高中物理第四章电磁感应现象7涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件新人教版选修3_2
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√C.封口过程中温度过高，可适当减小所通电 图1 流的频率来解决
√D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器
解析 由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且 电源必须是交流电源，A、B错误； 减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量，即控制温度， C正确； 封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被熔 化，只能是玻璃、塑料等材质，D正确.
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例1 (多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产 行业的产品封口环节中，如图1所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当 接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大 量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在待 封容器的封口处，达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是 A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带
第四章 电磁感应
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
知识内容
选考要求
课时要求
1.了解涡流的产生原因，知道涡流的本质
涡流、电磁阻尼和电
是感应电流.
磁驱动
b
2.了解电磁阻尼和电磁驱动现象.
3.了解涡流的应用和减小涡流危害的方法.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
自主预习 重点探究 达标检测 课时对点练
预习新知 夯实基础 启迪思维 探究重点 检测评价 达标过关 注重双击 强化落实
二、电磁阻尼
当导体在 磁场中 运动时，导体中产生的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.
即学即用 判断下列说法的正误. (1)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热.
三、电磁驱动
导学探究 一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如图所示，蹄形磁铁和闭合线圈都 可以绕轴转动.当蹄形磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动；蹄形磁铁逆时针 转动时线圈也逆时针转动. (1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？
√
图2
解析 感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化.在A图中，系统振 动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，都会使穿过紫铜薄板的磁通量发生变化， 产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A正确； 在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无感应电 流产生，故B、D错误； 在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故C 错误.
二、电磁阻尼
导学探究 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，使磁铁上 下振动时穿过它(如图所示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现象. 答案 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靠近或离开线圈，也就使 磁铁振动时除了受空气阻力外，还要受到线圈的磁场阻力，克 服阻力需要做的功较多，机械能损失较快，因而会很快停下来.
知识深化 1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中. (2)块状金属进出磁场或在变化的磁场中运动. 2.产生涡流时的能量转化 (1)金属块在变化的磁场中，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，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. 3.涡流的应用与防止 (1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等. (2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做 材料，而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.
(×) (2)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律.( √ ) (3)电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化.( √ ) (4)电磁驱动中有感应电流产生，电磁阻尼中没有感应电流产生.( × )
重点探究
一、涡流
导学探究 如图所示，线圈中的电流随时间变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它的 形状像什么？ 答案 有.变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生 电场，使导体中的自由电子发生定向移动，产生感应电流， 它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流.
自主预习
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，电流在导体中组成闭合回路，很像 水中的旋涡 ，所以把它叫做涡电
流，简称 涡流 .
2.涡流大小的决定因素：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.
例2 (多选)下列哪些措施是为了防止涡流的危害 A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B.机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品
√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
解析 电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加 热食物的，属于涡流的应用；安检门是利用涡流工作的；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，是为了减小变压器铁芯内产 生的涡流，属于涡流的防止；变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层， 是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止.故C、D正确.
知识深化
1.闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时，导体在磁场中就 要受到安培力的作用，根据楞次定律，安培力总是阻碍导体的运动，于是产生 电磁阻尼现象. 2.电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象，任何在磁场中运动的导体，只要给感 应电流提供回路，就会存在电磁阻尼作用.
例3 (2018·嘉兴市高二第一学期期末)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品 表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边 沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如 图2所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场；出现扰动后， 对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是
√D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器
解析 由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且 电源必须是交流电源，A、B错误； 减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量，即控制温度， C正确； 封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被熔 化，只能是玻璃、塑料等材质，D正确.
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例1 (多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产 行业的产品封口环节中，如图1所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当 接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大 量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在待 封容器的封口处，达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是 A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带
第四章 电磁感应
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
知识内容
选考要求
课时要求
1.了解涡流的产生原因，知道涡流的本质
涡流、电磁阻尼和电
是感应电流.
磁驱动
b
2.了解电磁阻尼和电磁驱动现象.
3.了解涡流的应用和减小涡流危害的方法.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
自主预习 重点探究 达标检测 课时对点练
预习新知 夯实基础 启迪思维 探究重点 检测评价 达标过关 注重双击 强化落实
二、电磁阻尼
当导体在 磁场中 运动时，导体中产生的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.
即学即用 判断下列说法的正误. (1)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热.
三、电磁驱动
导学探究 一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如图所示，蹄形磁铁和闭合线圈都 可以绕轴转动.当蹄形磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动；蹄形磁铁逆时针 转动时线圈也逆时针转动. (1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？
√
图2
解析 感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化.在A图中，系统振 动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，都会使穿过紫铜薄板的磁通量发生变化， 产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A正确； 在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无感应电 流产生，故B、D错误； 在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故C 错误.
二、电磁阻尼
导学探究 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，使磁铁上 下振动时穿过它(如图所示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现象. 答案 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靠近或离开线圈，也就使 磁铁振动时除了受空气阻力外，还要受到线圈的磁场阻力，克 服阻力需要做的功较多，机械能损失较快，因而会很快停下来.
知识深化 1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中. (2)块状金属进出磁场或在变化的磁场中运动. 2.产生涡流时的能量转化 (1)金属块在变化的磁场中，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，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. 3.涡流的应用与防止 (1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等. (2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做 材料，而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.
(×) (2)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律.( √ ) (3)电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化.( √ ) (4)电磁驱动中有感应电流产生，电磁阻尼中没有感应电流产生.( × )
重点探究
一、涡流
导学探究 如图所示，线圈中的电流随时间变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它的 形状像什么？ 答案 有.变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生 电场，使导体中的自由电子发生定向移动，产生感应电流， 它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流.
自主预习
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，电流在导体中组成闭合回路，很像 水中的旋涡 ，所以把它叫做涡电
流，简称 涡流 .
2.涡流大小的决定因素：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.
例2 (多选)下列哪些措施是为了防止涡流的危害 A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B.机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品
√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
解析 电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加 热食物的，属于涡流的应用；安检门是利用涡流工作的；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，是为了减小变压器铁芯内产 生的涡流，属于涡流的防止；变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层， 是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止.故C、D正确.
知识深化
1.闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时，导体在磁场中就 要受到安培力的作用，根据楞次定律，安培力总是阻碍导体的运动，于是产生 电磁阻尼现象. 2.电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象，任何在磁场中运动的导体，只要给感 应电流提供回路，就会存在电磁阻尼作用.
例3 (2018·嘉兴市高二第一学期期末)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品 表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边 沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如 图2所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场；出现扰动后， 对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是