第2章 3 涡流 电磁阻尼 电磁驱动（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二物理选择性必修第二册（教科版2019）

3　涡流　电磁阻尼　电磁驱动 　 涡流 1.概念:由于电磁感应,在大块金属中产生的像漩涡一样的感应电流,称为涡电流,简称涡流。 2.特点:大块金属沿涡流路径的电阻一般很小,不大的感应电动势能在其内部形成强大的涡电流,释 放出大量的焦耳热。 3.防止:变压器、电动机等设备中因涡流产生的热不但会消耗很多能量,也容易损坏电器。为 此,变压器和电机中的铁芯都不用整块金属,而是用许多相互绝缘的薄硅钢片叠合而成的。 4.应用:高频感应炉应用涡流的热效应冶炼金属,电磁炉应用涡流的热效应加热物体。 必备知识 清单破 知识点 1 易错警示    块状金属在匀强磁场中运动时,穿过金属块的磁通量不变,金属块中不产生涡 流。 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 　电磁阻尼和电磁制动　电磁驱动 1.电磁阻尼 (1)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。 (2)应用:磁电式电表中利用电磁阻尼使指针迅速停止到读数位置,便于读数;在运输电表时用 导线把正、负接线柱连在一起,以阻碍表针摆动。 2.电磁制动 (1)概念:电动列车在要进行制动时,电动机与电源断开,并把电动机的线圈与制动电路连接成 闭合回路,列车前进时带动电动机线圈转动,而产生感应电流,磁场对它的安培力起着制动的 作用。 (2)优点:减少机械磨损,列车前进的动能转化为电能,给蓄电池充电。 知识点 2 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 3.电磁驱动 (1)概念:磁场相对导体运动时,导体中产生感应电流,感应电流受到安培力的作用使导体运动 起来,这种现象称为电磁驱动。 (2)应用:感应电动机。 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 1.如图所示,线圈中的电流随时间变化时,导体中有感应电流吗?如果有,它的形状像什么? 2.用导线把微安表的两个接线柱连在一起后,在磁场中晃动微安表时,表针摆动的幅度为什么 比没连接接线柱时小? 3.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。转动磁体时,铝框 如何运动?为什么会发生这种现象?   知识辨析 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.有。变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生感生电场,使导体中的自由电子发生定向 移动,产生感应电流,它的形状像水的漩涡,所以把它叫作涡电流,简称涡流。 2.用导线把微安表的两个接线柱连接起来后,就形成了闭合回路,产生感应电流,表针受到的 安培力阻碍表针的摆动,即发生电磁阻尼现象。 3.转动磁体时,铝框会跟着磁体运动起来,但转速要低于磁体的转速。原因是:磁体转动时,铝 框中会产生感应电流,磁场对感应电流的安培力阻碍它与磁体的相对运动,因而铝框跟着磁 体转动起来。 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 　对涡流的理解  1.涡流的本质 涡流的本质是由于电磁感应而产生的感应电流,与一般导体或线圈的最大区别是金属块内自 成闭合回路,但它同样遵循法拉第电磁感应定律。 关键能力 定点破 定点 1 导师点睛    磁场变化越快 ,导体的横截面积S越大,导体材料的电阻率越小,形成的 涡流就越大。产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,产生涡流时,金属块 并没有接入闭合回路,但穿过金属块的磁通量变化时,金属块内部自成闭合回路,所以能产生 感应电流。 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 2.产生涡流的两种情况 (1)把金属块放在变化的磁场中; (2)让金属块进出磁场或者在非匀强磁场中运动。 3.能量变化 伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能,并最终在金属块中转化为内能。 (1)如果把金属块放在变化的磁场中,则磁场能转化为电能并最终转化为内能。 (2)如果让金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属块的机械能 转化为电能并最终转化为内能。 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 项目 电磁阻尼 电磁驱动 　电磁阻尼和电磁驱动的比较  定点 2 不同点 成因 由于导体在磁场中运动而产生感应电流,从而使导体受到安培力 由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流,从而使导体受到安培力 效果 安培力的方向与导体运动方向相反,阻碍导体运动 导体受安培力的方向与导体运动方向相同,推动导体运动 能量 转化 导体克服安培力做功,其他形式的能转 化为电能,最终转化为内能 由于电磁感应,磁场能转化为电能,通过安培力做功,电能转化为导体的机械能,从而对外做功 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 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 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 典例 零刻度在表盘正中间的电流计非常灵敏,通入电流后,线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹 力作用达到平衡时,指针在示数附近摆动很难停下,使读数变得困难。在指针转轴上装上扇 形铝框或扇形铝板【1】,在合适区域加上磁场,可以解决此困难【2】。下列方案合理的是 (       )   D 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    当闭合导体与磁场发生相对运动时,两者之间产生电磁阻尼,阻碍相对运动。 信息提取    【1】铝框为闭合回路,铝板为闭合导体; 【2】利用电磁阻尼使其快速停下。 解析    A、C选项中,当指针向左偏转时,铝框或铝板可能会离开磁场,产生不了感应电流,不 会产生电磁阻尼现象,指针不能很快停下,A、C不符合题意;B选项中,磁场在铝框中间,当指 针偏转角度较小时,铝框不能切割磁感线,不能产生感应电流,不会产生电磁阻尼现象,指针不 能很快停下,B不符合题意;D选项中,磁场在铝板中间,不论指针偏转角度大小,铝板上都会产 生涡流,会产生电磁阻尼现象(由【1】【2】得到),指针很快停下,便于读数,D符合题意。故 选D。 第二章　电磁感应及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 $$