3. 涡流 电磁阻尼 电磁驱动（教学课件）物理教科版选择性必修第二册

@HY 第三节 涡流 电磁阻尼 电磁驱动 教科版（2019）高中物理选择性必修第二册 第二章 电磁感应及其应用 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 如图是对人身进行安保检查的手持式金属探测仪，以及高铁站里面的安检门。这些探测仪为什么能检测出隐藏的金属器件呢？ 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 谈论交流 铁环 铁管 铁柱 铁片可以看做多个 半径逐渐变化的铁环 铁柱可以看做多个铁片叠加而成 i N S N S 铁管可以看做多个铁环叠加而成 N S 铁片 铁环、铁管、铁片、铁柱上会产生感应电流吗？ 由于电磁感应，在大块金属中会形成感应电流，电流在金属块内组成闭合回路，很像水的漩涡，因此叫作涡电流，简称涡流。 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 真空冶炼炉 涡流的利用:涡流像其他电流一样，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，产生的热量很多。 高频焊接 电磁炉 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 涡流的利用: 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 涡流的防止（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。 涡流的危害：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。 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 如图所示，将铁制平底锅放在电磁炉的绝缘面板上，接通电源，锅体的温度会很快升高，烹饪出可口的菜肴。这是怎么回事呢？ 观察思考 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 概念：当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫作电磁阻尼 v v 电磁阻尼，使金属盘，磁铁和金属球快速停下，机械能转化为电能以热的形式散发到周围的空气中。 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 电磁驱动：当磁场相对于导体运动时，导体中产生的涡流使导体受到安培力，安培力使导体运动起来。 新课引入 电磁阻尼 电磁驱动 涡 流 v F v F 导体在磁场中运动 磁铁相对导体运动 阻尼 驱动 情景 对导体的作用 表现 原因 能量观 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 电磁阻尼和电磁驱动 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 电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系 相同点：两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电 流的导体与磁场间的相对运动 1．如图所示，电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=h，ad=L，质量为m。此线框从某一高度处自由下落，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h。若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框中产生的焦耳热等于多少？（不计空气阻力） 课堂练习 C 课堂练习 AB 课堂练习 B 课堂练习 5.如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的匀强磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高B。不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点 C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动 铜环最终的运动状态是怎样？ B 课堂练习 Lavf58.51.100 无标题项目 无标题项目 2．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 3．(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电流，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 如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触，当磁铁绕轴转动时，铜盘将(　　) A．以相同的转速与磁铁同向转动 B．以较小的转速与磁铁同向转动 C．以相同的转速与磁铁反向转动 D．静止不动 $$