高中物理-渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案

1、高中物理-渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)、說出渦流是如何產(chǎn)生的。、知道渦流的利與弊,以及如何利用和防止渦流。、通過対渦流實(shí)例的分析了解渦流現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。二、預(yù)習(xí)案1、渦流定義：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí),線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生:由于電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路,很像水中的漩渦,因此叫作渦流。特點(diǎn)：如金屬的電阻率小,渦流往往,產(chǎn)生的熱量應(yīng)用:渦流熱效應(yīng)用：如渦流磁效應(yīng)應(yīng)用：如防止：電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止鐵芯中渦流過大而導(dǎo)致浪費(fèi)能量,損壞 電器。途徑一：增大鐵芯材料的途徑二：用相互絕緣的疊成鐵芯代替整個(gè)鐵芯2、電磁阻尼當(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)體收到安培力,

2、安培力的方向總是 導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng),這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。3、電磁驅(qū)動(dòng)當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體收到安培 力,安培力使導(dǎo)體,這種作用常常稱為電磁驅(qū)動(dòng)。三、課上探究渦流的產(chǎn)生1、渦流是怎樣形成的？2、為什么變圧器、電動(dòng)機(jī)的鐵芯都不是整塊金屬,而是許多薄片疊合而成的?IW4.7.5紺尢線IePP的墩 應(yīng)電IW4.7.5紺尢線IePP的墩 應(yīng)電i4WtW的安培力（二）、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)1、如圖一個(gè)線圈落入磁場(chǎng)中,分析它在圖示位置時(shí)感應(yīng) 電流的方向和所受安培力的方向？安培力對(duì)線圈的運(yùn) 動(dòng)有什么影響？2、磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上,如圖,假定儀表

3、工作 時(shí)指針向右轉(zhuǎn)動(dòng),鋁框中感應(yīng)電流沿什么方向？山于鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其中有感應(yīng)電流,鋁框要受到安培力,安培力沿什么方向？安培力對(duì)鋁 框的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生什么影響,使用鋁框做線圈骨架有什么 好處？3、右圖中,一個(gè)鋁框放在蹄形磁鐵的兩個(gè)磁極間,可以繞支點(diǎn)自山轉(zhuǎn)動(dòng)。出轉(zhuǎn)動(dòng)磁極時(shí),觀察鋁框的運(yùn)動(dòng),怎樣解釋鋁框的運(yùn)動(dòng)?動(dòng)。出轉(zhuǎn)動(dòng)磁極時(shí),觀察鋁框的運(yùn)動(dòng),怎樣解釋鋁框的運(yùn)動(dòng)?（三）、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的區(qū)別1、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)中感應(yīng)電流的成因有何區(qū)別？2、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)中安培力的效果有何不同？3、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)中能量轉(zhuǎn)化情況有何不同？四、課上練習(xí)A磁鐵的振幅不變磁鐵做阻尼振動(dòng)1、如圖所示,掛在彈簧下端的條形磁鐵

4、在閉合線圈內(nèi)振動(dòng),如果空氣 阻力不計(jì),則：（）A磁鐵的振幅不變磁鐵做阻尼振動(dòng)C線圈中有逐漸變?nèi)醯闹绷麟奃.線圈中逐漸變?nèi)醯慕涣麟?2、如圖所示,abed是一閉合的小金屬線框,用一根絕緣的細(xì)桿掛在固定點(diǎn)O,使金屬線框在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)的過程穿過水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 區(qū)域,磁感線方向跟線框平面垂直,若懸點(diǎn)摩擦和空氣阻力不計(jì), 則（ ）線框進(jìn)入或離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),都產(chǎn)生感應(yīng)電流,而且電流的方 向相反線框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后,越黑近OO線時(shí)速度越大,因而產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越大線框開始擺動(dòng)后,擺角會(huì)越來越小,擺角小到某一值后將不再減小線框擺動(dòng)過程中,機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為線框電路中的電能3、磁電式儀表的線圈通常用鋁框作

5、骨架,把線圈繞在鋁框上,這樣做的IJ的是OA、防止渦流而設(shè)計(jì)的B、利用渦流而設(shè)計(jì)的C、起電磁阻尼的作用D、起電磁驅(qū)動(dòng)的作用4、變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的,而不是釆用一整塊硅鋼,這是因?yàn)椋ǎ〢、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,以減小發(fā)熱量五、課后練習(xí)如圖所示,水平方向的磁場(chǎng)垂直于光滑曲面,閉合小 金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面上端無初速滑下,乂沿曲面的另一 側(cè)上升,則（）A若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)在左側(cè)上升的高度小于h若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)在左側(cè)上升的高度大于h若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)在左側(cè)上升高度等于h若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)在左側(cè)上升的

6、高度小于h2、電磁爐（或電磁灶）是釆用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的，它利用變化的電 流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),當(dāng)變化的磁場(chǎng)通過含鐵質(zhì)鍋的底部時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生無 數(shù)之小渦流,使鍋體本身自行高速升溫,然后再加熱鍋內(nèi)食物。電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生 的電磁波,完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會(huì)泄漏,對(duì)人 體健康無危害。關(guān)于電磁爐,以下說法中正確的是：電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在食物中產(chǎn)生渦流對(duì)食物加熱的電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流,使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫,進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加 熱的電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)使食物中的極性水分子振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來對(duì)食物加熱的D 電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量來對(duì)食物加熱的

7、3、如圖所示,在水平通電直導(dǎo)線的正下方,有一半圓形光滑弧形軌道,一導(dǎo)體圓環(huán)自軌道右側(cè)的P點(diǎn)無初速度滑下,下列判斷正確的是:（）A圓環(huán)中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.圓環(huán)能滑到軌道左側(cè)與P點(diǎn)等高處C圓環(huán)最終停到軌道最低點(diǎn)圓環(huán)將會(huì)在軌道上永遠(yuǎn)滑動(dòng)下去4、在水平放置的光滑導(dǎo)軌上,沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵,如圖所示。現(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊中、乙、丙,使它們從導(dǎo)軌 Y上的A點(diǎn)以-* N S某一初速向磁鐵滑去。各物塊在向磁鐵運(yùn)動(dòng)的過vr 程中（）A都做勻速運(yùn)動(dòng) B.甲、乙做加速運(yùn)動(dòng)C.中、乙做減速運(yùn)動(dòng)D乙、丙做勻速運(yùn)動(dòng) 5、地球是一個(gè)巨大的磁體,具有金屬外殼的人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn) 動(dòng),若不能忽略所

8、經(jīng)之處地磁場(chǎng)的強(qiáng)弱差別,則（）.A.運(yùn)行速率將越來越小B.運(yùn)行周期將越來越小C.軌道半徑將越來越小C.軌道半徑將越來越小D 向心加速度將越來越小6、如圖所示,A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑,但用不同材料制成的圓管,豎直固定在相同高度。兩個(gè)相同的磁性小球,同時(shí)從A、B管上端的管口無初速 釋放,穿過A管比穿過B管的小球先落到地面。下面對(duì)于兩管的描述這可能正確 TOC o 1-5 h z 的是：（）A、A管是用塑料制成的,B管是用銅制成的；B、A管是用鋁制成的,B管是用膠木制成的；A BC、A管是用膠木制成的,B管是用塑料制成的；UUD、A管是用膠木制成的,B管是用鋁制成的。7、橫截面積S=0.2n, n=100匝的圓形線圈A處在如圖所示的磁場(chǎng)內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng) 度變化率為0.02 Ts.開始時(shí)S未閉合,R1=4Q,R2=6Q,C=3O mF,線圈內(nèi)阻不計(jì)， 求：（1）閉合S后,通過R2的電流的大??；（2）閉合S后一段時(shí)間乂斷開,問S斷開后通過R2的電荷量是多少？CXXXXCXXXX參考答案課上練習(xí) 1、BD 2、AC 3、BC 4、BD課后練習(xí) 1、D 2、B 3、AC 4、C 5、BC 6、ADB7、解：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的大小為=0.02 T/s.B逐漸減弱,所以