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

第3节　涡流、电磁阻尼和电磁驱动（第1课时） 【学习目标】 1.了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。 2.知道涡流，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。 【新课引入】 现在家庭中常用的电磁炉，炉盘下有一个线圈，它工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面的放置铁锅，铁锅会发热，你知道这是为什么吗？ 【学习任务一】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 ，这种 与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫作 。 2．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 的作用下做定向运动，产生 ，也就是说导体中产生了感应电动势，也叫作 。 3．感应电场的方向：与所产生的感应电流的方向相同，可由 定律判断。 思考：如图所示，B增强，那么就会在空间激发一个感生电场E.如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，产生感应电流． (1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？ (2)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？ 总结： (1)静电场是由电荷激发而产生的，感生电场是由变化的磁场激发而产生的。 (2)静电场的电场线 （ 填“不闭合”或“闭合”）的，而感生电场的电场线是 的。 例1．关于感生电场，下列说法中正确的是(　 ) A．感生电场由变化的磁场产生 B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C．感生电场的方向可以用楞次定律来判定 D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向 例2．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽。有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动。现加一竖直向上的均匀增大的匀强磁场，则（　　） A．小球速度变大 B．小球速度变小 C．小球速度不变 D．小球速度可能变大也可能变小 【学习任务二】涡流 1.观察与思考： （1）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？ （2）如果导体用整块铁代替，电流变化时，铁块中有感应电流吗？如果有，它的形状如何？ 2.结论： （1）只要空间有变化的_____________，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做________。涡流是在整块金属内产生的感应电流。 （2）涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守________________。 3.应用： （1）涡流热效应的应用：如________________。 （2）涡流磁效应的应用：如________________、________________。 4.防止：电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器。 (1)途径一：增大 电阻率。 (2)途径二：用 代替整个硅钢铁芯。 例3．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容器是( ) 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 练习：(多选)变压器的铁芯是用薄硅钢片叠压而成的(如图所示)，而不是采用一整块硅钢铁芯，这是为了( ) A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D．增大铁芯中的电阻，以减小放出的热量 第3节　涡流、电磁阻尼和电磁驱动（第2课时） 【学习目标】 1.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理 2.了解电磁阻尼和电磁驱动在生产和生活中的应用 【学习任务一】电磁阻尼与电磁驱动 1. 电磁阻尼 （1）概念：当导体在磁场中运动时， 会使导体受到安培力，安培力的方向总是 运动的现象。 （2）应用：磁电式仪表中利用 使指针迅速停止到某位置，便于读数。在运输灵敏电流表时用导线把两个接线柱连在一起，以阻碍表针摆动。 2.电磁驱动 （1）概念：磁场相对导体转动时，导体中产生 ， 使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来的现象。 （2）应用： 。 温馨提示： (1)电磁驱动和电磁阻尼都遵循楞次定律。 (2)电磁驱动和电磁阻尼都是通过 受到安培力，安培力做功引起能量的转化。 【学习任务二】典例分析 例1、 (多选)如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈abcd均可绕竖直轴OO′转动．从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( ) A