2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（教学课件）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）

第三节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 第二章 人教版 高中选择性必修第二册 电磁感应现象中的感生电场 01 涡流 02 电磁驱动 04 电磁阻尼 03 巩固提升 05 CONTENTS 目录 新课导入 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，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗? 电磁感应现象中的感生电场 PART 01 电磁感应现象中的感生电场 01 1.在电磁感应中，使导体中自由电荷定向移动的作用力是什么力呢？这个力有什么特点？ 磁场 变化 激发 感生 电场 力 导体中 自由电荷 形成 感应 电流 静止电荷 激发 静电场 感生电动势 （非静电力） 产生 导体 闭合 麦克斯韦的解释 电磁感应现象中的感生电场 01 2.如自由移动的电荷是正电荷，结合感应电流的方向，想一想感应电场的方向往哪？ 磁场变强 产生顺时针方向的感应电流 结论：感应电场方向与感应电流的方向相同，我们用判断感应电流的方向的方法判断感生电场——楞次定律+右手螺旋定则。 电磁感应现象中的感生电场 01 3.静电场和感生电场的有什么区别？ 静电场 感生电场 产生 由静止的电荷产生 由变化的磁场在周围空间激发 电场线特点 由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合。 感应电场是一种涡旋电场， 电场线是闭合的。 电场方向判断 正电荷受力的方向 楞次定律+右手螺旋定则 电磁感应现象中的感生电场 01 4.观察右图电子感应加速器，当电磁铁线圈电流的方向与如图所示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？ 真空室 i i 电子枪 真空室 B i感 F洛 F洛 F洛 F洛 v v v v F F F F E感 E感 E感 E感 v0=0 真空室 B i感 E感 E感 E感 E感 E感 i i 电子感应加速器加速原理： 磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。 涡流 PART 02 观察与思考 01 水为什么会沸腾？ 镊子为什么会变红？ 涡流 02 1.定义：根据麦克斯韦电磁场理论，当磁场变化时，导体中的自由电子就会在感生电场的作用下定向移动从而产生感应电流，这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线，我们把它叫涡电流，简称涡流。 如果环不断增粗直到变成一圆盘，又会发生什么现象？ 变成方盘呢？ 如果导体用整块铁代替，如图所示，电流变化时，铁块中有感应电流吗？如果有，它的形状如何？ 你知道涡流应用在那些方面，哪些方面我们又应该防止涡流的影响 涡流 02 2.涡流的热效应 （1）电磁炉 电磁炉的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热量，将饭菜煮熟。 涡流 02 2.涡流的热效应 （2）真空冶炼炉 冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。 涡流 02 3.涡流的磁效应 金属探测器、安检门等 探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流，涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警。 涡流 02 4.涡流的危害与防止 （1）危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流: ①使铁芯发热， （2）防止： 增大铁芯的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢。用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 ②浪费了能量， ③还可能损坏电器。 怎样减少涡流损耗？ 电磁阻尼 PART 3 01 观察与思考 分析图中线圈中感应电流的方向和所受安培力的方向，并研究安培力对线圈的运动有何影响? 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动。 02 电磁阻尼 1.电磁阻尼 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——电磁阻尼。 2.电磁阻尼的应用 问题1：磁式电流表为什么用铝框做线圈骨架？ （1）假定仪表工作时指针向右转动，铝框中感应电流沿什么方向？ 由右手定则可知，右侧产生的电流向里，左侧产生的电流向外，故从前向后看产生的感应电流为逆时针方向。 02 电磁阻尼 2.电磁阻尼的应用 问题1：磁式电流表为什么用铝框做线圈骨架？ （2）铝框由于转动产生感应电流，铝框会受安培力，安培力是沿什么方向的？ 有左手定则知，此时铝框中受到的安培力与运动方向相反， （3）安培力对铝框的转动产生什么影响？ 起到了阻尼作用 （4）使用铝框做线圈骨架有什么好处？ 常用铝框做骨架，当线圈在磁场转动时，导致铝矿的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。 02 电磁阻尼 2.电磁阻尼的应