新教材《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》PPT完美课件人教版1

2．电磁驱动 (1)定义：磁场相对于导体运动时，在导体中产生感应电流， 使导体在安培力作用下运动起来的现象． (2)应用 交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的，当磁铁 转动时，铝框上产生感应电流，受到磁场的作用力，将产生一 个促使铝框按磁场旋转方向发生转动的力矩．但是如果铝框的 转速达到了与磁场转速一样，则两者的相对速度为零，感应电 流便不会产生，这时电磁驱动作用便消失．所以在电磁驱动作 用下，铝框的转速总要比磁铁或磁场的转速小，或者说两者的 转速总是异步的．感应式异步电动机就是根据这个原理制成的．
3．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， 安培力 使导体 运动起来 的现象．
(2)应用：交流感应电动机.
考点一 对涡流的理解及应用
1．涡流的定义 块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属 块内有感应电场产生，这时感生电场可以在整块金属内部引起 闭合旋涡状的感应电流，叫做涡电流．涡电流简称涡流，如图 所示．
4．对涡流的理解
本质
电磁感应现象
穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属 条件
块本身可自行构成闭合回路
整个导体回路的电阻一般很小，感应电流 特点
很大
能量转 伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电
化 能，最终在金属块中转化为内能
【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 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( D )
(2) 应 用 ： 磁 电 式 仪 表 中 利 用 电 磁 阻 尼 使 指 针 迅 速 停下来 ，便于读数．
为什么灵敏电流计在运输时要把两个接线柱用导线连接在 一起？
提示：用导线连接两个接线柱，使线圈构成闭合回路，当 运输中振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，受到阻碍运动 的安培力，不至于使指针振幅过大，以保护电流表，实质是利 用了电磁阻尼．
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．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
D．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作 用
解析：电磁炉就是采用涡流感应加热原理，其内部通过电子 线路板组成部分产生交变磁场，当用含铁质锅具底部放置于炉面 时，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生涡流，使 锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能， 用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的，A 错误，B 正确．电 磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属 于金属导体，不能产生感应电流，C 错误．由于线圈产生的磁场 能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应 起到加热作用，D 错误．
2．涡流的热效应 涡流在通过电阻时也要放出焦耳热．金属的电阻率越小， 涡流越强，生热越多． 3．涡流的应用与防止 (1)应用：①涡流热效应的应用，如冶炼炉，生活中的电磁 炉． ②涡流磁效应的应用，如探雷器、安检门． (2)防止：变压器、电动机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能 量，严重时还会使设备烧毁． 防止措施：①增大铁芯材料的电阻率．②用相互绝缘的硅 钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯．
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总结提能 (1)只有穿过金属块的磁通量发生变化的过程，才 有涡流产生．
(2)在产生涡流的过程中，弄清能量的转化过程，根据能量 守恒列式求解相关问题．
电磁炉热效率高达 90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁 “火力”强劲，安全可靠．如图所示是描述电磁炉工作原理的 示意图，下列说法正确的是( B )
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
考点二 电磁阻尼与电磁驱动
1．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停下来， 便于读数．
如图所示． 使指针偏转的线圈绕在闭合铝框上，当测量电流流过线圈 时，铝框随线圈指针一起在磁场中转动，这时铝框内产生的感 应电流将受到磁场作用力，抑制指针的摆动，使指针较快地稳 定在指示位置上．
A．mgb C．mg(b－a)
B．12mv2 D．mg(b－a)＋12mv2
求解此题应把握以下两点： (1)金属块进出磁场时，产生焦耳热，损失机械能． (2)金属块整体在磁场中运动时，金属块机械能不再损失， 在磁场中往复运动．
【解析】 金属块进出磁场时，会产生焦耳热，损失机械 能从而使金属块所能达到的最高位置越来越低，当金属块所能 达到的最高位置为 y＝a 时，金属块不再进出磁场，不再产生焦 耳热．金属块机械能不再损失，在磁场中往复运动．由于金属 块减少的动能和重力势能全部转化为内能，所以 Q＝|ΔEp|＋ |ΔEk|＝mg(b－a)＋12mv2.
第二章
电磁感应及其应用
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
1．涡流
(1)概念：导体中感应出的电流在导体内自成闭合回路，像 水的旋涡一样，因此把它叫做 涡电流 ，简称涡流．
①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．
②涡流同其他电流一样，通过电阻时要产生热量，这体现 了涡流的 热效应．
真空冶炼炉利用涡流来冶炼金属，在加热中，为什么使用 高频的交流电源？
提示：冶炼原理是利用感应电流产生的热量，使用高频交 流电源，磁场变化快，磁场中导体内的磁通量变化更迅速，产 生更大的感应电动势和感应电流，加热效果好．
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，安培力总是 阻碍 导体运动的现象．
(2)涡流在实际中的应用： ①涡流冶炼：由于金属的电阻率小，产生的涡流很强，热 量很多．利用涡流的 热效应 可以冶炼金属，例如真空冶炼炉． ②探测金属：探测器线圈中有变化着的电流，遇到金属物 品时，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．利用涡流的 磁效应 可以探测金属，例 如探雷器、安检门． (3)涡流防止：电动机、变压器等设备中应防止涡流 过大 而导致浪费能量，损坏电器．