涡流、电磁阻尼和电磁驱动PPT课件
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课件人教版《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》PPT
四 电磁驱动
1.定义： 当磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流， 感应电流会使导体受到安培力，安培力使导体运动起 来，这种作用称为电磁驱动。
2.应用：交流感应Байду номын сангаас动机
课堂小结
一、涡流 1、产生原理 2、涡流的应用与危害
二、电磁阻尼和电磁驱动（阻碍相对运动） 1、电磁阻尼：磁场不动，导体动
2、电磁驱动：导体不动，磁场动
管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B(可视为 质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、 B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB。
(1)螺线管A将向哪个方向运动？
解析： 磁铁进入螺线管发生电磁感应现 象，为了阻碍磁通量变大，A向 右运动。
(2)全过程中整个电路所消耗的电能。
OO′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( BC )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小 C．线圈转动时将产生交流电
D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
3.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相 连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线
人教物理选择性必修2
第
二
章
3
电 磁 感 应
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
S
NB
B0
v
B变S不变→感生电动势 S变B不变→动生电动势
电动势的作用是某种非静电力对自由电荷的作用
是什么力充当电源中的非静电力？
一 电磁感应现象中的感生电场
1.感生电场： 由于磁场变化而产生的电场叫感生电场.由感生 电场产生的感应电动势叫作感生电动势.
2、铝的价格便宜，大量使用节约成本；
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
电磁阻尼的分析
例1 如图4－7－2所示，在O点正下方有一个具有
理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆
至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的
是( )
A．A、B两点在同一水平线上
B．A点高于B点
C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动
图4－7－2
【思路点拨】 电磁阻尼现象中要抓住两点，一是 金属能够自身形成闭合回路，形成涡流，二是磁通 量要发生变化，形成涡流，阻碍相对运动． 【精讲精析】 铜环进入磁场和出磁场的过程中， 都有涡流产生，阻碍铜环的摆动，从而有机械能转 化为内能，A点高于B点，最终铜环将在磁场中做 等幅摆动．答案为B.
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿 过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流 的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流
二、电磁驱动与电磁阻尼 当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量 就发生变化，例如线圈处于如图4－7－ 1 所示的初始状态时，穿过线圈的磁通 量为零，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈 的磁通量就增加了，根据楞次定律，此 图4－7－1 时线圈中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加， 因而线圈会跟着一起转动起来．
而对于小车上的螺线管来说，在此过程中，螺线管 受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向 右运动，且一直做加速运动，C对． 【答案】 BC 【规律总结】 无论是导体运动，还是磁场运动， 电磁感应现象中感应电流所受安培力总是阻碍导体 和磁场间发生相对运动．
电磁感应中的能量问题
例3 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 4－7－6所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在 一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物面 上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物面下滑，假设抛物面 足够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总 量是( )
第2章 3 《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》课件ppt
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。
2.应用:交流感应电动机。
自我检测
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因。
(1)涡流跟平时常见的感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产
生的。(
)
解析 涡流本质上是感应电流,是自身构成回路,是在穿过导体的磁通量变
化时产生的。
B.当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
C.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为顺时针方向
D.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
解析 感生电场中磁场的方向用楞次定律来判定,原磁场向上且磁感应强度
在增大,在周围有闭合导线的情况下,感应电流的磁场方向应与原磁场方向
答案 √
(2)涡流有热效应,但没有磁效应。(
解析 涡流既有热效应,又有磁效应。
答案 ×
)
(3)在硅钢中不能产生涡流。(
)
解析 硅钢电阻率大,产生的涡流较小,但仍能产生涡流。
答案 ×
(4)电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象,都遵循楞次定律和法拉第电磁
感应定律。(
)
解析 电磁阻尼、电磁驱动都是由于磁通量的变化引起的,所以都遵循楞次
(物理观念)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、电磁感应现象中的感生电场
一个闭合回路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内将会产生感
应电动势。
1.感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场,我们把它叫作感生电场。
2.感生电动势:由感生电场产生的感应电动势。
3.感生电场的方向:与所产生的感应电流的方向相同,可根据楞次定律和
驱动。
2.应用:交流感应电动机。
自我检测
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因。
(1)涡流跟平时常见的感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产
生的。(
)
解析 涡流本质上是感应电流,是自身构成回路,是在穿过导体的磁通量变
化时产生的。
B.当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
C.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为顺时针方向
D.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
解析 感生电场中磁场的方向用楞次定律来判定,原磁场向上且磁感应强度
在增大,在周围有闭合导线的情况下,感应电流的磁场方向应与原磁场方向
答案 √
(2)涡流有热效应,但没有磁效应。(
解析 涡流既有热效应,又有磁效应。
答案 ×
)
(3)在硅钢中不能产生涡流。(
)
解析 硅钢电阻率大,产生的涡流较小,但仍能产生涡流。
答案 ×
(4)电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象,都遵循楞次定律和法拉第电磁
感应定律。(
)
解析 电磁阻尼、电磁驱动都是由于磁通量的变化引起的,所以都遵循楞次
(物理观念)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、电磁感应现象中的感生电场
一个闭合回路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内将会产生感
应电动势。
1.感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场,我们把它叫作感生电场。
2.感生电动势:由感生电场产生的感应电动势。
3.感生电场的方向:与所产生的感应电流的方向相同,可根据楞次定律和
涡流电磁阻尼和电磁驱动完整版课件
答案： C
涡流现象中的能量转化问题 伴随着涡流现象，其他形式的能转化为电能，最终在金属 块中转化为内能．如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转 化为电能，最终转化为内能；如果是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，最终转化为电能．
光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，
答案： D
对电磁阻尼和电磁驱动的理解
电磁阻尼和电磁驱动的比较：见下表
项目 比较内容
电磁阻尼
电磁驱动
不同点 成因
由于导体在磁 场中运动而产 生感应电流
由于磁场运动引起磁通量 的变化而产生感应电流
项目 比较内容
电磁阻尼
电磁驱动
安培力的方向与导体运 导体所受安培力的方向
效果 动方向相反，阻碍导体 与导体运动方向相同，
4．防止：电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过 大而导致浪费能量，损坏电器．
(1)途径一：增大铁芯材料的__电__阻__率__． (2)途径二：用相互绝缘的_硅__钢__片___叠成的铁芯代替整块硅 钢铁芯．
涡流的本质是电磁感应现象，遵守电磁感应定 律和楞次定律．
电磁阻尼和电磁驱动 1．电磁阻尼 (1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 安培力的作用，安培力的方向总是_阻__碍__导__体__的__运__动__． (2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便 于读数． 2．电磁驱动 (1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流， 感应电流使导体受到_安__培__力___的作用，_使__导__体__运__动___起来． (2)应用：交流感应电动机．
答案： A
3．(2014·广州高二检测)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ列应用与涡流有关的是( )
涡流现象中的能量转化问题 伴随着涡流现象，其他形式的能转化为电能，最终在金属 块中转化为内能．如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转 化为电能，最终转化为内能；如果是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，最终转化为电能．
光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，
答案： D
对电磁阻尼和电磁驱动的理解
电磁阻尼和电磁驱动的比较：见下表
项目 比较内容
电磁阻尼
电磁驱动
不同点 成因
由于导体在磁 场中运动而产 生感应电流
由于磁场运动引起磁通量 的变化而产生感应电流
项目 比较内容
电磁阻尼
电磁驱动
安培力的方向与导体运 导体所受安培力的方向
效果 动方向相反，阻碍导体 与导体运动方向相同，
4．防止：电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过 大而导致浪费能量，损坏电器．
(1)途径一：增大铁芯材料的__电__阻__率__． (2)途径二：用相互绝缘的_硅__钢__片___叠成的铁芯代替整块硅 钢铁芯．
涡流的本质是电磁感应现象，遵守电磁感应定 律和楞次定律．
电磁阻尼和电磁驱动 1．电磁阻尼 (1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 安培力的作用，安培力的方向总是_阻__碍__导__体__的__运__动__． (2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便 于读数． 2．电磁驱动 (1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流， 感应电流使导体受到_安__培__力___的作用，_使__导__体__运__动___起来． (2)应用：交流感应电动机．
答案： A
3．(2014·广州高二检测)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ列应用与涡流有关的是( )
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
2.电磁驱动
一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如图 4 所示，蹄形磁铁和闭合
线圈都可以绕 OO′轴转动.当蹄形磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动，
当磁铁逆时针转动时线圈也逆时针转动.
根据以上现象，回答下列问题：
(1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？
(2)线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动速度与磁铁的转动速度相
一、涡流
1.如图 1 所示，当磁场变化时，导体中就会产生感应电流，那么导体中的电荷为什么会定向 移动而形成电流？
答案 根据麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场会在其周围
空间产生感生电场，感生电场对导体中的自由电荷产生的
电场力会使电荷定向移动，从而形成电流.
图1
图2
2.如果磁场是用变化的电流来获取的，导体用整块铁代替，如图 2 所示.请问铁块中有感应 电流吗？如果有，它的形状像什么？
同吗？
图4
答案 (1)变化.
(2)线圈内产生感应电流受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来.线圈的转速 小于磁铁的转速.
[要点提炼] 电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系：
1.电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向 相反 ， 阻碍 导体运动；电磁驱动中导体 受安培力的方向与导体运动方向 相同 ， 推动 导体运动.
A.t1＞t2，v1＞v2
图9 B.t1＝t2，v1＝v2 C.t1＜t2，v1＜v2
D.t1＜t2，v1＞v2
解析 开关 S 断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a＝g； 当 S 闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故 a＜g.所以 t1＜t2，v1＞v2.
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
涡流电磁阻尼和电磁驱动ppt课件
（1）涡流是在整块金属内产生的感应电流。 （2）涡流的产生遵守法拉第电磁感应定律。
4
2.金属块中的涡流要产生热量,如果金属的电阻率小，则 涡流很强，产生的热量也很多。 3.应用： (1)涡流的热效应：
真空冶炼炉
高频焊接 焊
线圈导线
接
处
电磁炉
交流电源
待焊接元件
5
生活中的物理：电磁灶的工作原理
电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上 交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生 强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强 涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热 量，将饭用： （1）.通电瞬间等效为断路 （2）.电路稳定后等效为直流电阻 （3）.断电瞬间等效为电源
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁 场，能量储存在磁场中，开关断开时，线 圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化 成电能。
2
B变化导体环中发生的现 象?如果环不断增粗直到 变成一圆盘又会发生什么 现象?
采用身体略向前倾的姿势有利于将上颌窦内积存的分泌物排出体外根据麦克斯韦电磁场理论当如右图所示的磁场变化可能是由于产生磁场的电流变化时在磁场周围会产生感生电场导体中的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线我们把它叫涡电流
4、7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
6
（2）涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈 中的电流，使仪器报警。
金属探测仪
探雷器
7
门框
安检门 线圈
金属块
报警电路
~ 交流电
8
4、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。 5、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。
4
2.金属块中的涡流要产生热量,如果金属的电阻率小，则 涡流很强，产生的热量也很多。 3.应用： (1)涡流的热效应：
真空冶炼炉
高频焊接 焊
线圈导线
接
处
电磁炉
交流电源
待焊接元件
5
生活中的物理：电磁灶的工作原理
电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上 交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生 强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强 涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热 量，将饭用： （1）.通电瞬间等效为断路 （2）.电路稳定后等效为直流电阻 （3）.断电瞬间等效为电源
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁 场，能量储存在磁场中，开关断开时，线 圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化 成电能。
2
B变化导体环中发生的现 象?如果环不断增粗直到 变成一圆盘又会发生什么 现象?
采用身体略向前倾的姿势有利于将上颌窦内积存的分泌物排出体外根据麦克斯韦电磁场理论当如右图所示的磁场变化可能是由于产生磁场的电流变化时在磁场周围会产生感生电场导体中的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线我们把它叫涡电流
4、7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
6
（2）涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈 中的电流，使仪器报警。
金属探测仪
探雷器
7
门框
安检门 线圈
金属块
报警电路
~ 交流电
8
4、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。 5、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。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动[可修改版ppt]
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涡流、电磁阻尼和 电磁驱动
工具
第四章 电磁感应
一、涡流
1．概念：用整块金属材料作铁芯绕制的线圈，当线圈中通 有变化的电流时．变化的电流会产生变化的 磁场 ， 变 化
的 磁场 穿过 铁芯 ． 整 个 铁 芯 会 自 成 回 路 ． 产 生
感应电流 ．这种电流看起来像水的旋涡，把这种电流叫做
涡电流，简称涡流．
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 图乙．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？使用铝框做线圈骨架有什么好处？
乙 为什么用铝 框做线圈骨架？
【点拨】 仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流 方向(从上往下看)沿铝框逆时针方向，铝框左边受向下的安培力， 而右边受向上的安培力，安培力阻碍线圈的转动．使用铝框做 线圈骨架的目的是利用感应电流来起到电磁阻尼作用，使线圈 偏转后尽快停下来．
练习、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
〔况．用导线把微安表的正、负两个接线柱连在一起，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？怎样解 释这种差别？
【点拨】 用导线把微安表的两个接线柱连在一起后，用 手晃动表壳，表针的摆动幅度大大减小，因为用导线把微安表 两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻 碍它们的相对运动．
2．应用 (1)涡流热效应的应用，如 真空冶炼炉 ． (2)涡流磁效应的应用，如 探雷器 ．
工具
第四章 电磁感应
一、涡流
1．概念：用整块金属材料作铁芯绕制的线圈，当线圈中通 有变化的电流时．变化的电流会产生变化的 磁场 ， 变 化
的 磁场 穿过 铁芯 ． 整 个 铁 芯 会 自 成 回 路 ． 产 生
感应电流 ．这种电流看起来像水的旋涡，把这种电流叫做
涡电流，简称涡流．
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 图乙．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？使用铝框做线圈骨架有什么好处？
乙 为什么用铝 框做线圈骨架？
【点拨】 仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流 方向(从上往下看)沿铝框逆时针方向，铝框左边受向下的安培力， 而右边受向上的安培力，安培力阻碍线圈的转动．使用铝框做 线圈骨架的目的是利用感应电流来起到电磁阻尼作用，使线圈 偏转后尽快停下来．
练习、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
〔况．用导线把微安表的正、负两个接线柱连在一起，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？怎样解 释这种差别？
【点拨】 用导线把微安表的两个接线柱连在一起后，用 手晃动表壳，表针的摆动幅度大大减小，因为用导线把微安表 两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻 碍它们的相对运动．
2．应用 (1)涡流热效应的应用，如 真空冶炼炉 ． (2)涡流磁效应的应用，如 探雷器 ．
人教版高中物理选修324.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共46张PPT)
如图，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？
安培力阻碍线圈的运动
电磁阻尼
知道电磁阻尼现象的原理 知道电磁阻尼的几个应用
电表线圈骨架的作用
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
铝框
假定仪表工作时指针向右转动，铝框中感 应电流沿什么方向？
电磁驱动
电磁驱动： 磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受 到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。
电磁驱动的反思
在电磁驱动的这个小实验中，线圈转动的速度与磁铁转动的速度相比有何 关系？在此运动过程中，安培力起阻力还是动力作用？ 线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁 铁，即同向异步。
当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象， 在铜盘中产生感应电流，使铜盘受到安培力作用， 而安培力的方向阻碍导体的运动，所以铜盘很快就 停了下来
问题与练习
如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开， 磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使 磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。分析这个现象的产生原因，并 说明此现象中能量转化的情况。
安培力对以地为参照物来说，是动力。 但对相对磁体的运动来说，是阻力。
电磁驱动的应用
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的
连接到三相电源时能产生旋转的磁场 一种交流感应电动机的结构
电磁驱动和电磁阻尼
电磁阻尼和电磁驱动有何区别和联系？
区别 联系
电磁阻尼
电磁驱动
产生电流的原因
由于导体在磁场中 由于磁场相对于导体运动，
涡流电磁阻尼驱动PPT课件
【解析】选C。高频感应炉的原理：给线圈通以高频交变电流 后，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生 涡流，由于电流的热效应，可使金属熔化。故只有C正确。
二 对电磁阻尼和电磁驱动的理解
电磁阻尼和电磁驱动的比较：
电磁阻尼
电磁驱动
共同点
两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍 导体与磁场间的相对运动
【思考辨析】 1.判断正误： （1）涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的 磁通量变化而产生的。（ ） （2）涡流有热效应，但没有磁效应。（ ） （3）在硅钢中不能产生涡流。（ ） （4）电磁灶是在金属锅体中产生热效应，从而达到加热和烹 饪食物的目的。（ ） （5）电磁驱动和电磁阻尼中，感应电流的结果总是阻碍磁场 跟线框的相对运动。（ ）
【标准解答】选C。铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁 通量发生变化，因此在其内部产生涡流，反过来涡流产生的感 应磁场对原磁场的变化起阻碍作用，所以铜块和铝块向磁铁运 动时会受阻碍而做减速运动，有机玻璃为非金属，不产生涡流 现象。故C正确。
【变式训练】如图所示，有一铝质圆形 金属球以一定的初速度通过有界匀强磁 场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁 场过程中（磁场宽度大于金属球的直径），小球（ ） A.整个过程做匀速运动 B.进入磁场过程中小球做减速运动，穿出过程做加速运动 C.整个过程都做匀减速运动 D.穿出时的速度一定小于初速度
【解析】选D。小球在进入和穿出磁场时，有涡流产生，受阻 力作用，做减速运动；完全处于磁场中时，穿过小球的磁通量 不发生变化，小球中无涡流，做匀速运动。故A、B、C错误， D正确。
【变式备选】高频感应炉是用来熔化金 属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金 属的高频感应炉的示意图，炉内放入被 冶炼的金属，线圈通入高频交变电流， 这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易 控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特 种金属。该炉的加热原理是（ ） A.利用线圈中电流产生的焦耳热 B.利用线圈中电流产生的磁场 C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 D.给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
防止 (1)途径一:增大铁芯材料的⑦ 电阻率 (2)途径二:用相互绝缘的⑧ 硅钢片 叠成的铁芯代替整个硅钢铁
芯
2.电磁阻尼
(1)概念: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⑨ 阻碍 (选填“促进”或“阻碍”)导体的
运动,这种现象称为电磁阻尼。
(2)应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速⑩ 停下来 ,
(2)阅读教材中“演示”的相关内容,回答下面问题。 如图所示,一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间,蹄形磁铁
和闭合线圈都可以绕 OO'轴转动。当转动蹄形磁铁时,观察线圈的运
动。怎样解释线圈的运动?
解答:当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化。例如, 线圈处于图中所示的初始状态时,穿过线圈的磁通量为零,蹄形磁铁 一转动,穿过线圈的磁通量就增加了,根据楞次定律,此时线圈中就 有感应电流产生,以阻碍磁通量的增加,因而线圈会跟着一起转动起 来。
主题 2:电磁阻尼、电磁驱动(重点探究) (1)阅读教材中的“思考与讨论”,回答下列问题。
①如图甲所示,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方向。安培力对线圈的运动有什么影 响?
②磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,如
图乙所示。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 沿什么方向?安培力对铝框的转动产生什么影响?使用铝框做线圈骨 架有什么好处?
解答:①单匝线圈落入磁场中图示位置时感应电流方向为逆时
针,由左手定则可判定安培力方向向上,安培力阻碍线圈的下落。
②仪表工作时指针向右偏转,铝框中的感应电流方向(从上往下
芯
2.电磁阻尼
(1)概念: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⑨ 阻碍 (选填“促进”或“阻碍”)导体的
运动,这种现象称为电磁阻尼。
(2)应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速⑩ 停下来 ,
(2)阅读教材中“演示”的相关内容,回答下面问题。 如图所示,一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间,蹄形磁铁
和闭合线圈都可以绕 OO'轴转动。当转动蹄形磁铁时,观察线圈的运
动。怎样解释线圈的运动?
解答:当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化。例如, 线圈处于图中所示的初始状态时,穿过线圈的磁通量为零,蹄形磁铁 一转动,穿过线圈的磁通量就增加了,根据楞次定律,此时线圈中就 有感应电流产生,以阻碍磁通量的增加,因而线圈会跟着一起转动起 来。
主题 2:电磁阻尼、电磁驱动(重点探究) (1)阅读教材中的“思考与讨论”,回答下列问题。
①如图甲所示,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方向。安培力对线圈的运动有什么影 响?
②磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,如
图乙所示。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 沿什么方向?安培力对铝框的转动产生什么影响?使用铝框做线圈骨 架有什么好处?
解答:①单匝线圈落入磁场中图示位置时感应电流方向为逆时
针,由左手定则可判定安培力方向向上,安培力阻碍线圈的下落。
②仪表工作时指针向右偏转,铝框中的感应电流方向(从上往下
涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
例题回顾：
如图所示，两个相等的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，
当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两 环的运动情况是( )
A．同时向左运动，间距变大
√
B．同时向左运动，间距变小
C．同时向右运动，间距变小
D．同时向右运动，间距变小
电磁驱动
电磁阻尼中导体受到的安培力阻碍导体运动， 电磁驱动中导体受到的安培力驱动导体运动，
实验：当转动手柄时，你看到了什么？
实验现象: 铝框转动，且转动方向与磁体转动方向相同
解释： 1、铝框为什么转动？ 2、转动方向为什么与磁体转动方向相同？（同步转动）
3、为什么转动速度比磁体慢？
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，这种现象称为电磁驱动。
它们本质上有区别吗？
电 磁 阻 尼
F安 I
V
电 磁 驱 动
本质上一样！ 在电磁感应中产生的感应电流，其使导体受到的安培力， 都是阻碍导体与磁体间的相对运动。 这是楞次定律(I感)的实质，感应电流总是阻碍引起感应电 流的原因。
探 雷 器
金属探测器
探雷器
金属探测器
安 检 门
涡流的其它应用
• 应用：如何提高热量Q？ 增大E感 • 涡流是 整块导体 发生的电磁感应现象， 危害：如何减少热量Q？ 同样遵守 电磁感应定律 ！ 增大电阻 R l
S
I E感 Q I Rt t E感 整块金属 内产生的感应电流。 t 一、涡流的热效应 涡流是在 R
2 2
什么是涡流？
通入高频电流
二、涡流的力学效应
1.当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受 到安培力,安培尼。 2.讨论:(1)电流表中为什么用铝框做线圈骨架？
物理课件《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》ppt高中物理
• 从图2.3-1甲中可以看到，磁场方向由下向上， 如果从上向下看(2.3-1乙)，电子沿逆时针方 向运动。电子带负电，它在电场中受力的方 向与电场方向相反。为使电子加速请思考以 下问题：
感生电场方向是顺时针还是逆时针？
顺时针
磁场应该由强变弱还是由弱变强？ 由弱变强
电磁铁线圈中的电流应该由小变大还是由大变小？ 由小变大
二、涡流 1.定义
2.涡流的应用
1.真空冶炼炉
2.探雷器
3.金属探测仪
金属探测仪
4.安检门
安检门
3.涡流的危害： 在各种电动机、变压器中，涡流是非 常有害的。它会使铁芯的温度升高，从而危及线圈绝缘 材料的寿命，严重时会使材料报废。其次涡流发热要消 耗额外的能量，会使电动机、变压器的效率降低。
如图2.3-7所示，一个单匝线圈落入磁 2．碰撞遵守的规律
[师]在物理学中物体运动的快慢用速度(velocity)表示．同学们刚才求出的就是两名运动员各自的速度．速度等于什么呢? 师：用一个塑料袋装满水，用一个钉子从底部扎一小孔，水就会从底部流出。
场中，分析它在图示位置时感应电流 近视眼的成因和矫正与学生的生活密切相关，同时也是本节课的重难点，应用到的物理知识也比较多，所以采用对比实验探究法、观察法、归纳法，使学生经历、领会近视眼的成
• A．圆盘上没有产生感应电动势 • B．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 • C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发
生了变化 • D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的
磁场导致磁针转动
B
针对训练1.
• 如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测 到地下的金属物时，______（选填“金属物”或“探头”）中产 生涡流。
课件2：2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
从图2.3-1甲中可以看到，磁场方向由下向上，如果从上 向下看(2.3-1乙)，电子沿逆时针方向运动。电子带负电， 它在电场中受力的方向与电场方向相反。为使电子加速 请思考以下问题：
感生电场方向是顺时针还是逆时针？ 顺时针 磁场应该由强变弱还是由弱变强？ 由弱变强 电磁铁线圈中的电流应该由小变大还是由大变小？ 由小变大
例2：(多选)下列哪些措施是为了防止涡流的危害( CD ) A．电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B．探雷器的线圈中要通变化着的电流 C．变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成 D．变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层
思考
如图所示，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？
A．刹车原理是利用了电流的磁效应 B．过山车从进入停车区到停止的过程，动能转化成电能 C．过山车进入停车区的速度越大，刹车的阻力越大 D．若将铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果
例4：如图所示为演示电磁驱动的装置，图中①是磁铁，②是电极，当电机带动 磁铁旋转时，靠近它的金属圆盘(图中③)也会绕轴转动起来．关于电磁驱动与电 磁阻尼，下列说法正确的是( AD )
第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
情境导入
在电磁的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上放 置铁锅，铁锅就会发热，你知道这是为什么吗？
一、电磁感应现象中的感应电场
1.感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场。 这种电场与静电场不同，它不是电荷产生的，我 们把它叫作感生电场。
2.感生电动势：如果感应电动势是由感生电场产生的， 它也作感生电动势。
械能
两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场 相同点
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9
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅 钢铁芯。
-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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二、电磁阻尼
1.电磁阻尼：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——电磁阻尼。
2.应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼 摆等.
(1)为什么用铝框做线圈骨架？
-
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三、电磁驱动
1、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。
根据麦克斯韦电磁场理论，当如右 图所示的磁场变化(可能是由于产生磁 场的电流变化)时，在磁场周围会产生 感生电场，导体中的自由电子就会在此 电场力的作用下定向移动从而产生感应 电流，这种感应电流是像旋涡一样的闭 合的曲线，我们把它叫涡电流。简称涡 流
-
B
E
3
一、涡流
1.涡流：当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈 附近的任何导体中都会产生感应电流——涡流.
D．铜环将做等幅摆动
铜环最终的运动状态是怎样？
-
15
(2)、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。
-
16
(5)、弹簧振子演示电磁阻尼现象
-
17
（1）涡流是在整块金属内产生的感应电流。 （2）涡流的产生遵守法拉第电磁感应定律。
-
4
2.金属块中的涡流要产生热量,如果金属的电阻率小，则 涡流很强，产生的热量也很多。 3.应用：
(1)涡流的热效应：
真空冶炼炉
高频焊接 焊
线圈导线
接
处
电磁炉
交流电源
待焊接元件
-
5
生活中的物理：电磁灶的工作原理
电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上 交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生 强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强 涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热 量，将饭菜煮熟。
4、7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
-
1
复习
• 自感线圈L的等效作用： • （1）.通电瞬间等效为断路 • （2）.电路稳定后等效为直流电阻 • （3）.断电瞬间等效为电源
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁
场，能量储存在磁场中，开关断开时，线
圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化
成电能。
-
2
B变化导体环中发生的现 象?如果环不断增粗直到 变成一圆盘又会发生什么 现象?
-
13
3.如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，
又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦
不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
-
14
4.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点 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
2、应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电 磁式速度表等。
-
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3、电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
区别： 电磁阻尼是导体相对于磁场运动； 安培力的方向与导体的运动方向相反， 阻碍导体的运动。
电磁驱动是磁场相对于导体运动； 安培力的方向与磁场的运动方向相同， 使导体随磁场运动。 联系： 安培力的作用都是阻碍它们间的 相对运动。
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6
（2）涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈 中的电流，使仪器报警。
金属探测仪
-
探雷器
7
门框
安检门 线圈
金属块
报警电路
~ 交流电
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4、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。 5、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。