湖北远安一中高中物理 4.7《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》导学案 新人教版选修32.doc

第4.7节涡流 、电磁阻尼和电磁驱动导学案班级： 组名： 姓名： 【学习目标】1清楚涡流产生的原理，通过对涡流实例的分析，了解涡流的应用和防止。(重点)2通过对电磁阻尼和电磁驱动的实例分析，了解电磁阻尼和电磁驱动及其应用。(难点)3培养用理论知识解决实际问题的能力。【学法指导】实验法、探究法，理论实际的思想【知识链接】1.感生电动势：由于 而产生，感生电场的方向与所产生的 方向相同，应用 判断。右图中，若磁场正在增强，请画出感生电场的两条电场线。2. 动生电动势：由于 而产生，动生电场的方向与所产生的 方向相同，应用 判断。3.焦耳定律表达式： ；计算热功率的公式： 【学习过程】知识点一、涡流问题1 阅读教材p261-2自然段，完成以下内容：（1）如图甲，一金属块处在竖直向上的磁场中，若磁场正在增强，金属块中是否产生感应电流？若产生，试画出感应电流分布形状，并口述电流产生的原理。（2）如图乙，线圈绕在金属块上（金属块与线圈之间是绝缘的），线圈中通以变化的电流。若电流正在增强，金属块中是否产生感应电流？若产生，试画出感应电流分布形状，并口述电流产生的原理。（3）如图丙，一金属小球处在垂直纸面向里的磁场中，若磁场正在减弱，小球中是否产生感应电流？若产生，试画出感应电流分布形状，并指出形成的电流成什么形状？b甲b乙小结：（1）涡流：由于 ，在导体中产生的像 状的电流。（请仔细体会涡流产生的原理）（2）涡流通过导体也要产生 ，即涡流的热效应，导体的电阻率越小，则涡流越 ，产生的热量越 ；涡流在周围空间也要产生磁场，即涡流的 效应。问题2 应用和防止涡流的实例分析：（阅读教材p263-6自然段） （1）图4.7-2用来冶炼金属的真空冶炼炉是利用涡流的什么效应工作的？简要说明它的工作原理。 （2）探雷器、金属探测器是利用涡流的什么效应工作的？简要说明金属探测器的工作原理。（3）电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上，线圈中流过变化的电流时铁芯为什么会发热？铁芯发热会导致怎样的后果？减小涡流的两种途径是怎样的?知识点二：电磁阻尼问题3 阅读教材p271-3自然段，完成以下内容：（1）如图所示，一个单匝线圈落入磁场中，试分析画出它在图示位置时感应电流的方向和所受的安培力方向。安培力对线圈的运动有什么影响？sn（2）磁电式仪表的线圈常常绕在铝框上，如图。当仪表指针向右摆动时，在右图中标出铝框中感应电流的方向和所受到的安培力方向。安培力是对铝框的转动有什么影响？你认为用铝框做线圈骨架有什么好处？（3）你认为微安表的表头在运输时把两个接线柱用导线连在一起有什么好处？小结：电磁阻尼：当导体在磁场中运动时， 会使导体受到安培力，安培力的方向总是 的现象，磁电式仪表是利用电磁阻尼的实例。知识点三：电磁驱动问题4 阅读教材p281-2自然段，完成以下内容：（1）如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，可以绕支点自由转动，现在转动磁铁，你认为铝框将怎样运动？你依据的哪个物理规律？是什么力使铝框运动起来的？（2）如右图，交流感应电动机的三个线圈接到三相交流电源时，能在线圈中产生一种怎样的特殊磁场？线圈会怎样转动？小结：电磁驱动：如果磁铁相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到 力的作用， 力使导体运动起来，这种作用常常称为 。 是利用电磁驱动的实例。（请总结电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系）【当堂检测】1同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯放在同一变化的磁场中相比较（ ）a金属块中的涡流较大，热功率也较大 b硅钢片中涡流较大，热功率也较大c金属块中涡流较大，硅钢片中热功率较大 d硅钢片中涡流较大，金属块中热功率较大2如图所示，在o点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在a点由静止释放向右摆至最高点b。不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）aa、b两点在同一水平线 ba点高于b点ca点低于b点 d铜环将做等幅摆动3如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）a若是匀强磁场，环滚上的高度小于 hb若是匀强磁场，环滚上的高度等于hc若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hd若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h4（教材p28练习1）有一个铜盘，轻轻拨动她，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图，铜盘就能在较短的时间内停止。分析这个现象产生的原因。5（教材p28练习2）将一个弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才能停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。试分析这个现象的产生原因，并说明此现象中能量转化的情况。6两根光滑的平行金属导轨，导轨间距为l，导轨的电阻不计，导轨面与水平面的夹角为，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨面斜向上，如图所示。现把两根