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

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 3 i i ~ B′ B 问题 问题 ? 　　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？ P35 磁场变强 ① 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，称为感生电场，也叫涡旋电场。 I′ 变化的磁场在闭合电路中产生了感应电动势. 哪一种作用扮演了非静电力的角色? ② 感生电场的电场线是闭合的，感生电场的方向可以根据楞次定律用右手螺旋定则来判断。 E感 E＝n 电磁感应现象中的感生电场 感生电动势 B′ P35 电子感应加速器 P35 应用感生电场来加速电子的一种设备。 柱形电磁铁：产生变化的磁场； 环形真空管道：是电子运行的轨道 工作过程： 　　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。 静电场 E0 感生电场 E 起源 由静止电荷激发 由变化的磁场激发 电场线形状 电场线为非闭合曲线 电场线为闭合曲线 E感 静电场为有源场 感生电场为无源场 磁场变强 　　他们间也有共性：具有场物质形式的所有共性；均对电荷有力的作用，且场强定义相同(不讨论电势问题)；在导体中，感生电场可引起电荷的积累从而建立静电场。 感生电场与静电场的区别 1．当线圈中的电流随时间变化时，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流．看起来就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流（eddy current）。 涡流 i i ~ B′ B 当电流增大时 2．金属块中的涡流也要产生热量，如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。 P36 涡流的热效应及其应用 ①　涡流冶炼的优点： 加热快、能耗少、易控温、无杂质 P36 涡流的热效应及其应用 ②　电磁炉的原理 AC 电阻率低 B 具铁磁性 P36 涡流的热效应的危害与防止 变压器 电动机 I入 I出 Q 危害： 浪费电能 、烧坏仪器 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。 P36 涡流的热效应的危害与防止 危害： 浪费电能 、烧坏仪器 防止（减少涡流的途径）： ② 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 P36 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 i i ~ i i ~ 涡流的热效应的危害与防止 P36 涡流的磁效应及其应用 报警器 变化电流 P36 涡流的机械效应—电磁阻尼 P37 　　如图 2.3-7 所示，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示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什么影响？ 思考与讨论 F安 （阻碍铝框的转动） I 涡流的机械效应—电磁阻尼 P37 　　磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上（图 2.3-8）。 假定仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流沿什么方向？由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培力。安培力是沿什么方向的？安培力对铝框的转动产生什么影响？ 思考与讨论 等效图 F′安 ω I′ F′安 I′ ω （阻碍铝框的转动） 涡流的机械效应—电磁阻尼 P38 　　取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。用导线把微安表的两个接线柱连在一起（图2.3-9），再次晃动表壳，表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同？怎样解释这种差别？为什么灵敏电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起？ 做一做 　　构成一个闭合回路。如果它的指针摆动，就会在线圈中产生感应电流，出现电磁阻尼的现象，使指针很快的停止运动就不容易折断。 P38 观察铝框的运动 　　如图 2.3-10 所示，一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极间，可以绕支点自由转动。转动磁体，观察铝框的运动。怎样解释铝框的运动？ 演　示 B N S N S B I F F 涡流的机械效应—电磁驱动 P38 　　如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。 应用：感应电动机。 电磁阻尼和电磁驱动 电磁阻尼和电磁驱动 情景 作用 表现 原因 能量观 v F v F 导体在磁场中运动 磁铁相对导体运动 阻尼 驱动 阻碍 相对 运动 阻碍 磁通量 变化 导体的机械能转化为电能 磁体的机械能转化为导体的机械能 Lavf58.29.100 无标题项目 无标题项目 $