高中物理 第四章第七节 涡流 电磁阻尼和电磁驱动课件 新人教版选修32.ppt

第七节涡流 电磁阻尼和电磁驱动 第四章电磁感应 学习目标1 了解涡流产生的原理 涡流的防止和应用 2 了解电磁阻尼和电磁驱动及其应用 3 提高学习兴趣 培养用理论知识解决实际问题的能力 一 涡流自研教材1 涡流的产生如图所示 线圈中变化的电流将产生 的磁场 金属导体中的磁通量 而产生感应电流 变化 发生变化 2 涡流产生的热量与哪些因素有关金属的电阻率越小 感应电流越 产生的热量越 大 多 成功体验采取哪些措施可以减小涡流导致的能量浪费 提示 增大铁芯材料的电阻率 用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯 二 电磁阻尼自研教材1 定义 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 导体运动的现象 2 应用 磁电式仪表中利用 使指针迅速停下来 便于读数 阻碍 电磁阻尼 成功体验用导线把微安表的两个接线柱连在一起后 再晃动微安表时 表针摆动的幅度为什么比没连接接线柱时的小 提示 用导线把微安表两接线柱连接起来后 就形成闭合回路 晃动微安表产生感应电流 从而阻碍表针的摆动 三 电磁驱动自主探究如图所示 转动磁铁 铝框跟着磁铁转动起来 根据以上现象 回答下列问题 1 蹄形磁铁转动时 穿过线圈的磁通量是否变化 2 线圈转动起来的动力是什么力 线圈的转动与磁铁的转动速度相同吗 提示 1 蹄形磁铁转动时 线圈内的磁通量发生变化 线圈中产生了感应电流以阻碍磁通量的增加 2 线圈内因产生感应电流受到安培力的作用 安培力作为动力使线圈转动起来 线圈的转速小于磁铁的转速 成功发现1 电磁驱动 磁场相对于导体运动时 导体中会产生 使导体在安培力作用下 起来的现象 2 应用 交流感应电动机 感应电流 运动 要点一对涡流的理解 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成 而不采用一块整硅钢 这是为了 a 增大涡流 提高变压器的效率b 减小涡流 提高变压器的效率c 增大涡流 减小铁芯的发热量d 减小涡流 减小铁芯的发热量 解析 涡流的主要效应之一就是发热 而变压器的铁芯发热 是我们不希望出现的 所以不采用整块硅钢 而采用薄硅钢片叠压在一起 目的应该是减小涡流 减小铁芯的发热量 进而提高变压器的效率 故选bd 答案 bd 名师点评 减小涡流的途径之一是增大铁芯材料的电阻率 另一途径就是用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯 跟踪训练1高频焊接原理示意图如图所示 线圈通以高频交流电 金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热 将焊缝处金属熔化 要使焊接处产生的热量较大可采用的方法是 a 增大交变电流的电压b 增大交变电流的频率c 增大焊接缝的接触电阻d 减小焊接缝的接触电阻 解析 选abc 交变电流频率越高 电压越大 产生的磁场变化越快 在工作中引起的感应电动势越大 感应电流越大 产生的热量越多 故a b正确 焊接缝接触电阻越大 电压越大 在此处产生的热量越多 越容易熔化焊接 故c正确 d错误 故选abc 要点二电磁阻尼与电磁驱动的比较 特别提醒 电磁阻尼 电磁驱动现象中安培力的效果阻碍相对运动 应注意电磁驱动中阻碍的结果 导体的运动速度仍要小于磁场的运动速度 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 线圈转动时将产生感应电流d 线圈转动时感应电流的方向始终是abcda 解析 当磁铁逆时针转动时 相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线 线圈中产生感应电流 故c正确 当线圈相对磁铁转过90 时电流方向不再是abcda d错误 由楞次定律的推广含义可知 线圈将与磁极同向转动 但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度 如两者的角速度相同 磁感线与线圈处于相对静止 线圈不切割磁感线 无感应电流产生 故a错误 b正确 故选bc 答案 bc 名师点评 从楞次定律的推广含义知 线框的运动可以阻碍两者间的相对运动 所以角速度必小于磁极 否则就不是阻碍而是阻止 跟踪训练2弹簧上端固定 下端挂一只条形磁铁 使磁铁上下振动 磁铁的振动幅度不变 若在振动过程中把线圈靠近磁铁 如图所示 观察磁铁的振幅将会发现 a s闭合时振幅逐渐减小 s断开时振幅不变b s闭合时振幅逐渐增大 s断开时振幅不变c s闭合或断开 振幅变化相同d s闭合或断开 振幅都不发生变化 解析 选a s断开时 磁铁振动时穿过线圈的磁通量发生变化 但线圈中无感应电流 故振幅不变 s闭合时 有感应电流 有电能产生