7.涡流、电磁阻尼和电磁驱动学习课程

1、第1页/共34页第一页，编辑于星期五：八点 二十分。 第2页/共34页第二页，编辑于星期五：八点 二十分。第3页/共34页第三页，编辑于星期五：八点 二十分。第4页/共34页第四页，编辑于星期五：八点 二十分。电磁灶采用了磁场感应涡流的加热原理。它利用陶瓷玻璃板下方的线圈产生交变磁场，这样，铁锅的锅底部就处在交变磁场中而产生环状电流（即涡流）使锅本身高速发热，从而能将饭菜煮熟。涡流的应用第5页/共34页第五页，编辑于星期五：八点 二十分。探雷器探雷器第6页/共34页第六页，编辑于星期五：八点 二十分。门框报警电路报警电路线圈安检门第7页/共34页第七页，编辑于星期五：八点 二十分。第8页/共3

2、4页第八页，编辑于星期五：八点 二十分。整块铁心整块铁心彼此绝缘的薄片彼此绝缘的薄片第9页/共34页第九页，编辑于星期五：八点 二十分。第10页/共34页第十页，编辑于星期五：八点 二十分。第11页/共34页第十一页，编辑于星期五：八点 二十分。第12页/共34页第十二页，编辑于星期五：八点 二十分。思考思考 如图所示，弹簧下端悬挂一如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。这种线圈，磁铁会很快停下来。这种现象说明了什么？

3、现象说明了什么？ 第13页/共34页第十三页，编辑于星期五：八点 二十分。 如图，把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆。在电如图，把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆。在电磁铁线圈未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会磁铁线圈未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来。停下来。 一旦当电磁铁通电之后，由于穿过运动导体的磁通量一旦当电磁铁通电之后，由于穿过运动导体的磁通量发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，铜片发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，铜片摆锤的摆动便受到阻力而迅速停止。摆锤的摆动便受到阻力而迅速停止。第14页/共34页第十四页，编辑于星期五：

4、八点 二十分。第15页/共34页第十五页，编辑于星期五：八点 二十分。第16页/共34页第十六页，编辑于星期五：八点 二十分。如图如图472所示，一金属球用绝缘细线悬挂于所示，一金属球用绝缘细线悬挂于O点，将金属球拉离平衡点，将金属球拉离平衡位置并释放，金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，位置并释放，金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场为该磁场的竖直边界若不计空气阻力，则的竖直边界若不计空气阻力，则()电磁阻尼的分析电磁阻尼的分析A金属球向右穿过磁场后，还能摆至原来金属球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度的高度B在进入和离开磁场时，金属球中均有在进入和离开磁场时，

5、金属球中均有感应电流感应电流C金属球进入磁场后离平衡位置越近速金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大度越大，感应电流也越大D金属球最终将静止在平衡位置金属球最终将静止在平衡位置第17页/共34页第十七页，编辑于星期五：八点 二十分。【解析解析】如图如图473所示，当金属球从所示，当金属球从1位置开始下落，位置开始下落，进入磁场时进入磁场时(即即2和和3位置位置)，由于金属球内磁通量发生变化，所以，由于金属球内磁通量发生变化，所以有感应电流产生同时，金属球本身有内阻，必然有能量的转化，有感应电流产生同时，金属球本身有内阻，必然有能量的转化，即有能量的损失即有能量的损失图图473第

6、18页/共34页第十八页，编辑于星期五：八点 二十分。1.如图如图474所示，所示，A、B为大小、形状均相同且为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度两个相同的磁性小球，同时从度两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初管上端的管口无初速度释放，穿过速度释放，穿过A管的小球比穿过管的小球比穿过B管的小球先落到地管的小球先落到地面下面对于两管的描述可能正确的是面下面对于两管的描述可能正确的是()图图474AA管是用塑料制成的，管是用塑料制成的，B管是用铜制成的管是用铜制成的BA管是用铝制成的，管是用铝制成的，

7、B管是用胶木制成的管是用胶木制成的CA管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的管是用塑料制成的DA管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用铝制成的管是用铝制成的第19页/共34页第十九页，编辑于星期五：八点 二十分。位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图475所示，在此过程中所示，在此过程中()电磁驱动的分析和应用电磁驱动的分析和应用图图475A磁铁做匀速直线运动磁铁做匀速直线运动B磁铁做减速运动磁铁做减速运动C小车向右做加速运动小车向

8、右做加速运动D小车先加速后减速小车先加速后减速【思路点拨思路点拨】本题为电磁驱动，可由楞本题为电磁驱动，可由楞次定律判断作用力的方向，再由牛顿第二定律次定律判断作用力的方向，再由牛顿第二定律判断运动情况判断运动情况第20页/共34页第二十页，编辑于星期五：八点 二十分。2.如图如图476所示，把一个闭合线框放在蹄形磁所示，把一个闭合线框放在蹄形磁体的两磁极之间，蹄形磁体可以绕竖直轴转动，闭合线体的两磁极之间，蹄形磁体可以绕竖直轴转动，闭合线框也可以绕竖直轴转动，当蹄形磁体逆时针框也可以绕竖直轴转动，当蹄形磁体逆时针(从上往下看从上往下看)转动时，有关线圈的运动下列说法正确的是转动时，有关线圈的

9、运动下列说法正确的是()图图476A线圈将顺时针方向转动线圈将顺时针方向转动B线圈仍保持静止线圈仍保持静止C线圈将逆时针方向转动，转速与磁铁相同线圈将逆时针方向转动，转速与磁铁相同D线圈将逆时针方向转动，转速比磁铁小线圈将逆时针方向转动，转速比磁铁小解析：解析：选选D.根据电磁驱动，磁铁转动，线圈会产根据电磁驱动，磁铁转动，线圈会产生感应电流和受到安培力作用，这个安培力驱动线圈生感应电流和受到安培力作用，这个安培力驱动线圈运动，其转动的效果是阻碍它们的相对运动，因此线运动，其转动的效果是阻碍它们的相对运动，因此线圈转动方向与磁铁相同，但转速比磁铁小圈转动方向与磁铁相同，但转速比磁铁小第21页/

10、共34页第二十一页，编辑于星期五：八点 二十分。光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图477所示，抛物线的方程是所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线的直线(图中图中的虚线所示的虚线所示)，一个小金属块从抛物面上，一个小金属块从抛物面上yb(ba)处以速度处以速度v沿抛物面下滑，假设沿抛物面下滑，假设抛物面足够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是抛物面足够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是()电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题第22

11、页/共34页第二十二页，编辑于星期五：八点 二十分。【答案答案】D【点评点评】小金属块在进出磁场的过程小金属块在进出磁场的过程中，磁通量发生变化，会产生涡流，机械能中，磁通量发生变化，会产生涡流，机械能转化为内能但在匀强磁场中运动时，磁通转化为内能但在匀强磁场中运动时，磁通量不变，不产生涡流，机械能守恒量不变，不产生涡流，机械能守恒第23页/共34页第二十三页，编辑于星期五：八点 二十分。3.如图如图478所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一

12、光滑螺旋管A.在弧形轨道上高为在弧形轨道上高为h的地的地方，无初速释放一磁铁方，无初速释放一磁铁B(可视为质点可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A的中心的中心轴运动，设轴运动，设A、B的质量分别为的质量分别为M、m，若最终，若最终A、B速度分别为速度分别为vA、vB.(1)螺旋管螺旋管A将向哪个方向运动？将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能全过程中整个电路所消耗的电能第24页/共34页第二十四页，编辑于星期五：八点 二十分。答案答案：见解析：见解析第25页/共34页第二十五页，编辑于星期五：八点 二十分。第26页/共34页第二十六页，编辑于星期五：八点 二十分。第27页/共34页第二十七页，编辑于星期五：八点 二十分。第28页/共34页第二十八页，编辑