高二物理涡流
高二物理3-2-4.7_涡流、电磁阻尼和电磁驱动
电磁感应的其他一些应用
v
v
电磁阻尼，使金属盘，磁铁和金属球 快速停下，机械能转化为电能以热的形 式散发到周围的空气中。
Байду номын сангаас
动圈式话筒
话筒就是利用电磁感应，把声音信号 转变为电信号的装置。
磁带录音机
录音：声音使话筒中产生随声音变化原感应电 流——音频电流，经放大后，进入录音磁头的线圈 中，在磁头的缝隙产生随音频电流变化的磁场，磁 带在紧贴磁头缝隙运动，磁带上的磁粉层被磁化， 从而录下声音的磁信号。
课堂练习
2、在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个 条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机玻璃制成的 滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一 初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的运动 情况是( BD ) A、都做匀速运动 B、甲做加速运动 C、乙做匀速运动 D、丙做匀速运动 注意：铁磁化相吸，铝电磁感应产生涡流， 故铁加速，铝减速
圆管的正视图
Uab=Bdv
可得流量Q为
Q=π d2v/4 即Q=π dUab/4B
左视图
磁悬浮的原理
超导材料由于它的抗磁性，已被应用于磁悬 浮高速列车。如图是磁悬浮的原理，图中P是圆 柱形磁铁，Q是用高温超导材料制成的超导圆环， 将Q水平放在磁铁P上，它就能在磁力作用下悬浮 在磁铁P的上方空中。 （1）在Q放入磁场过程中，Q中有无感应电流？ （2）根据题中提供的信息，Q的N极 指向如何？ （3）根据（2）的结论，Q中的电流 方向如何？ （4）稳定后，感应电流消失吗？
思考与讨论
电动机和变压器的工作原理都 跟电磁感应现象有关，内部都有 铁芯结构，为什么电动机和变压 器等的铁芯都不是整块金属，而 是用许多相互绝缘的薄硅钢片叠 合而成？
2020人教版高二物理选修3：2_第7节涡流
第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动学习目标1．了解涡流是怎样产生的．2．了解涡流现象的利用和危害．3．通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用．4．了解电磁阻尼和电磁驱动．|基础知识·填一填|一、涡流1．定义：做涡电流，简称涡流．2．特点：3．应用(1)(2)4．防止(1)(2)二、电磁阻尼1．定义：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8阻碍导体的运动的现象．2．应用：三、电磁驱动1．定义：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2．应用：交流感应电动机．|基础小题·做一做|1．正误判断(1)涡流也是一种感应电流．(√)(2)导体中有涡流时，导体本身会产热．(√)(3)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律．(√)(4)电磁阻尼发生的过程中，存在机械能向内能的转化．(√)(5)电磁驱动时，被驱动的导体中有感应电流．(√)2．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，下列相关的说法正确的是()A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递减少热损耗解析：选A锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故A正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B错误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制成锅体，故C错误；电磁炉产生变化的磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量而不是靠热传递，故D错误．3．如图所示，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直，环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是()A．两环都向右运动B．两环都向左运动C．环1静止，环2向右运动D．两环都静止解析：选C条形磁铁向右运动时，环1中磁通量保持为零不变，无感应电流，仍静止．环2中磁通量变化，根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果是使环2向右运动．4．涡流的产生条件是什么？块状金属在匀强磁场中运动时，能否产生涡流？提示：①涡流是发生电磁感应现象时产生的感应电流，故涡流的产生条件：a．金属块本身能够形成闭合回路；b.穿过金属块的磁通量发生变化．②块状金属在匀强磁场中运动时不能产生涡流，因为穿过该金属块的磁通量不发生变化．|核心知识·记一记|1．线圈中的电流变化时，线圈附近的导体中会产生涡流，涡流会产生热量，因此在日常生活中，既要防止有害涡流，又要利用有益涡流．2．导体在磁场中运动，感应电流会使导体受到安培力阻碍其运动，即为电磁阻尼．3．磁场运动时，在磁场中的导体内会产生感应电流，使导体受到安培力的作用而运动起来，即为电磁驱动．★要点一对涡流的理解和应用|要点梳理|1．涡流的特点当电流在金属块内自成闭合回路(产生涡流)时，由于整块金属的电阻很小，涡流往往很强，根据公式P＝I2R知，热功率的大小与电流的平方成正比，故金属块的发热功率很大．2．涡流中的能量转化涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并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，最终转化为内能．|例题展示|【例1】 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y ＝x 2，其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(如图中的虚线所示)．一个小金属块从抛物线上y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A ．mgbB ．12m v 2 C ．mg (b －a )D ．mg (b －a )＋12m v 2 [解析] 由初状态到末状态(金属块在磁场区域内往复运动)能量守恒．初状态机械能E 1＝mgb ＋12m v 2，末状态机械能E 2＝mga ，焦耳热Q ＝E 1－E 2＝mg (b －a )＋12m v 2. [答案] D[易 错 警 示]涡流问题的两点提醒(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律．(2)磁场变化越快⎝⎛⎭⎫ΔB Δt 越大，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．|对点训练|1．金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是( )A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流解析：选C金属探测器利用涡流探测金属物品原理是：探测器内线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．故A、B、D错误，C正确．2．电磁炉(图(甲))的使用让生活便利，环保低碳，它是利用电磁感应原理将电能转换为热能的．某位同学设计了一个小实验模拟电磁炉的工作原理，如图(乙)，在插入铁芯的线圈上端放置一盛有冷水的铁质杯，现接通电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．关于该实验，下列说法正确的是()A．该同学使用的电源既可以是交流电源，也可以是直流电源B．高频电磁炉有加热线圈，通过热传导将热能传导给锅体及锅内食物C．提高交流电源的频率，同一杯水重复试验，水加热到沸腾时间缩短D．将铁质杯换成电阻率更小的铝质或铜质杯，同一杯水重复试验，水加热到沸腾时间缩短解析：选C由于采用的是电磁感应原理，要使线圈中产生感应电流，所需磁场必须是变化的，所以只能采用交流电源，故A错误；本实验采用的是电磁感应原理，即线圈中产生的磁场在锅体中产生涡流而产生的热量，不是利用热传导原理加热食物的，故B错误；根据电磁感应规律可知，提高交流电源的频率，同一杯水重复试验，水加热到沸腾时间缩短，故C正确；由于采用电磁感应原理，由于铁质材料可以磁化，故可以加强电磁感应现象，所以采用铁质锅体比铝质或铜质杯效果更好，故D错误．★要点二电磁阻尼的应用|要点梳理|电磁阻尼有不少应用．例如：使用磁电式电表进行测量时，总希望指针摆到所示值的位置时便迅速地稳定下来，以便读数．由于指针转轴的摩擦力矩很小，若不采取其他措施，线圈及指针将会在所示值附近来回摆动，不易稳定下来．为此，许多电表把线圈绕在闭合的铝框上，当线圈摆动时，在闭合的铝框中将产生感应电流，从而获得电磁阻尼力矩，以使线圈迅速稳定在所示值的位置．电气列车中的电磁制动器也是根据电磁阻尼这一道理制成的．|例题展示|【例2】如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜球在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．最终铜球将做等幅摆动[解析]铜球进磁场和出磁场的过程中，都有涡流产生，阻碍铜球的摆动，从而有机械能转化为内能，A点高于B点，最终铜球将在磁场中做等幅摆动．故选B.[答案] B[规律方法]电磁阻尼的分析方法(1)运用楞次定律分析导体的受力情况．(2)运用力学知识和能量守恒定律分析导体的运动情况和能量转化情况．|对点训练|1.(多选)如图所示为电表中的指针和电磁阻尼器的结构，下列说法中正确的是()A．2是磁铁，在1中产生涡流B．1是磁铁，在2中产生涡流C．该装置的作用是使指针能够转动D．该装置的作用是使指针能很快地稳定解析：选AD这是涡流的典型应用之一．当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻碍作用．所以它能使指针很快地稳定下来．2.如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且各种摩擦等阻力不计．现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则()A．铜盘转动将变慢B．铜盘转动将变快C．铜盘仍以原来的转速转动D．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定解析：选A当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知其感应电流受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘的转动将变慢．本题也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电能，铜盘转动会逐渐变慢，故A正确．★要点三电磁驱动的应用|要点梳理|1．电磁驱动的形成原因如图，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就发生变化，假如线圈处于如图所示的初始状态时，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，因而线圈在安培力作用下会跟着一起转动起来．楞次定律的一种理解是阻碍相对运动，从而阻碍磁通量的增加，磁铁转动时，相对于线圈转动，所以线圈也同方向转动，从而“阻碍”这种相对运动，电磁驱动也可以用楞次定律来解释．2．电磁阻尼与电磁驱动的比较|例题展示|【例3】如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直轴线OO′自由转动．转动磁铁，会发现静止的铝框也会发生转动．下列说法正确的是()A．铝框与磁极转动方向相反B．铝框始终与磁极转动的一样快C．铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的D ．铝框是因为受到安培力而转动的[解析] 根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，导致铝框与磁铁转动方向相同，但快慢不一，故A 、B 错误；由以上分析可知，铝框转动是因为由于电磁感应产生电流，而使铝框内受到安培力而转动，故C 错误，D 正确．[答案] D【例4】 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v A 、v B .(1)螺线管A 将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能．[解析] (1)磁铁B 向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A 向右运动．(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A 、B 的动能和螺线管中的电能，所以mgh ＝12M v A 2＋12m v B 2＋E 电． 即E 电＝mgh －12M v A 2－12m v B 2. [答案] (1)向右 (2)mgh －12M v A 2－12m v B 2 [规 律 方 法]电磁驱动问题的分析方法(1)运用电磁感应定律分析产生电磁驱动的原因．(2)运用楞次定律分析产生电磁驱动的力的方向．(3)从受力角度和能量角度分析导体的运动情况．|对点训练|1．下列现象属电磁驱动的是()A．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做B．微安表的表头在运输时要把两接线框短接C．自制金属地雷探测器D．当图中B变大时，a、b在固定光滑导轨上滑动解析：选D磁电式仪表线圈的骨架用铝框制成，工作时指针带动铝框偏转，切割磁感线产生感应电流，感应电流受到安培力，阻碍线圈的转动，A选项错误；微安表的表头在运输时要把两接线框短接，由于电磁效应，线圈阻尼变得极大，运输时线圈不再容易摆动，可以防止指针打坏，B选项错误；金属探测器由振荡器和功率放大器等组成，不是电磁驱动，C选项错误；图中B变大，导体a、b中产生感应电流，感应电流受到安培力作用滑动，属于电磁驱动，D选项正确．2.(多选)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中()A．磁铁做匀速直线运动B．磁铁做减速运动C．小车向右做加速运动D．小车先加速后减速解析：选BC本题为电磁驱动，可由楞次定律判断作用力的方向，再由牛顿第二定律判断运动情况．磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动．同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，B正确；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的，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，C正确．[课堂小结]「基础达标练」1．(多选)安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警．以下关于这个安检门的说法正确的是()A．这个安检门也能检查出毒品携带者B．这个安检门只能检查出金属物品携带者C．如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者D．这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应解析：选BD这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A错，B对；若“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使块状金属产生涡流，因而不能检查出金属物品携带者，C错；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D对．2．桌面上放一铜片，如图所示，一条形磁铁的N极自上而下接近铜片的过程中，铜片对桌面的压力()A．增大B．减小C．不变D．无法判断是否变化解析：选A磁铁的N极接近铜片时，自上而下穿过铜片的磁通量增大，在铜片内会产生逆时针方向绕行的感应电流(如图所示)，使铜片上方呈现N极，阻碍磁铁接近．根据牛顿第三定律知，磁铁对铜片有同样大小的作用力，使铜片增加对桌面的压力．3．下列有关金属探测器工作原理叙述正确的是()A．金属探测器是利用电流的热效应原理工作的B．当金属探测器在探测到金属时，会在探测器内部产生涡流，致使蜂鸣器发出蜂鸣声C．金属探测器自身不产生迅速变化的磁场时，仍可以探测到金属物质而正常工作D．金属探测器在正常工作时，自身会产生迅速变化的磁场，从而使探测器附近的金属内部产生涡流，影响原来的磁场，引发报警解析：选D金属探测器利用的是电磁感应现象，故A、C错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，故B错误；探测过程中工作时，当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化，产生涡流，影响原来的磁场，引发报警，故D正确．4．(多选)关于涡流，下列说法中正确是()A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电磁炉是利用涡流来加热食物的C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流解析：选ABC高频冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确；电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，铁磁性锅体被磁化，在锅具底部产生交变的涡流来加热食物，故B正确；阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确；在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是为了减小涡流，故D错误．5．(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是()A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电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解析：选AB由于磁针位于圆盘的正上方，所以穿过圆盘的磁通量始终为零，故C错误；如果将圆盘看成由沿半径方向的“辐条”组成，则圆盘在转动过程中，“辐条”会切割磁感线产生感应电动势，在圆盘中产生涡电流，该涡电流产生的磁场导致磁针运动，故A、B正确；同时圆盘中的自由电子随圆盘一起转动形成电流，该电流对磁针没有作用力，D错误．6.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．7．如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部．则小磁块( )A ．在P 和Q 中都做自由落体运动B ．在两个下落过程中的机械能都守恒C ．在P 中的下落时间比在Q 中的长D ．落至底部时在P 中的速度比在Q 中的大解析：选C 小磁块从铜管P 中下落时，P 中的磁通量发生变化，产生感应电流，给小磁块一个向上的磁场力，阻碍小磁块向下运动，因此小磁块在P 中不是做自由落体运动，而塑料管Q 中不会产生电磁感应现象，因此Q 中小磁块做自由落体运动，A 错误；P 中磁场力对小磁块做负功，机械能不守恒，B 错误；由于在P 中小磁块下落的加速度小于g ，而Q 中小磁块做自由落体运动，因此从静止开始下落相同高度，在P 中下落的时间比在Q 中长，C 正确；根据动能定理可知，小磁块落到底部时在P 中的速度比在Q 中的小，D 错误．8．一个半径为r 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环，用一根长为L 的绝缘细绳悬挂于O 点，离O 点下方L 2处有一宽度为L 4、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示．现使圆环从与悬点O 等高位置A 处由静止释放(细绳张直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中，金属环产生的热量是 ( )A ．mgLB ．mg ⎝⎛⎭⎫L 2＋rC ．mg ⎝⎛⎭⎫34L ＋rD ．mg (L ＋2r )解析：选C 线圈在进入磁场和离开磁场时，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能减少，最后线圈在磁场下面摆动，机械能守恒．在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摆动的整个过程中，金属环减少的机械能为mg ⎝⎛⎭⎫34L ＋r ，C 正确．「能力提升练」1．一位物理老师用一段铜导线和一块磁铁演奏一曲《菊花台》的视频惊艳网友，网友直呼“史上最牛物理老师”．他是这么做的：在一块木板上固定两颗螺丝钉，用一段铜导线缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接．将磁铁放在铜导线旁边，手指拨动铜导线，另一只手握着螺丝刀压着铜导线，并在铜导线上滑动，优美动听的乐曲就呈现出来了．根据上面所给的信息，你认为下面说法正确的是( )A ．手指拨动铜导线，铜导线的振动引起空气振动而发出声音B ．手指拨动铜导线，使铜导线切割磁感线产生感应电流，电流通过扩音器放大后发声C ．声音的音调变化是通过手指拨动铜导线力的大小来实现的D ．手指拨动铜导线，铜导线中产生直流电流解析：选B 手指拨动铜导线发声是由于铜导线切割磁感线产生感应电流，电流通过扩音器放大后发声，选项A 错误，B 正确；螺丝刀压着铜导线在铜导线上滑动，实质是改变铜导线切割磁感线的有效长度，从而改变感应电流，变化的电流通过导线传到扩音器中，便产生不同音调的声音，所以声音的音调变化不是通过手指拨动铜导线产生的，选项C错误；手指拨动铜导线，铜导线振动切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律，铜导线中的感应电流大小、方向均改变，选项D错误．2．电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，安全可靠．图示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是()A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差解析：选B电磁炉线圈中通以交变电流，产生交变磁场，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，A选项错误，B选项正确；在锅和电磁炉中间放一纸板，不会影响电磁炉的加热作用，C选项错误；陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，不会产生涡流，D选项错误．3．(2019·湖北模拟)随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线．小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化．下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图．关于无线充电，下列说法正确的是()A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电。
涡流高中知识点总结
涡流高中知识点总结一、涡流的形成机理当导体中有一变化的磁场，它将会激发导体中一个与主磁场相反方向的磁场而产生闭合的电流环。
通常情况下，直流电场并不能形成涡流，因为它对导体中的电子的作用过于缓慢。
在变化的磁场中，这些涡流是由导体中自由电子的运动产生的。
所以，这种现象常常出现在金属、铜、铝等电导体中。
因为导体中的电导率和磁导率是线性材料，所以涡流的形成和消失都是非常迅速的。
涡流具有磁动能作用。
当在导体中有电流流过时，它会产生一个磁场。
在有变化的磁场时，这种磁场引起涡流。
根据法拉第规律，变化的磁场将在导体中产生感应电流。
旋涡磁场将引起导体中一个与主磁场反向的磁场，由此导体中将产生一个封闭的电流环。
涡流相关的电流引起了非常强烈的感应磁场，具有磁动能作用。
涡流的能量转换效率是非常高的，因为涡流转化了电磁能。
但在时间尺度上涡流的分布范围和磁场强度都与其变化的时间尺度有关。
涡流也存在能流失现象。
二、涡流的引用与应用1、感应加热涡流加热是指通过感应电流产生涡流热效应来加热金属。
也就是说，利用磁感应效应使导体材料产生涡电流，并利用涡电流在导体内部的电阻产生热量，从而达到加热的目的。
涡电流是由外部的磁场引起的，所以它可以采用非接触的加热方式。
涡电流加热的特点是加热速度快，温度均匀，并且不会产生氧化和表面标记。
由于电磁感应加热的优点，很多工业过程中都采用了电磁感应加热，比如金属熔炼、热处理、焊接等。
2、非破坏性检测涡流作为一种非破坏性检测技术被广泛应用在工程领域。
通过利用感应电流在金属导体内的分布情况，可以检测导体中的缺陷、裂纹、变形等问题，从而确定材料的质量和性能。
由于涡流检测不会改变被测样品的外形和组织状态，因此被广泛用于汽车、航空航天、船舶、建筑等领域。
3、制动系统涡流制动是一种电磁涡流制动器，它可以将电能转换为机械能。
它的工作原理是在磁导体内引起涡流，从而产生阻力，实现制动的目的。
涡流制动具有制动力矩大、制动效率高、无污染、无噪音等优点，应用于各种机械设备的制动系统中。
高二物理知识点：涡流教案
高二物理知识点：涡流教案一、教学目标本教案的教学目标是让学生掌握涡流的定义、涡流电动势的起因以及产生涡流的因素和环节。
通过本课的学习，使学生能够理解电磁感应的基本概念和原理，以及深入了解涡流的应用和实际意义。
二、课程内容1.涡流的定义涡流是一种特殊的电磁现象，也称它为法拉第涡流或感应涡流。
涡流是由于导体中有电场变化或磁场变化所产生的一种电流。
涡流也可以在导体中发生，由旋转导体在磁场中或静止导体在变化的磁场中所引起。
2.涡流电动势的起因涡流电动势的起因是磁通量的变化。
随着磁场的变化，磁通量也会发生变化，变化的磁通量会刺激导体产生电磁感应。
如果导体是闭合回路，那么电磁感应产生的涡流会在回路中流动，从而形成潜在电动势。
3.产生涡流的因素和环节涡流的产生与磁场的变化有直接的关系。
磁场变化的越快，产生的涡流就越大。
另外，导体的材料、形状和大小等因素也对涡流的产生有一定的影响。
导体材料越好，导体形状越弯曲，以及导体的面积越大，都会导致更多的涡流产生。
4.涡流的应用和实际意义涡流应用非常广泛，主要用途包括制冷、超导、制作引线、探测物体缺陷等。
涡流探测在工业上应用得最为广泛，如在检测金属测试板上的裂纹、缺陷，以及钢轨上的裂纹等领域都有应用。
此外，涡流也被广泛地应用于上世纪八十年代曾广泛推广的磁悬浮列车技术中。
三、教学方法本教案的教学方法采用讲授法和实验演示法相结合，利用多媒体制作PPT以讲解涡流的定义、涡流电动势的起因以及产生涡流的因素和环节等基本内容，同时也采用实验演示法，使用变化的磁场来产生涡流，利用实验辅助讲解，帮助学生更好地理解涡流的产生机理。
四、实施步骤1.一节课的时间安排为50分钟，首先介绍涡流概念和涡流电动势的起因，尽可能以通俗易懂的方式，让同学们能够理解涡流的基本概念以及其产生原理。
2.接下来进行实验演示，通过改变磁场的强度，来观察涡流的现象及产生的原因，以此加深学生对涡流的理解以及对于涡流的应用有更深入的认识。
高二物理涡流课件2
一、
B增大
说明：
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！
二、涡流的危害预防和应用
危害：导体在产生涡流的过程中，涡流也会产生热量这样的 话会造成很多的能源浪费，还可能烧坏电器！（例如在电动 机和变压器里面）问题：里面铁芯的作用？ 预防： 1、增大铁芯材料的电阻率，常用的是硅钢。 2、用绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
应用：
1、真空冶炼炉：
抽真空
电磁炉
； 新时代赌城 新时代赌城 ；
笈". 此时の情况就好比,有人拿了本"葵花宝典"给白重炙,说先你自宫吧！自宫后练了这本秘笈,你就有百分之五十の几率成为第二个东方不败.你说白重炙怎么不郁闷?不发狂? 人生最痛苦の事！莫过于给了你希望,又让你绝望.对于这句话白重炙,此时倒是万分の认可.掉下悬崖,抓住 了根绳子,却发现这绳子原来是条剧毒蟒蛇！ "我说哪?怎么会有那么好の事情！上帝老头果然是公平の,关闭了房门,却打开一扇窗户……而窗户外面确是万丈悬崖.不知悬崖下面是水潭,还是尖石?跳还是不跳?" 白重炙觉得自己似乎变成了一个站在十字路口の盲人.不知该走左边の人 行道还是右边の.这一走错,可是和他父亲说の一样,有可能飘然西去啊…… 不管才！反正,离今年の血脉觉醒仪式还有二十多天,先看看有没有其他办法才.不是还有一枚落神山の异宝吗? 白重炙心里很是徘徊,决定把手札先丢一旁,拿起玉盒里面の另外一件东西仔细看了起来. 这,是一 枚の戒指！ 一枚光彩艳丽,金光闪闪,盘着一条金龙の戒指！ "啧,啧！好东西,好东西啊！这可是落神山遗宝！大陆第一绝地の宝物,落神山据说是上古众神大战埋骨之地.看看,这色彩！这金龙一看就不是凡品.莫非…这里面也蕴藏圣域强者?或者有个菜老の灵魂……" 白重炙完全忘记 了神血秘典,全神贯注研究起这枚戒指起来,心情激动万分.这戒指卖相の确很不错,金光闪闪,上面盘着の金龙活灵活现,仿佛一条袖珍小小金龙正盘在那里一般. 这,可是落神山の遗宝啊. 白重炙咽了口唾沫,目不转睛の盯着戒指.生怕里面突然冒出一个什么德林爷爷,菜老之类の灵魂出 来,拉着他の手拼命要把平生绝学和功力传授给他…… "吱呀！" 冷不防旁边窗户突然打开,一阵冷风吹过,白重炙打了一个激灵,手一抖,戒指突然掉在地上. "谁?谁?是德林爷爷吗,还是菜老显灵?弟子白重炙拜见您老人家……"这一刻,白重炙灵魂仿佛都出了窍,慌忙低头,四处拱手,惶 恐の说道. 窗户里却出现了一个精灵般の少女,见白重炙如此作态,卷起轻眉疑惑问道："哥！你在干什么啊?一会大呼小叫の,不让人睡觉了?" "啊?" 白重炙迷茫四顾,好一会而才回过神来,尴尬の笑了笑,不好意思の饶了饶头,转头低身检起戒指. 不料！ 片刻之后,他身体却突然被雷击 了一般,蹲在地上,半晌回不过神来,嘴里却是愤怒の叫道："我圈圈你个叉叉,什么鸟落神山重宝,居然是个山寨货…老爹啊,老爹！我算看穿你了.你就一是跑江湖,搞盗版の……" 那枚光彩艳丽,金光闪闪の金龙戒指,老爹留给他の落神山遗宝. 就这么轻轻の一摔,居然掉了好大一块漆, 露出里面锈迹斑斑の青铜铁出来,甚至…连那颗闪闪发光の金龙头也摔掉了,只剩下半截龙尾,和一个黑糊糊の破洞. …… 当前 第陆章 零零６章 牛栏街事件 日落西山,明月挂空,星辰如同调皮の孩子,在星空里一闪一闪调戏着世人. 小院内,白重炙和夜轻语两人,相互依靠着并排坐在 石椅上,仰望星空,各自想着心事. 呼呼！ 白重炙不时喘着粗气,手指头摩擦着无名指上の一枚青铜戒指,郁闷之极. 这枚戒指经过他一下午の时间鉴定,终于彻底の被他评定为——无任何神奇功能、无任何经济价值、无任何观赏价值の"三无废品牌"戒指.简单の说,它就是一个难看の破 铜戒指,丢在地上都没有人检の废品. 下午,在戒指掉地上,把金龙头摔掉后,他就料定这是一枚假货.但是他还不甘心,幻想还会有奇迹出现.于是他小心翼翼地把戒指外面の金色表层挂掉.得到了现在这枚外表普通之极の青铜戒指, 戒指全身青铜制造,黑麻麻の,也没有刻什么青龙火凤什 么の,只是刻了一个大字"魂".一般の戒指在打造时候都会打点字什么の,这很普通不过. 但是白重炙不信命,总想着奇迹发生.前世看过很多网文,里面の神器仙器什么の,都看起很平凡无奇の,需要特殊手段才能激活认主什么の. 于是他采取了最简单の办法,滴血认主. 于是忍着疼痛,拿 刀割开手指滴了滴血上去,结果屁反应都没有. 咬了咬牙,怕血不够多,用力一挤,继续滴. 滴了大半碗血之后,终于有了反应……戒指没事,他有事了——头脑开始发晕了,头重脚轻,眼冒金星,很明显…失血过多了. 好吧！滴血没用,那咱换方法.于是又是火烤,又是烟熏,甚至最后他还跑 到茅房,威胁戒指再不显灵,就要把戒指丢下去. 胡闹折腾了一个下午,戒指还是老样子,不过黑了一点…是被火烤の.无奈之下,白重炙终于放弃了,鉴于这是父亲唯一留下の东西,所以他考虑了一番,没有扔掉,没事戴着,权当纪念物品了. 地榜第一,帝王境三重强者の高人老爹,留给他两 件"重宝".一件是"半成品",而且还不知有没危险の"半成品".另一件则是彻底の山寨货,外表光鲜,里面却是一包草.所以他才郁闷了一个下午. …… "哥,你以前说过,人死后都会化作天上の星辰,这是真の吗?"夜轻语静静地坐着,一袭白裙,面容恬静,优美,月光下映照下犹如坠落凡尘の 仙子. "化作屁星辰,化作泥巴还差不多……" 白重炙此时正郁闷着,忍不住小声の嘀咕道.小时候他没事无聊の时候,给妹妹乱讲了些神话故事,结果这个单纯の妹妹,还信以为真. 不过当他转头看着,妹妹那双漆黑如黑珍珠般,不掺任何杂质の眸子时.又觉得不忍心破坏她心中美丽の幻想, 歪了歪头道："额……我の意思是,身体化作春泥,灵魂升天化作星辰,像我们娘亲和父亲那么好の人,就肯定能化作星辰！" "恩,一定会の,父亲母亲那么好の人,一会能化成星辰,永恒不落.当年要是父亲不把我收养回来,轻语早就不知道流落何方了.父亲早去,娘亲待我如亲生,养我疼我 教我.轻语就是万死都不能报答两老の恩情,只惜,轻语未能报恩,她们就都不在了……" 夜轻语说着说着,语气渐渐哽咽起来.微微垂首,把头靠近臂弯,轻轻哭泣起来. 额！女人果然是水做の,白重炙心里一阵叹息,轻轻拍打她の后背,安慰道："行了,逝者已矣,你不是还有我这个哥哥嘛！ 这个世界以后我们就相依为命吧！" "恩！" 夜轻语轻轻の点了点头,用痴痴の眼神望着白重炙.那一副泪眼婆沙,楚楚可怜の样子,触动了白重炙心里最柔软の地方.这一刻,白重炙觉得什么都不重要了,甚至连在母亲灵前起の誓言都有了一丝迷糊,他在考虑,自己の决定真の正确吗?别の 不说,父亲遗留の神血秘典,他这一刻就没有丝毫留念. 他在想,若是自己有个三长两短,自己没什么,已经死过一次の人,眼睛一闭,双腿一蹬,飘然西去.但是,妹妹却该怎么办?她一个弱智女流,没武功,没生存手段.生活在这个弱肉强食の世界,生活在这个冷漠冷血の白家,无依无靠,随波 逐流… "唉……" 白重炙长长叹了口气,心里却是越来越惆怅,茫然. …… 翌日,风和日丽,万里无云. 雾霭城,牛栏街上人来人往,车水马龙,热闹非常.长街两边,各种做生意の小贩,摆着摊位,不时对着路人吆喝着. "哥,快点！那边有好多好玩の！" 路口走来一男一女,男の一袭黑衫,面 容冷峻,一副文弱书生模样,女の虽然年轻略小,但已经如同含苞欲放の荷花般,已经初显美人模子,正是出来散心の白重炙兄妹. 夜轻语拉着白重炙の手,在长街上左看看右看看,如同就久困囚笼被放飞の小鸟般,满身の喜悦气息. "额！"白重炙面色平静,神色安详,似乎忘记了所有の烦恼, 只是静静の陪着妹妹,随处闲逛着. 妹妹见他这几天很是苦闷,烦恼.所以找了借口说要买东西,拉着他出来逛街游玩,他是知道の.心里也为有这样一个温柔体贴の妹妹欣慰,妹妹虽然是检来の,但是从小跟着母亲,近朱者赤,xing子和母亲一摸一样,恬静,温柔,贴心. 咦?这里竟然有许多书 籍卖！ 白重炙站在一个小摊位旁边,摊位时一个秀才般の老者所摆.摊位很小,却许多摆放着许多书籍,整整放了三层.老者
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第2章电磁感应第3节涡流(1)课件
一、涡流现象 1.涡流 在 整块导体 内部发生电磁感应而产生 感应电流 的现象. 2.影响涡流大小的因素:导体的外周长越长,交变磁场的 频率 越高,涡 流就越大. 二、电磁灶与涡流加热 1.电磁灶:采用了磁场感应 涡流 的加热原理.它利用陶瓷玻璃板下方 的线圈产生 交变磁场 ,当含 铁质 锅被放置在板面时,锅底部处 在交变磁场中而产生涡流.
整个导体回路的电阻一般很小,感应电流很大
(1)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; (2)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, 最终转化为内能
【典例 1】(多选)光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的 方程为 y=x2,其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),一个质量为 m 的小金属块从抛物线 y=b(b>a)处以 速度 v 沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中下 列说法正确的是( ) A.小金属块在磁场中运动时产生涡流 B.小金属块在进出磁场时产生涡流
答案:涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化.由于金属块本身 可自行构成闭合回路,形成的感应电流就像水中的旋涡.
2.涡流现象中能量是如何转化的?
答案:伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能,最终在金属块中转 化为内能.
【要点透析】 本质
产生条件 特点
能量转化
电磁感应现象
穿过金属块的磁通量发生变化,并且金属块本身可 自行构成闭合回路
【典例2】 (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
高二物理人教版选修3-2第四章 7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
核心素养培养目标
1.了解涡流是怎样产生 的。 2.了解涡流现象的利用和 危害。 3.通过对涡流实例的分 析,了解涡流现象在生活 和生产中的应用。 4.了解电磁阻尼和电磁驱 动。 5.通过对涡流利弊的认 识,培养全面认识和对待 事物的科学素养。
核心素养思维导图
一、涡流 1.定义:由于电磁感应,在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流。 2.特点:若金属的电阻率小,涡流往往很强,产生的热量很多。 3.应用 (1)涡流热效应:如真空冶炼炉。 (2)涡流磁效应:如探雷器、安检门。 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
(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵循法 拉第电磁感应定律。
(2)磁场变化越快 Δ������越大 ,导体的横截面积 S 越大,导体材料的电
������
阻率越小,形成的涡流就越强。
探究一
探究二
典例剖析 【例题1】 (多选)高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频 交变电流,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接, 要使焊接处产生的热量较大可采用 ( ) A.增大交变电流的电压 B.增大交变电流的频率 C.增大焊接缝的接触电阻 D.减小焊接缝的接触电阻
试定性分析其原因。
解析:第一种情况下,阻尼摆进入有界磁场后,在摆中会形成涡流, 涡流受磁场的阻碍作用,会很快停下来;第二种情况下,将金属摆改 成梳齿状,阻断了涡流形成的回路,从而减弱了涡流,受到的阻碍会 比先前小得多,所以会摆动较长的时间。
答案:见解析
12 3 4 5
1.如图所示,使一个铜盘绕其竖直的轴OO'转动,且假设摩擦等阻力 不计,转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘,则( )
高二物理涡流
2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。
；
/ 培训纹绣学校 培训半永久技术 培训纹眉
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我这时才感觉到肩上的担子有多重，二十多位老人„„不！是全村几百口儿女的牵挂都寄托在我的肩上，任重而道远啊。 清晨，我独自一人漫步在田埂上，树上的小鸟在叽叽喳喳地欢叫着，温暖的阳光洒满大地，寒冷的北方迎来了我有生以来的第一个暖冬。 田间地头上传来了动听歌声，就像江湖艺人在练唱。 朝那方向走去，那声音越来越近越来越熟悉，让我这个声调不分的门外汉也能听得出是一曲有名的家乡调《李二嫂改嫁》，二胡弦儿奏的更是 恰到好处。 大概是我的拐棍声打断了他们的雅兴，我的到来使所有的声音戛然而止，只有傻子背对着我还在傻傻地练马步。 “苏院长„„不好意思，我们怕打扰你休息便悄悄地来到这儿，结果还是把你吵醒了„„”马老爷子手提二胡从座椅上站起来。 令我想不到的是，扮演张小六的竟然是我的父亲，用假嗓演唱李二嫂的是马天栓的父亲，他们老哥俩站在一旁嘿嘿地笑了。 我忽然想起遥远的故事，在我小的时候，神州大地上曾掀起过轰轰烈烈的文化大革命，我的父辈们的青年时代就是在文革的浪潮中度过的。他 们扮演着不同的角色，唱着同一首歌，燃烧着他们的青春年华。那时，在我们山村最有名的莫过是我父亲扮演的张小六和李大婶儿扮演的李二 嫂，听说当时马天栓的父亲是二流子李七儿的扮演者，现如今扮演李二嫂的李大婶儿因病过世了，只好有马天栓的父亲用假嗓演唱李二嫂„„ 想起这些，我不禁接过马老爷子手中的二胡，仔细地端详起来„„是啊，时隔近半个世纪了，他们历尽了沧桑，为儿女们忙碌了一生，现在， 他们老了，也该坐下来，聚在一起好好享受一下人生晚年的幸福，奏出青春的旋律，唱出心中的歌。 一个新的念头跳入我的脑际，我要组建一支老年娱乐队，丰富老人们的精神文化生活。 我要开养老院的消息很快就在村子里传开了，村里的人说什么的都有，村们的议论也传入我的耳朵里。 “苏林要开养老院了„„就在村头的老学校„„”张老汉向街头的老人们宣布着这个特大新闻。 “真是天大的玩笑，他一个一条腿的瘸子竟然想干常人都不能干的事？„„这纯粹是在胡闹！”九十岁的张老汉摇起头来。 “唉——！这个可怜的孩子能把自己照顾好就不错了„„”邻居张二婶儿总算说了句公道话。 “恐怕他别有用心吧„„真是阎王不嫌鬼瘦，瘸子竟然打起我们老人的主意来„„” 马天栓父亲的话刚出口就遭到了马老爷子的迎头痛击，“人老了，嘴要把点门儿，话可不能乱说„„人家办养老院贪图你什么？是贪图你有钱 还是贪图你胡子长？唉——！干件好事也惹得大家说咸道淡的。”
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
2.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用， 下列说法正确的是（ ） A.电磁炉利用变化的磁B场CD使食物中的水分子形成涡流来对食物 加热
B.当金属探测器在探测到金属时，会在金属内部产生涡流，涡 流的磁场反过来影响金属探测器中的电流，致使蜂鸣器发出蜂 鸣声
C.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动 的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也 是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏
4.电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。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。 因此，我们要想
办法减小涡流。途径之一是增
大铁芯材料的电阻率，常用的
铁芯材料是硅钢，它的电阻率
比较大。另一个途径就是用互
相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
5.探测地雷的探雷器是利用涡流工作的。士兵手持一个长柄线 圈在地面扫过，线圈中有变化着的电流。如果地下埋着金属物 品，金属中会感应出涡流， 涡流的磁场反过来影响线圈中 的电流，使仪器报警。这种探 雷器可以用来探测金属壳的地 雷或有较大金属零件的地雷。 机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
11.水平光滑的桌面内固定一足够长的直导线，并通入如下图 所示的恒定电流，两个相同的正方形线框abcd和efgh到导线 的距离相等，两个线框
间产生的电磁现象忽略不计，
现分别给两个线框竖直向下
和水平向右的速度v。
下列判断正确的是（ ACD） A.线框abcd做匀速直线运动，线框efgh做减速直线运动
C．铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D．磁块动能的增加量小于于重力势能的减少量
10．两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式， 用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中， 电流计B的指针将（ ）
高二物理 涡流
高二物理涡流
因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。
而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。
工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（）．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变
．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁
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．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（）。
高中物理选择性必修第二册教学课件《涡流现象及其应用》
这些闭合电路的磁通量变化时，在导体内部的这些闭合
电路中将产生感应电流。即导体内部产生了涡流。
3、条件：（1）穿过导体（金属块）的磁通量发生变化
（2）导体（金属块）本身可自行构成闭合回路
涡流现象
对涡流本质的理解
【小试牛刀】下列哪种做法可能使金属圆盘产生涡流?
电磁炉
锅底产生强涡流，产生大量的热量使锅本身自行高速发热
课堂练习
【例1】(多选)如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电
流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量
热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其它部分发热很少，以下说
法正确的是( AD )
A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快
第五节 涡流现象及其应用
新课导入
既没火苗，也没黑烟，锅底也不变黑，为什么一个大大的线圈就能
让电磁炉工作，使锅里的水很快就烧开？
思考与讨论
1) 在变化磁场中放入金属圆环能否产生感应电流？
若能，感应电流的形状、方向如何？
2) 在变化磁场中放入金属圆盘能否产生感应电流？
若能，感应电流的形状、方向如何？
D.增大铁芯的电阻, 以减小发热量
5、如图，一个铝框放在蹄形磁铁的两磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝
框和磁铁静止，然后转动磁铁，若忽略空气和一切摩擦阻力，则（ A ）
A．铝框与磁铁的转动方向总相同
B．铝框与磁铁的转动方向总相反
C．当磁铁停止转动后，铝框将会保持匀速转动
D．若两者静止时转动铝框，磁铁则不会转动
C.在锅和电磁炉中间放一绝缘物质,电磁炉不能起到加热作用
D.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅,主要原因是这些材料的导热
涡流现象及其应用(课件)高二物理(粤教版2019选择性必修第二册)
涡流的热效应
(1)涡流的热效应：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。
高频感应炉示意图
涡流冶炼的优点： 加热快、能耗少、易控温、无杂质
涡流的热效应
（2）电磁炉利用涡流加热。
电磁炉的陶瓷玻璃面板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，在面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，进行烹饪。
涡流的机械效应
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
电磁阻尼和电磁驱动
情景
对导体的作 用
表现
原因
能量观
vF v
导导体体在在磁磁 场场中中运运动动
磁磁铁铁相相对对 导导体体运运动动
阻阻尼尼 驱驱动动
阻碍相 阻碍磁 对运动 通量变
化
导体的机 械能转化 为电能
磁体的机械 能转化为导 体的机械能
F
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
涡流的机械效应
涡流除了热效应外，磁场中的涡流会受到安培力的作用， 表现出相应的机械效应
1、电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，导体中产生的涡流使 导体受到安培力，并且安培力总是阻碍导体的运动，这种现象 叫作电磁阻尼。 演示实验：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，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？
同学丙：工件上只有焊缝处温度升得很高，是因为焊缝处的电阻小。
答：同学甲的说法正确．因为①高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，进 而在焊接的金属工件中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变 化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊 缝处的温度升高的就越快，所以同学甲说法正确。②焊缝处产生的热量多少与交流 电流的电压大小无关，所以同学乙说法错误。③焊缝处横截面积小，电阻大，电流 相同，焊缝处热功率大，温度升的就很快，所以同学丙说法错误。
高二物理4.7 涡 流
高二物理4.7 涡流知识与技能1．知道涡流是如何产生的。
2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。
3．知道电磁阻尼和电磁驱动。
进行新课1.涡流涡流。
分析涡流的产生过程。
分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。
导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。
由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，这就是涡流的热效应。
为什么铁芯用薄片叠合而成？2.电磁阻尼。
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。
上述现象说明了什么？3.电磁驱动电磁驱动。
【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（）A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大巩固练习1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（）A．铝环的滚动速度将越来越小B．铝环将保持匀速滚动C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变2．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hB．若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（）A．铁B．木C．铜D．铝4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）5．如图所示，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B．A点高于B点C．A点低于B点D．铜环将做等幅摆动例1：AD1.AD2.BD3.CD4.减速5. B。
高二物理涡流
一、涡流
块状金属在变化的磁场中或在 磁场中运动时,金属块内产生 的感应电流.
• 涡流是在整块金属内产生的感应电流。 • 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。
二、涡流的热效应：
1、应用
(2)电磁炉
炉盘下的线圈中通入 使炉盘上 从而生热。 交流电， 的金属中产生涡流，
(1)真空冶炼炉
例与练3
铁块会被磁化， 与磁铁相互吸引
在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个 条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机玻璃 制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上 的A点以某一初速度向磁铁滑去。各物块在 碰上磁铁前的运动情况是( BD ) A、都做匀速运动 B、甲做加速运动 C、乙做匀速运动 D、丙做匀速运动
• • • • • • • • •
教学重点 1．涡流的概念及其应用。 2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 ★教学难点 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学方法 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教 学手段 电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变 压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安 表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U 形磁铁、能绕轴转动的铝框）。
复习回顾: “互感”和“自感” 产生的感应电动势是动生电动 势,还是感生电动势? B
Ｃ
E
金 属 片
Ｄ
互感和自感是两种特殊的电 磁感应现象,现在学习另一种特 殊的电磁感应现象—涡流。涡 流在实际生活中有许多应用， 如：发电机、电动机和变压器 等。当然涡流也有利和弊两个 方面，我们如何去加以利用？ 如何去防止呢?
高中物理新人教版 选修３-２系列课件
第四章《电磁感应》
（一）知识与技能 • 1．知道涡流是如何产生的。 • 2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及 如何利用和防止。 • 3．知道电磁阻尼和电磁驱动。 • （二）过程与方法 • 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 • （三）情感、态度与价值观 • 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
高中物理选修3-2第四章电磁感应-7.涡 流(课件)(共56张PPT)
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生
改变
v
点拨：
铝板 N S
穿过闭合铝环的磁通量始终为0。
【例2】
如图所示(图见下页)是高频焊接原理示意图. 线圈中通 以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感 应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融 化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少， 以下说法正确的是（ AD ） A.电流变化的频率越高,升高的越快 C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电 阻小 D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电 阻大
导体在磁场中运动时，感应电流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，这种现象 称为电磁阻尼。
“问题与练习”2
如图4.7-12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。 上述现象说明了什么？
当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭 合线圈中会产生感应电流，感应电流 的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开 ，也就是磁铁振动时除了空气阻力外 ，还有线圈的磁场力作为阻力，安培 阻力相对较大，因而磁铁会很快停下 来。
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2、涡流的热效应
线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变 大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁 场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线 圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了 感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。由于导 体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电 热，这就是涡流的热效应。
解见下页
解析：
2024年高二物理寒假提升(人教版)第16天 涡流、电磁阻尼和电磁驱动(解析版)
第16天涡流、电磁阻尼和电磁驱动（预习篇）目录新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络基础知识：知识点全面梳理，掌握必备小试牛刀：基础题+中等难度题，合理应用1.涡流的原理及应用2.电磁阻尼和电磁驱动的原理3.电磁阻尼和电磁驱动的防止与应用一、涡流1．涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流．2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快(ΔBΔt越大)，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．二、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，这种现象称为电磁阻尼．三、电磁驱动若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．1．工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术原理图如图所示，其原理是将线圈中通入电流，使被测物件内产生涡流，借助探测线圈内电流变化测定涡流的改变，从而获得被测物件内部是否断裂及位置的信息，关于以上应用实例理解正确的是（）A．线圈所连接的电源可以是直流电源B．线圈所连接的电源应该是交流电源C．能被探测的物件可以是非导电材料D．工业涡流探伤技术运用了自感原理【答案】B【详解】AB．为产生涡流，线圈所连接的电源必须是交流电源，选项A错误，B正确；C．能被探测的物件必须是导电材料，否则不会产生涡流，选项C错误；D．工业涡流探伤技术其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变技术，不是自感原理，选项D错误。
故选B。
2．电磁炉是目前家庭常用的炊具，由线圈盘、陶瓷面板等部件组成，如下图所示。
下列说法正确的是（）A．电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的B．电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物C．锅底越是靠近陶瓷面板，锅的加热效果就越好D．电磁炉加热食物时线圈盘中通有恒定电流【答案】C【详解】电磁炉是在线圈中通有交变电流，产生变化的磁场，在锅底产生涡流进行加热食物的，锅底越是靠近陶瓷面板，产生的涡流就越强，锅的加热效果就越好。
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A、都做匀速运动
B、甲做加速运动
C、乙做匀速运动
D、丙做匀速运动
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有东西一股脑儿取出来放在大床上、圆桌上……看耿直一直往外取个没完，乔氏说：“娃娃们啊，你们回来了就好了， 带这么多东西做啥呢？”小青和东伢子也说：“你们也是，回去了还要干大事情呢，怎么能花钱买这么多东西啊？”耿 正笑着站在一旁没有说话，但耿直却是憋不住的，一边继续往外拿一边说：“大家都听我姐说，这些东西都是专门给谁 挑选的！”耿英拿起一枚金灿灿的桃形戒指戴在乔氏左手的无名指上，说：“娘娘，祝您健康长寿！”又拿起一枚金灿 灿的双心形戒指戴在小青左手的无名指上，说：“姐姐，祝你和姐夫心心相印幸福永远！”再拿起一个漂亮的银锁给小 东伢戴上，说：“小东伢，戴上这个好看的银锁子，做个好伢子。快快长大了，帮你爹做武昌镇上最大的蔬菜主 啊！”“谢谢姨姨！”小东伢道了谢后，马上就高兴地蹦到东伢子的怀里仰起小脑袋问：“爹，什么是蔬菜主？”一句 话把大家都给逗得笑出了声。看到东伢子语塞，耿英替他回答：“就是种蔬菜最多的人！”说完，又将另外的三个银锁 递给小青，说：“姐姐，你和姐夫一定要多生几个娃儿，让娘娘身边热热闹闹的，让小东伢有多多的兄弟姊妹！”小青 感激地含羞说：“妹妹，看你，多生几个娃儿也不用每一个娃儿都单独给他们配银锁啊，大的戴了，小的再戴，不就得 了……”东伢子也说：“你们姐姐说得对，每家养娃儿都是这样的！”耿英却说：“这是我们专门给外甥儿们买的，都 留下！”乔氏说：“那就再留一个得了！”说着，给耿英悄悄指指小青的肚子，说：“再过几年，小东伢就大了。以后 啊，两个银锁替换着给小娃儿戴，生多少也足够了！那两个你们带回去吧，老家的亲朋好友多着呢，送他们的娃儿吧！” 说着硬是将两个银锁又放回了软皮箱里边。耿英也就不好再说什么了。她又拿起两副玉镯子，说：“祖母绿的娘娘戴， 浅绿带黄色的姐姐戴，不知道娘娘和姐姐可喜欢这个颜色？”乔氏高兴地说：“这颜色忒合适了！英丫头你真是好眼力 啊！只是，你们花这个银子干啥啊！”耿英高兴地笑了，又拿起两条厚实的真丝围巾和两条薄薄的真丝纱巾，说：“这 两条围巾，娘娘和姐姐在冬日里出门上街时围，丝巾夏天用吧。我想啊，颜色亮丽一些的姐姐围。反正，我觉得都挺好 看的！”说着，将其中一条驼色带有深咖色斑纹的围巾给娘娘围在脖子上。乔氏不习惯地说：“看你们，把娘娘打扮成 个阔老太太了！”大家都说：“好看，真好看！”“屋里热，咱不围了！”耿英替娘娘拿去围巾放在一边，又拿起一套 带包装的酒具对东伢子说：“姐夫，这是哥哥为你挑选的！你能喝白酒，但喝酒多了会误事，所以不可以多喝的。哥哥 挑选的这个酒壶不大，只能盛得下二两。”转头对小青说：“姐姐你记住了，一次只允
• 教学重点 • 1．涡流的概念及其应用。 • 2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 • ★教学难点 • 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 • 教学方法 • 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 • 教 学手段 • 电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变
压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安 表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U 形磁铁、能绕轴转动的铝框）。
• 应用：感应电动机、电能表、 汽车上用的电磁式速度表等。
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
• 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。
例与练1
如图所示是一种冶炼金属的感应炉示意图，炉内 装着需冶炼的金属，炉外绕着很多匝线圈，当高 频交变电流通过线圈后，炉内的金属就会被熔化。 请你说明感应炉冶炼金属的原理，在电流有效值 相同的情况下，电流频率的高低对冶炼过程有什 么影响？
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总是要阻碍 导体的相对运动的现象。
应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等.
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。
交流电， 的金属中产生涡流，
探雷器 金属探测器
二、涡流的热效应：
2、危害：发热浪费能量。
• 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。
• 减少涡流的方法： 增大回路的电阻。
三、涡流的机械效应
磁电式电流表
高中物理新人教版 选修３-２系列课件
第四章《电磁感应》
第七节
《涡流》
教 学目 标
• （一）知识与技能 • 1．知道涡流是如何产生的。 • 和防止。 • 3．知道电磁阻尼和电磁驱动。 • （二）过程与方法 • 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 • （三）情感、态度与价值观 • 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
一、涡流
块状金属在变化的磁场中或在 磁场中运动时,金属块内产生 的感应电流.
• 涡流是在整块金属内产生的感应电流。
• 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。
二、涡流的热效应：
1、应用
(1)真空冶炼炉
(2)电磁炉
炉盘下的线圈中通入 使炉盘上 从而生热。
(3)金属探测器
探雷器、安检门等。
复习回顾: “互感”和“自感” 产生的感应电动势是动生电动 势,还是感生电动势?
B
E
金 属 片
Ｃ
Ｄ
互感和自感是两种特殊的电 磁感应现象,现在学习另一种特 殊的电磁感应现象—涡流。涡 流在实际生活中有许多应用， 如：发电机、电动机和变压器 等。当然涡流也有利和弊两个 方面，我们如何去加以利用？ 如何去防止呢?
涡流的热效应
电感： “通低频，阻高频”
电流频率越高，自感电动势 越大，产生的涡流越强，冶 炼过程越快。
例与练2
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、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨 架，把线圈绕在铝框上
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
例与练3
铁块会被磁化， 与磁铁相互吸引
铝块不会被磁化， 形成涡流，与磁 铁相互排斥
在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个
条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机玻璃
制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上
的A点以某一初速度向磁铁滑去。各物块在
碰上磁铁前的运动情况是( BD)