高中物理《涡流》 教案1

涡流

教学设计方案

一、引入：引导学生观察发电机、电动机和变压器（可用事物或图片）

提出问题：为什么它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多相互绝缘的薄硅钢片叠合而成？

引导学生看书回答，从而引出涡流的概念：什么是涡流？

把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很象水的旋涡，因此叫做涡流．整块金属的电阻很小，所以涡流常常很大．

（使学生明确：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、涡流在实际中的意义是什么？

⑴为什么电机和变压器通常用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成，就可以减少涡流在造成的损失？

⑵利用涡流原理制成的冶炼金属的高频感应炉有什么优点？

电学测量仪表如何利用涡流原理，方便观察？

提出上述问题后，让学生看书、讨论回答

三、什么是电磁阻尼？了解电流表的指针由于电磁阻尼的作用能很快停止摆动的原理。

四、什么是电磁驱动？

（1）了解电磁驱动的原理。

（2）了解交流感应电动机的工作原理。

拓展资料：利用涡流加热和熔炼金属

交变电流的磁场在金属内感生的涡流能产生热效应.这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点,除课本所述外还有:加热效率高,达到50%~90%;加热速度快;用不同频率的交变电流可得到不同的加热深度,这是因为涡流在金属内不是均匀分布的,越靠近金属表面层电流越强,频率越高这种现象越显著,称为“趋肤效应”.

工业上把感应加热依频率分为四种:工频(50 Hz);中频(0.5~8 kHz);超音频

(20~60 Hz);高频(60~600 kHz).工频交变电流直接由配电变压器提供;中频交变电流电由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生;超音频和高频交变电流由大功率电子管振荡器产生.

课本图4—22画的是无心式感应熔炉,用途是熔炼铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属.所用交变电流的频率要随坩锅能容纳的金属质量多少来选择,以取得

最好的效果.例如:

5 kg的用20 kHz,100 kg的用2.5 kHz,5 t的用1 kHz以至50 kHz.

感应加热法也广泛用于钢件的热处理,如淬火、回火、表面渗碳等.例如齿轮、轴等只需要将表面淬火提高硬度、增加耐磨性，可以把它放入通有高频交流的空心线圈中，表面层在几秒钟内就可上升到淬火需要的高温，颜色通红，而其内部温度升高很少.然后用水或其他淬火剂迅速冷却就可以了.其他的热处理工艺,可根据需要的加热深度选用中频或工频等.