2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理课件围绕涡流、电磁阻尼、电磁驱动展开，以“水沸腾原因”问题导入，从感生电场切入，衔接涡流的产生、应用及防止，再过渡到电磁阻尼和电磁驱动，构建从现象到理论再到应用的学习支架。 其亮点在于通过静电场与感生电场对比表格培养科学思维，结合电磁炉、交流感应电动机等实例强化物理观念，“做一做”实验促进科学探究。教学方法注重理论联系实际，总结清晰且有随堂练习，助力学生理解概念，培养能力，也为教师提供丰富教学素材。

第三节 涡流 电磁阻尼 电磁驱动 第二章 电磁感应及其应用 思考：为什么水会沸腾起来呢？ 新课导入 麦克斯韦 麦克斯韦认为 磁场变化时会在周围空间激发一种电场——感生电场 闭合导体中的自由电荷在这种电场中做定向运动 产生感应电流（感生电动势） 感生电场的方向就是感生电流的方向。 感生电动势的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力。 1.感生电场 新知探究 变化的 磁场 激发 感生 电场 力 自由电荷 形成 闭合 回路 感应 电流 （非静电力） 产生 感生电动势 如果感应电动势是由感生电场产生的它也叫作感生电动势。 1.感生电场 这种电场与静电场不同，不是由电荷产生。 静电场和感生电场的区别 静电场 感生电场 产生 由静止的电荷产生 由变化的磁场在周围空间激发 电场线特点 由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合。 感应电场是一种涡旋电场， 电场线是闭合的。 电场方向判断 正电荷受力的方向 感生电流的方向 （楞次定律） 1.感生电场 1.功能：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。 2.结构：如图，上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁体线圈中电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。 电子感应加速器 1.感生电场 穿过真空室内磁场的方向 由图知电子沿什么方向运动 要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何 由感生电场引起的磁场方向如何 竖直向上 逆时针 顺时针 向下 原磁场在增强，即电流在增大。 1.感生电场 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。 若金属电阻率很小，则涡流往往很强，产生的热量很多。 2. 特点： 2.涡流 涡流产生的原因 变化的电流 产生变化的磁场 闭合导体 形成涡流 电流磁效应 麦克斯韦电磁场理论 非静电力作用 激发感生电场 空间存在 2.涡流 (一)涡流的热效应 1.电磁炉 AC 2.涡流 2.真空冶炼炉 冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。 涡流冶炼的优点： 加热快、能耗少、 易控温、无杂质 (二)涡流的磁效应——金属探测器、安检门 探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场。埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流，涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警。 2.涡流 3.涡流的危害与防止 怎样减少涡流损耗？ 交变电流 交变电流 整块铁心 彼此绝缘的薄片 （1）危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流: （2）防止： ①使铁芯发热 ②浪费能量 ③可能损坏电器。 2.涡流 电磁阻尼现象：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。 汽车的电磁制动 导体在磁场中运动 磁电式仪表 电磁阻尼 如图所示，磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上。 思考与讨论1：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？ 分析：仪表工作时指针向右偏转即铝框在向右转动过程中，磁通量在增加，根据楞次定律可知，产生的感应电流的方向 (从上往下看)是逆时针，即左边电流出来，右边进去。 电磁阻尼 思考与讨论2：由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培力。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？ 分析：根据左手定则，安培力方向铝框左边受向下的安培力，而右边受向上的安培力，安培力阻碍铝框的转动。 ＋ I FA FA 电磁阻尼 做一做：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如图所示，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？ 分析：接线柱连接前，晃动表壳，表针相对表盘摆动剧烈，并且不容易停止摆动，接线柱连接后，再次晃动表壳，表针相对表盘摆动轻微，并且容易停止摆动。 电磁驱动 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？ 电磁驱动 概念：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。 电磁驱动 应用：交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。配置的三个线圈连接到三相电源上，就能产生类似上面演示实验中的旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动。就这样，电动机把电能转化成机械能。 电磁驱动 一. 电磁感应现象中的感生电场 二. 涡流 三.电磁阻尼与电磁驱动 课堂总结 1．甲、乙、丙原为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧壁分别开有图示的横槽和竖槽，丙管未开槽，将一个磁性小球分别由甲、乙、丙上端管口处静止释放，对小球穿过三个铝管的时间进行比较，结果为(      ) B A.甲最短 B.乙最短 C.丙最短 D.三者相同 随堂练习 2．下列四幅教材插图，属于电磁驱动应用的是( ) C A.甲：选用铝框做磁电式电表骨架 B.乙：利用真空冶炼炉来冶炼金属 C.丙：转动把手时蹄形磁铁两极间的铝框随之同向转动 D.丁：在运输灵敏电流表时用导线把两接线柱连在一起 感 谢 观 看 Lavf58.12.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.63 $