人教版高中物理选修3-2 4.7.涡流 电磁阻尼和电磁驱动公开课教学课件共28张PPT含视频

招远一中 王微 问题 1.为什么变压器，电动机的铁芯都不是整块金属， 而是由许多薄片叠合而成的？ 2.尽管交变电流没有直接接在铁芯上，但通电后铁芯的温度却升高了？ 当磁场变化时，在磁场周围会产生感生电场，使导体中的自由电子定向移动产生感应电流，闭合的曲线像旋涡一样，我们把它叫涡电流。简称涡流。 B E 金属块 * 回顾互感的概念，引入涡流 7.unknown 1.定义：块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时,金属块内会产生感应电流.这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，故叫涡电流，简称涡流。 （1）涡流是在金属块内产生的感应电流。 （2）涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。 一、涡流 2.注意： 二、涡流的热效应： 1、应用 (1)真空冶炼炉 原理？优点？ 涡流的热效应 （2）高频焊接 高频焊接机原理：线圈中通以高频电流，内部焊接工件由于电磁感应产生感应电流，频率越高，产生的感应电流越大。由于焊接缝处接触电阻很大，放出的热量很多，致使温度升高将金属熔化，焊接在一起。应用于焊接自行车车架。 (3)生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡流的热效应来烧菜做饭的。 工作过程：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁感线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。 涡流的热效应 2、危害 发热浪费能量。 防止 减少涡流的方法：增大回路的电阻。 变压器、电机的铁芯都不是整块金属，而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成的，以减少涡流和电能的损耗，同时避免破坏绝缘层。 二、涡流的热效应： 三 涡流磁效应的利用 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。 线圈 涡流磁效应的利用 机场、车站及重要场所的安检门及工作人员手上的探测器，也是利用与探雷器类似的电磁感应原理使仪器报警，来探测进出人员身上携带的金属物品。 四、涡流的机械效应 1、电磁阻尼：导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力,而安培力的方向总是要阻碍导体的运动的现象。 应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等. 微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？ 构成闭合回路，防止指针摆动。 如图，把铜片悬挂在磁铁的两极间，形成一个摆。在无磁场时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来。 一旦在磁场中运动，由于穿过运动导体的磁通量发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，铜片摆锤的摆动便受到阻力而迅速停止。 电磁阻尼摆 8.unknown 金属管演示涡流的电磁阻尼现象 弹簧振子演示电磁阻尼现象 2、电磁驱动： 当磁场相对于导体转动时，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而运动起来的现象。 线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。 电磁驱动的应用 交流感应电动机 电磁阻尼是导体相对于磁场运动; 电磁驱动是磁场相对于导体运动. 安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。 电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系 1.如图4－7－4所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述可能正确的是(　　) 图4－7－4 A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的 问题与练习 问题与练习 2、如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。这种现象说明了什么？ 3.如图4－7－6所示，把一个闭合线框放在蹄形磁体的两磁极之间，蹄形磁体可以绕竖直轴转动，闭合线框也可以绕竖直轴转动，当蹄形磁体逆时针(从上往下看)转动时，有关线圈的运动下列说法