2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第二册

第二章 电磁感应定律 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 高中物理-人教版 高中物理(人教版2019)选择性必修第二册 1 学习目标 物理观念：理解涡流成因，会用能量观念解释涡流的热效应、阻尼与驱动中的能量转化； 科学思维：用等效回路法分析涡流，判断安培力方向及物体运动状态； 科学探究：通过电磁阻尼、驱动实验，探究安培力阻碍相对运动的规律； 科学态度与责任：联系电磁炉、电磁制动、磁悬浮等应用，辩证看待涡流的利与弊； 目录 01 电磁感应现象中的感生电场 02 涡流 03 电磁阻尼 04 电磁驱动 新课引入 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？ 电磁感应现象中的感生电场 麦克斯韦 1831–1879 感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场。 I′ E感 B′ 若空间存在闭合导体，导体中的自由电荷受到感生电场的作用力发生定向移动，从而形成感应电流和感应电动势。 电磁感应现象中的感生电场 感生电场应用实例---电子感应加速器 柱形电磁铁：产生变化的磁场； 环形真空管道：是电子运行的轨道； 工作过程： 磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场，使射入其中的电子不断加速。 涡流 内容：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。 注意： ①涡流是整块导体内部发生的电磁感应现象； ②涡流现象，其他形式的能转化为电能，最终在金属块中转化为内能； ③磁场变化越快，导体的横截面积越大，电阻率越小，涡流越强。 涡流 产生涡流的条件： ①导体本身能够形成闭合回路； ②穿过导体的磁通量发生变化。 涡流 ①涡流的热效应：真空冶炼炉、电磁炉； ②涡流的磁效应：探雷器、金属探测器、安检门等； 涡流的应用 涡流 涡流的危害与防止 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。 防止：①增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢； ②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 【优化学案】（多选）如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，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； AB 当堂检测 电磁阻尼 问题：一个单匝线圈落入磁场中，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? 电磁阻尼 内容：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。 应用：磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等。 特征：以动生电，以电阻动。 电磁阻尼 问题：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？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? 电磁驱动 问题：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 内容：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---电磁驱动。 电动机 电能 机械能 转化 【优化学案】如图所示，在一蹄形磁体下面放一个铜盘，铜盘和磁体均可以绕OO'轴自由转动，两磁极靠近铜盘，但不接触。当磁体绕轴转动时，铜盘将（ ） A.以相同的转速与磁体同向转动； B.以较小的转速与磁体同向转动； C.以相同的转速与磁体反向转动； D.静止不动。 B 当堂检测 【优化学案】（多选）如图所示，蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO'转动，开始时矩形线圈与磁体在同一平面内，从上向下看，当磁体逆时针转动时，则（ ） A.线圈将逆时针转动，转速与磁体的相同； B.线圈将逆时针转动，转速比磁体的小； C.线圈转动时将产生感应电流； D.线圈转动时感应电流的方向始终是a→b→c→d→a。 BC 当堂检测 【优化学案】（多选）关于电磁阻尼，下列说法正确的是（ ） A.当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体运动的现象称为电磁阻尼； B.磁电式仪表利用电磁阻尼原理使指针迅速停下来，从而便于读数； C.电磁阻尼是导体因感应电流受到的安培力对导体做负功的现象，阻碍导体运动； D.电磁阻尼现象实质上不是电磁感应现象，但分析时同样遵循楞次定律。 ABC 当堂检测 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $