2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

情景引入： 用电磁炉烧水选择哪个盆？ 为什么选择金属盆？塑料盆为什么就没反应了？ 本质：电磁感应现象和电流的热效应 思考：在金属盆中产生的感应电流大概是怎样的形状？ 涡流 2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 合肥九中--孙磊 一、涡流 1、定义：线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，靠近它的导体内会产生漩涡状电流，叫做涡电流，简称涡流。 问题1：如果在金属盆中放入塑料盆继续加热结果会怎样？ 塑料盆会融化 问题2：如果将塑料盆换成熔点比金属盆更高的盆会怎样？ 金属盆会融化 这就是工业冶炼金属的原理----坩埚 2、应用：工业冶炼金属 当冶炼炉接高频交流电源时金属块的又电阻比较小，形成的涡流的电流强度就会很大，进而产生大量的焦耳热。 涡流冶炼的优点： 加热快、能耗少、易控温、无杂质 2、应用：电子感应加速器 电子感应加速器: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。 形成感应电流的电场 2、应用：探雷器、安检门 思考：是否在所有情况下，涡流都是越大越好呢？ 3.涡流的危害与防止 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。 ②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 接下来让我们再来看一个实验 磁电式仪表的线圈常常用铝框骨架、把线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上。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，铝框要受到安培カ。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? 铝框 ＋ I F安 F安 （阻碍铝框的转动） F安 I 二、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，这种现象称为电磁阻尼。 铝框 应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等 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，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? 用导线把正负两个接线柱连在一起，构成一个闭合回路。这样如果它的指针摆动，就会在线圈中产生感应电流，接着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。 思考与讨论： 如图所示，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? B N S N S B I F F 旋转U型磁铁时穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，使铝框受到安培力的作用，最终驱动铝框随磁场一起运动。 转动特点：线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 三、电磁驱动 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。 练习：如图，真空冶炼炉、扼流圈、动圈式扬声器和磁电式电流表都有导线绕制的线圈，关于这四种器件的说法正确的是（　　） A. 真空冶炼炉线圈中应通高压低频交流电 B. 电流越大，扼流圈对电流的阻碍作用越明显 C. 除了磁电式电流表外，其余三种器件的工作原理都是电磁感应 D. 动圈式扬声器和磁电式电流表都是利用通电线圈受安培力进行工作 D Lavf57.62.100 Lavf58.29.100 $$