2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

人教版 选择性必修第二册 2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 第二章 电磁感应 教 学 目 标 1 了解涡流的产生过程及涡流现象的利用和危害。 2 重 点 难 点 1 通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。 2 了解电磁阻尼、电磁驱动。 通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用 这两种灶给锅加热的原理是什么？ 电磁炉的加热原理是什么？ 思考：为什么水会沸腾起来呢？ 新知导入 （一）、理论探究感生电动势的产生 电流是怎样产生的？ 自由电荷为什么会运动？ 使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？ 猜想：使电荷运动的力可能是 洛伦兹力、静电力、或者是其它力 磁场变弱 一、电磁感应现象中的感生电场 1.感生电场： 麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场。这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。 如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫作感生电动势。 3.感生电动势： 如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，也就是说导体中产生了感应电动势。 2.感应电动势： 新知讲解 二、涡流 1. 定义：由于电磁感应，在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流。如图中的虚线所示 2. 特点 若金属电阻率很小，则涡流往往很强，产生的热量很多。 3. 应用 （1）涡流热效应：真空冶炼炉，电磁炉。 （2）真空冶炼炉原理：金属块中的涡流会产生热量。线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流。 真空冶炼炉 学科网原创 （3）涡流的磁效应： 涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。 金属探测仪 涡流的危害与防止 危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。 防止（减少涡流的途径）： ①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢。 ②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 新知讲解 三、电磁驱动 1. 定义：磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动 2. 特点 交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。 连接到三相电源时能产生旋转的磁场 例1. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是(　　　) A．恒定直流、小铁锅　　　 B．恒定直流、玻璃杯 C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯 C 例2.高频感应炉是用于冶炼高质量的特殊金属的，如图所示，在冶炼炉外绕有线圈，锅内放入待冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，冶炼锅体是绝缘材料制作的，锅内金属能被加热熔化并达到很高的温度。以下说法正确的是（ ） A．金属利用线圈中的电流产生 的焦耳热来加热 B．金属利用交变磁场产生的涡 流来加热 C．高频交变电流能发射红外线 来加热金属 D．增加高频交变电流能提高冶炼金属的温度 BD 课堂练习 例3.如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（ ） A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯 AB 课堂练习 例4.桌面上放一铜片，一条形磁铁的N极自上而下接近铜片的过程中，铜片对桌面的压力（ ） A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断是否变化 A 课堂练习 例5.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 h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h h BD 课堂练习 $