變壓器的效率B減小渦流，提高變壓器的效率C增大鐵芯中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量D增大鐵芯中的電阻，以減少放出的熱量答案：BD第二十四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。解析：不使用整塊硅鋼而采用很薄的硅鋼片，這樣做的目的是增大鐵芯中的電阻，來(lái)減少電能轉(zhuǎn)化成鐵芯的內(nèi)能，提高效率，是防止渦流而采取的措施.第二十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵將磁鐵托起到某一高度后放開(kāi)，磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái)如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的閉合線(xiàn)圈，使磁鐵上下振動(dòng)時(shí)穿過(guò)它(如圖)，磁鐵就會(huì)很快地停下來(lái)，解釋這個(gè)現(xiàn)象，并說(shuō)明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況第

10、二十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。解析：當(dāng)磁鐵穿過(guò)固定的閉合線(xiàn)圈時(shí)，在閉合線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵和線(xiàn)圈靠近或離開(kāi)，也就使磁鐵振動(dòng)時(shí)除了空氣阻力外，還有線(xiàn)圈的磁場(chǎng)力作為阻力，克服阻力需要做的功較多，彈簧振子的機(jī)械能損失較快，因而會(huì)很快停下來(lái)第二十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。在用車(chē)輛長(zhǎng)途運(yùn)輸微安表時(shí)，常用導(dǎo)線(xiàn)把微安表的兩個(gè)接線(xiàn)柱連在一起，這是什么道理？答案：在長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)，表殼會(huì)經(jīng)常晃動(dòng)，指針左右擺動(dòng)很厲害，易損壞表針，用導(dǎo)線(xiàn)把微安表兩接線(xiàn)柱連在一起，就形成了閉合回路，指針擺動(dòng)時(shí)磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流從而阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣表針的擺動(dòng)幅度會(huì)大大減小，能保護(hù)電表.

11、第二十八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。位于光滑水平面的小車(chē)上放置一螺線(xiàn)管，一個(gè)比螺線(xiàn)管長(zhǎng)的條形磁鐵沿著螺線(xiàn)管的軸線(xiàn)水平穿過(guò)，如以以下圖，在此過(guò)程中()第二十九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。A磁鐵做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B磁鐵做減速運(yùn)動(dòng)C小車(chē)向右做加速運(yùn)動(dòng)D小車(chē)先加速后減速解析：此題為電磁驅(qū)動(dòng)，可由楞次定律判斷作用力的方向，再由牛頓第二定律判斷運(yùn)動(dòng)情況磁鐵水平穿入螺線(xiàn)管時(shí)，管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律的擴(kuò)展含義知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)同理，磁鐵穿出時(shí)，由楞次定律的擴(kuò)展含義知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)，故整個(gè)過(guò)程中，磁鐵做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B是正確的第三十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。而對(duì)于

12、小車(chē)上的螺線(xiàn)管來(lái)說(shuō)，在此過(guò)程中，螺線(xiàn)管受到的安培力都是水平向右的，這個(gè)安培力使小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，且一直做加速運(yùn)動(dòng)，C對(duì)答案：BC第三十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。如以以下圖，把蹄形磁鐵的兩極靠近一個(gè)金屬圓盤(pán)(不接觸)，當(dāng)磁鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤(pán)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)嗎？說(shuō)明理由第三十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。答案：當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于金屬圓盤(pán)向反方向做切割磁感線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，在金屬圓盤(pán)里形成渦流根據(jù)楞次定律可知，金屬圓盤(pán)中的渦流受到的磁場(chǎng)力的作用是阻礙圓盤(pán)和蹄形磁鐵之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，所以圓盤(pán)隨磁鐵一起轉(zhuǎn)動(dòng)，但圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速要小于磁鐵的轉(zhuǎn)速兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同.第三十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。我們用來(lái)煮食的

13、爐子有各種各樣的款式，它們的工作原理各不相同有的以天然氣、液化石油氣等為燃料的，例如天然氣爐還有以直接的電熱方式加熱的，例如電飯鍋下面介紹的是以電磁感應(yīng)原理生熱的電磁爐如以以下圖是描述電磁爐工作原理的示意圖爐子的內(nèi)部有一個(gè)金屬線(xiàn)圈，當(dāng)交變電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的大小和方向是不斷變化的，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)(或鋼質(zhì))鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些內(nèi)能便能起到加熱物體的作用從而煮食第三十四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。電磁爐的特點(diǎn)是：電磁爐的效率比一般的爐子都高，熱效率高達(dá)90%，爐面無(wú)明火，無(wú)煙無(wú)廢氣，電磁爐火力強(qiáng)

14、勁，平安可靠第三十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用對(duì)于鍋的選擇，方法很簡(jiǎn)單，只要鍋底能被磁鐵吸住的就能用適合放在電磁爐上的烹飪器具有不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋；不適用的有陶瓷鍋、圓底鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等(1)在電磁爐加熱食物的過(guò)程中涉及到的物理原理有(答復(fù)三個(gè)即可)：_；第三十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。_；_.(2)電磁爐所用的鍋不能用陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋的原因是_；電磁爐所用的鍋不能用鋁鍋、銅鍋的原因是_(3)在鍋和電磁爐中間放置一紙板，那么電磁爐還能起到加熱作用嗎？為什么？第三十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn) 三分。答案：(1)電流的磁效應(yīng)(或電生磁)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象(或磁生電)；電流的熱效應(yīng)(或焦耳定律)(2)不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象鋁、銅的導(dǎo)磁性太差，效率低(3)能起到加熱作用，線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)起到加熱作用