2.3涡流电磁阻尼和电磁驱动课件高二下学期物理人教版选择性

第二章电磁感应

人教版（2019）选修第二册2.3

涡流、电磁阻尼和电磁驱动

1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用。3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用。学习目标

在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上放置铁锅，铁锅就会发热，你知道这是为什么吗？导入新课磁感应强度增大思考：非静电力来源是什么？感生电场力1.感生电场：由于磁场变化而产生的电场叫感生电场，由感生电场产生的感应电动势叫作感生电动势。磁场变化激发感生电场力导体中自由电荷形成感应电流感生电动势（非静电力）产生导体闭合静止电荷激发静电场思考:一、电磁感应现象中的感生电场2.感生电场方向判断方法：依据：楞次定律假设有导体存在，推出感应电流的方向，就是感应电场的方向。实例：现代科技----电子感应加速器参考答案：电磁铁中电流变大问：当电磁铁线圈中电流方向与图示一致时，电流大小怎么变化才能使电子加速？SN靶电子轨道电子枪真空室真空室俯视图侧视图I例：如图，某段时间内，磁感应强度增大感生电场涡流研究对象：二、涡流金属块1.涡流:

2.涡流的应用

涡流热效应的应用原理：优点：实例1：真空冶炼炉--冶炼合金钢真空冶炼，防止空气中杂质进入,可以冶炼高质量的合金。线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属产生涡流，涡流产生热量使金属融化。在变化磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的旋涡，称为涡电流，简称涡流。涡流的热效应

迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的线圈时，线圈周围产生迅速变化的磁场，面板上方的铁锅底部产生涡流，铁锅迅速发热。实例2：电磁炉

涡流磁效应的应用

实例探雷器、安检门3.涡流的危害⑵减小涡流的途径⑴不用整块硅钢的原因

实例：电动机、变压器铁芯

增大铁芯电阻率：硅钢

相互绝缘的硅钢片叠成铁芯

电动机、变压器的线圈都缠绕在铁芯上。线圈中通过变化的电流，铁芯中会产生涡流，使铁芯发热，浪费了能量，还可能损害电器。4.涡流的本质:电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律、楞次定律。练习电磁炉又名电磁灶，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生。如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（）A.电磁炉通电线圈加恒定电流，电流越大，电磁炉加热效果越好B.电磁炉原理是通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C.电磁炉通电线圈通入大小和方向变化电流，电流变化越快，电磁炉加热效果越好D.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差BC思考：

左图，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图中位置时感应电流的方向和所受安培力的方向。安培力对线圈的运动有何影响?

右图，若金属块进、出磁场和整体在磁场中运动时，情况又如何？××××××××××××××××B三、电磁阻尼

进、出磁场时，产生焦耳热，损失机械能

整块在磁场中运动，其机械能不再损失感应电流会使导体受到安培力,安培力方向总是阻碍导体的运动。演示电磁阻尼思考：两金属片运动产生明显差异的原因是什么？

当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。1.电磁阻尼：分析：铝框转动时，产生的感应电流受到安培力，该力阻碍铝框的转动，使指针很快停下来，便于读数。2.应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼思考1

磁式电流计为什么用轻质铝框做线圈骨架而不用轻质塑料？

把接线柱连在一起，线圈在摆动的时候就产生感应电流，这个感应电流可以阻碍线圈的摆动，降低指针的摆幅。思考2

灵敏电流计在运输中需用导线将正负接线柱短接，这是什么道理？演示：感应电动机现象：线圈与磁极同向转动，但转速小于磁极，即异步感应电动机。四、电磁驱动

当磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流会使导体受到安培力，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。1.电磁驱动2.应用：交流感应电动机连接到三相电源时，能产生旋转的磁场鼠笼式异步电动机思考：电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系是什么？联系：区别：都是电磁感应现象中的阻碍相对运动本质上：电磁力阻碍磁通量的变化导体与磁场哪个主动运动练习光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方是

，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示）。一个小金属块从抛物线上y=b（b>a）处以初速v沿抛物线下滑。假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是

（）

A.mgb

B．

C.mg（b-a）

D．D解析：圆环最终在y=a以下来回摆动，以y=b（b>a）处为初位置，y=a处为末位置，可知末位置的速度为零，在整个过程中，重