渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動（課件）-高二物理精講練（人教版2019選擇性）

第一章：第3節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動高中物理選擇性必修第二冊制作：陳慶威問題？00.高中物理選擇性必修第二冊

在電磁爐的爐盤下有一個線圈。電磁爐工作時，它的盤面并不發(fā)熱，在爐盤上面放置鐵鍋，鐵鍋會發(fā)熱。你知道這是為什么嗎?目錄CONTENT高中物理選擇性必修第二冊感生電場渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動感生電場第一部分問題與思考01.高中物理選擇性必修第二冊磁場變強1.磁場變化使閉合電路中的導體產(chǎn)生感應電流，那么，使導體中自由電荷定向移動的作用力是什么力呢？是洛倫茲力還是靜電力？產(chǎn)生順時針方向的感應電流2.難道是變化的磁場對電荷產(chǎn)生的作用力？變化的磁場是怎樣產(chǎn)生對電荷的這個作用力的呢？麥克斯韋電磁理論02.高中物理選擇性必修第二冊變化的磁場激發(fā)感生電場力自由電荷形成閉合導體感應電流（非靜電力）產(chǎn)生感生電動勢認為如果感應電動勢是由感生電場產(chǎn)生的它也叫作感生電動勢。這種電場與靜電場不同，它不是由電荷產(chǎn)生的。問題與思考03.高中物理選擇性必修第二冊塑料環(huán)3.如果是塑料環(huán)，有感應電流嗎？有感應電動勢嗎？有感生電場嗎？結論：感生電場是否存在只取決于有無磁場變化.與是否存在導體及是否存在閉合電路無關。電子感應加速器04.高中物理選擇性必修第二冊1.功能：現(xiàn)代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設備。2.結構：如圖，上、下為電磁體的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運動。電磁體線圈中電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場使電子加速。高中物理選擇性必修第二冊電子感應加速器的原理05.穿過真空室內(nèi)磁場的方向由圖知電子沿什么方向運動要使電子沿此方向加速，感生電場的方向如何由感生電場引起的磁場方向如何豎直向上逆時針順時針向下原磁場在增強，即電流在增大。渦

流第二部分渦流01.高中物理選擇性必修第二冊1.定義：線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應，靠近它的導體內(nèi)會產(chǎn)生漩渦狀電流，叫做渦電流，簡稱渦流。若金屬電阻率很小，則渦流往往很強，產(chǎn)生的熱量很多。

2.特點：渦流的應用02.高中物理選擇性必修第二冊1.渦流熱效應：真空冶煉爐，高頻焊接，電磁爐。

電磁爐的臺面下布滿了金屬導線纏繞的線圈，當通上交替變化極快的交流電時，在臺板與鐵鍋底之間產(chǎn)生強大的交變的磁場，磁感線穿過鍋體，使鍋底產(chǎn)生強渦流，當渦流受材料電阻的阻礙時，就放出大量的熱量，將飯菜煮熟。高中物理選擇性必修第二冊渦流的應用03.2.渦流磁效應：金屬探測器、安檢門等。探雷器的長柄線圈中，通有變化的電流，在其周圍就產(chǎn)生變化的磁場。埋在地下的金屬物品，由于電磁感應而形成渦流，渦流的磁場反過來又作用于線圈，使儀器報警。渦流的危害與防止04.高中物理選擇性必修第二冊危害：線圈中流過變化的電流，在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱，浪費了能量，還可能損壞電器。防止（減少渦流的途徑，以變壓器為例）：①增大鐵芯材料的電阻率，常用的材料是硅鋼。②用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。電磁阻尼第三部分思考與討論01.高中物理選擇性必修第二冊

一個單匝線圈落入磁場中，分析它在圖示位置時感應電流的方向和所受安培力的方向。安培力對線圈的運動有什么影響？

當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動。電磁阻尼現(xiàn)象02.高中物理選擇性必修第二冊電磁阻尼現(xiàn)象：當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。汽車的電磁制動導體在磁場中運動磁電式儀表磁電式電流表03.高中物理選擇性必修第二冊如圖所示，磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，指針也固定在鋁框上。思考與討論1：假定儀表工作時指針向右轉動，鋁框中的感應電流沿什么方向？分析：儀表工作時指針向右偏轉即鋁框在向右轉動過程中，磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的感應電流的方向(從上往下看)是逆時針，即左邊電流出來，右邊進去。＋I高中物理選擇性必修第二冊思考與討論2：由于鋁框轉動時其中有感應電流，鋁框要受到安培力。安培力是沿什么方向的？安培力對鋁框的轉動產(chǎn)生什么影響？分析：根據(jù)左手定則，安培力方向鋁框左邊受向下的安培力，而右邊受向上的安培力，安培力阻礙阻礙鋁框的轉動。＋IFAFA磁電式電流表04.探究1：條形磁鐵穿插螺線管01.高中物理選擇性必修第二冊做一做06.高中物理選擇性必修第二冊做一做：取一只微安表，用手晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況。用導線把微安表的兩個接線柱連在一起如圖所示，再次晃動表殼，表針相對表盤的擺動情況與剛才有什么不同？分析：接線柱連接前，晃動表殼，表針相對表盤擺動劇烈，并且不容易停止擺動，接線柱連接后，再次晃動表殼，表針相對表盤擺動輕微，并且容易停止擺動。探究1：條形磁鐵穿插螺線管01.高中物理選擇性必修第二冊電磁驅(qū)動第四部分觀察與思考01.高中物理選擇性必修第二冊如圖所示，一個鋁框放在蹄形磁體的兩個磁極間，可以繞支點自由轉動。轉動磁體，觀察鋁框的運動。怎樣解釋鋁框的運動？探究1：條形磁鐵穿插螺線管01.高中物理選擇性必修第二冊電磁驅(qū)動03.高中物理選擇性必修第二冊概念：如果磁場相對于導體轉動，在導體中會產(chǎn)生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動。探究1：條形磁鐵穿插螺線管01.高中物理選擇性必修第二冊電磁驅(qū)動的應用05.高中物理選擇性必修第二冊產(chǎn)生旋轉磁場的裝置應用：交流感應電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的。配置的三個線圈連接到三相電源上，就能產(chǎn)生類似上面演示實驗中的旋轉磁場，磁場中的導線框也就隨著轉動。就這樣，電動機把電能轉化成機械能。電動機電磁阻尼與電磁驅(qū)動06.高中物理選擇性必修第二冊電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由導體在磁場中運動形成由磁場運動形成效果安培力的方向與導體運動方向相反，為阻力安培力的方向與導體運動方向相同，為動力能量轉化導體克服安培力做功，其他形式的能轉化為電能，最終轉化為內(nèi)能磁場能轉化為電能，通過安培力做功，電能轉化為導體的機械能相同點兩者都是電磁感應現(xiàn)象，導體受到的安培力都是阻礙導體與磁場的相對運動總結提升第四部分法拉第電磁感應定律課堂小結高中物理選擇性必修第二冊電磁驅(qū)動渦流電磁阻尼感生電場電磁感應的應用如果感應電動勢是由感生電場產(chǎn)生的它也叫作感生電動勢。線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應，靠近它的導體內(nèi)會產(chǎn)生漩渦狀電流，叫做渦電流，簡稱渦流。例題1例題精選01.【參考答案】B高中物理選擇性必修第二冊下列關于電磁現(xiàn)象的說法中，正確的是（）A．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成是為了增大渦流B．搬運電流表時將正負接線柱用導線連在一起是利用了電磁阻尼的原理C．機場用于安全檢查的安全門能夠檢查出毒販攜帶的毒品D．搖動手柄使蹄形磁鐵轉動時，鋁框會和磁鐵同向轉動且轉得比磁鐵快例題2例題精選02.【參考答案】C高中物理選擇性必修第二冊電磁爐（圖甲）是目前家庭常用的炊具，具有無明火、無污染、高效節(jié)能等優(yōu)點。某同學依據(jù)電磁爐原理自己制作了一個簡易電磁爐，其結構簡圖如圖乙所示。在線圈上放置一盛有冷水的金屬杯，接通交流電源，一段時間后杯內(nèi)的水就會沸騰起來。下列說法正確的是（）A．家用電磁爐工作時，利用其面板產(chǎn)生的渦流來加熱食物B．家用電磁爐的鍋用鐵而不用陶瓷材料，主要是因為陶瓷的導熱性能較差C．簡易電磁爐工作時，利用自感產(chǎn)生的電流來加熱水D．僅增大簡易電磁爐所接交流電源的頻率，可以縮短從開始加熱到水達到沸騰的時間例題3例題精選03.【參考答案】B高中物理選擇性必修第二冊如圖所示，“中國第一高樓”上海中心大廈上的阻尼器，該阻尼器首次采用了電渦流技術，底部附著永磁鐵的質(zhì)量塊擺動通過導體板上方時，導體板內(nèi)產(chǎn)生渦流。關于阻尼器，下列說法正確的是（

）A．阻尼器擺動時產(chǎn)生的渦流源于外部電源供電B．阻尼器最終將機械能轉化為內(nèi)能C．風速越大，導體板中磁通量變化率越小D．阻尼器擺動時產(chǎn)生的渦流源于電流的磁效應現(xiàn)象例題4例題精選04.【參考答案】AB高中物理選擇性必修第二冊（多選）如圖是電子感應加速器的示意圖，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，電子在真空室中做