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

西安市育才中学特色课堂教学模式 2023-2024学年度第二学期 高二年级物理学科导学案 编写：王玲 审核：肖杏丽 授课时间： 班级： 学生姓名： 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 【学习目标】1.知道感生电动势的产生原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。2.知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害。3.了解电磁阻尼和电磁驱动。 1、 预习检测 1.电磁感应现象中的感生电场 （1）麦克斯韦认为， 会在空间激发一种电场。这种电场与静电场不同，它 由电荷产生的，我们把它叫做 。若此处是空间中存在闭合导体，导体中就产生了 。 （2）感应电流与感生电场的方向 。 2.涡流 （1）当某线圈中的电流随时间变化时，由于 ，附近的另一个线圈中可能会产生 。实际上，这个线圈附近的 ，如果穿过他的 发生变化，导体内都会产生 。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫做 ，简称 。 （2）涡流的应用：金属块中的涡流会产生热量。真空冶炼炉产生涡流的是 ，优点是 ；还有其他应用，如 、 。 （3）涡流的防止措施：涡流的危害是 ，因此要想办法减小涡流，途径之一是 ，常用材料为 ；另一个途径是 。 3.电磁阻尼 （1）当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 ， 总是 导体的运动，这种现象称为 。 （2）微安表在运输途中，需要将 连在一起。 4.电磁驱动 （1）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 起来，这种作用常常称为 。 （2）交流感应电动就是利用 的原理工作的。把 能转化为 能。 二、问题探究 1.知识回顾 （1）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。干电池中非静电力是什么？ （2） 线圈中磁场方向向上且磁感应强度在增强，线圈中是否有感应电流产生？ （3） 感应电流的方向如何？（俯视图） 2.感生电场（完成课堂巩固1、2） （1）阅读教材联系以前学习的知识得出以下信息： ①什么叫做感生电场？ ②什么叫做感生电动势？ ③感生电动势的大小与方向： ④电子感应加速器的基本原理： （2）如图所示，B增强时，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，而产生感应电流. 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在上述情况下，哪种力扮演了非静电力的角色？ ③麦克斯韦的解释： （3）感生电场有哪些特点？ （4）总结：感生电场的方向与感应电流的关系，如何判断它们的方向？ 3.涡流（完成课堂巩固3、4） （1）观察右图结合教材，得出什么叫做涡流？涡流的产生条件有哪些？ （2）真空冶炼炉的工作原理以及特点 （3）为何采用绝缘硅钢片叠加构成变压器的铁芯？减少涡流的措施有哪些？ （4）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？ （5）涡流大小的决定因素？ 4.电磁阻尼 （1）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？ （2）磁电式仪表，工作时指针向右转动，铝框中的感应电流沿什么方向？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？ （3）在运输微安表的表头时为何应该把两个接线柱连在一起？ 5.电磁驱动（完成课堂巩固5、6、7） （1）铝框放在蹄形磁体的两个磁极间，可以绕支点自由转动。转动磁铁，观察铝框的运动并解释为何发生这样的运动？ （2）电磁阻尼与电磁驱动 电磁阻尼 电磁驱动 不同点 成因 效果 能量转化 共同点 3、 课堂巩固 1.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备.如图所示，上面为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；下面为磁极之间真空室的俯视图.若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速.则下列判断正确的是 A.真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B.通入电磁体线圈的电流在增强 C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 2.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为＋q的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是 A.0 B. C. D. 3.如图所示是车站、机场等场所用于安全检查的安检门，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流.如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警.下列关于安检门的说法正确的是 A.安检门能检查出毒贩携带的毒品 B.安检门能检查出旅客携带的金属水果刀 C.安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理 D.如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作 4.（多选）“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈(但与线圈绝缘)的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是 A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器 5.（课后第2题）如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈。使磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。分析这个现象的产生原因，并说明此现象中能量转化的情况。 6.（课后第5题）如图所示，水平放置的绝缘桌面，上有一个金属圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。请通过分析形成以下结论：把条形磁铁向水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向运动的驱动力，驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同。 7.在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的运动情况是 A、都做匀速运动 B、甲做加速运动 C、乙做匀速运动 D、丙做匀速运动 四、归纳小结 五、学习方法分析、学习反思与心得 责任 使命 担当1 学科网（北京）股份有限公司 $$