2019-2020学年人教版物理选修3-2抢分教程课件：第四章 第7节　涡流、电磁阻尼与电磁驱动

1、| |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 第第7 7节涡流、电磁阻尼与电磁驱动节涡流、电磁阻尼与电磁驱动 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 学习目标学习目标 1.了解涡流是怎样产生的。了解涡流是怎样产生的。 2了解涡流现象的利用和危害。了解

2、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。生产中的应用。 4了解电磁阻尼和电磁驱动。了解电磁阻尼和电磁驱动。 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 一、涡流一、涡流 1概念：概念：当线圈中的电流随时间变化时，由于当线圈中的电流随时间变化时，由于 _在附近导体中产生像水中旋涡样的感应电在附近导体中产生像水中旋涡样的感应电 流，所以把这种

3、感应电流叫作流，所以把这种感应电流叫作_。 2应用：应用：_、_、机场安、机场安 检等。检等。 课前预习课前预习落实基础落实基础 电磁感应电磁感应 涡流涡流 探雷器探雷器真空冶炼炉真空冶炼炉 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 3防止：防止：将电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。将电动机、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线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发发 热热

4、，浪费了能量，还可能损坏电器。因此，我们要想办法，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减小涡流。途径之一是增大铁芯材料的_，常用，常用 的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大。另一个途径就是的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大。另一个途径就是 用用_叠成的铁芯来代替整块硅钢叠成的铁芯来代替整块硅钢 铁芯。铁芯。 电阻率电阻率 相互绝缘的硅钢片相互绝缘的硅钢片 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能

5、 力力 提提 升升 二、电磁阻尼和电磁驱动二、电磁阻尼和电磁驱动 1电磁阻尼：电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，当导体在磁场中运动时，_ 会使导体受到安培力，安培力总是会使导体受到安培力，安培力总是_导体运动，这导体运动，这 种现象叫电磁阻尼。种现象叫电磁阻尼。 2电磁驱动电磁驱动：磁场相对于导体转动时，导体中产生：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，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，这种作用常常称为电磁驱动。使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。 3电磁驱动的应用：电磁驱动的应用：交流感应电动机。交流感应电动机。 感应电流

6、感应电流 阻碍阻碍 安培力安培力 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。 1涡流也是一种感应电流。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。导体中有涡流时，导体本身会产热。( ) 3利用涡流制成的探雷器无法探出利用涡流制成的探雷器无法探出“石雷石雷”。( ) 4电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律。电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律。( ) 5电磁阻尼发生的过程

7、中，存在机械能向内能的转电磁阻尼发生的过程中，存在机械能向内能的转 化。化。( ) 6电磁驱动时，被驱动的导体中有感应电流。电磁驱动时，被驱动的导体中有感应电流。( ) 自主思考自主思考 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 课堂互动课堂互动考点突破考点突破 考点一对涡流的理解及应用考点一对涡流的理解及应用 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实

8、基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 2产生涡流的两种情况产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中。块状金属放在变化的磁场中。 (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 3能量转化能量转化 伴随着涡流现象，其他形式的能转化为电能，最终在伴随着涡流现象，其他形式的能转化为电能，最终在 金属块中转化为内能。如果金属块放在了变化的磁场中，金属块中转化为内能。如果金属块放在了变化的磁场中， 则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是

9、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，出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功， 金属的机械能转化为电能，最终转化为内能。金属的机械能转化为电能，最终转化为内能。 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 题组突破题组突破 1(多选多选)如图如图471所示，在线圈上端放置一盛有所示，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，杯内的水冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分

10、钟，杯内的水 沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 图图471 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 A增加线圈的匝数增加线圈的匝数 B提高交

11、流电源的频率提高交流电源的频率 C将金属杯换为瓷杯将金属杯换为瓷杯 D取走线圈中的铁芯取走线圈中的铁芯 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 解析解析根据题意要缩短加热时间，只需要提高感应电根据题意要缩短加热时间，只需要提高感应电 动势，所以增加线圈的匝数、提高交流电源的频率都可以动势，所以增加线圈的匝数、提高交流电源的频率都可以 实现，实现，A、B项正确；取走线圈中的铁芯，对应的感应电项正确；取走线圈中的铁芯，对应

12、的感应电 动势变小，故动势变小，故D项错误；将金属杯换为瓷杯，加热作用消项错误；将金属杯换为瓷杯，加热作用消 失，故失，故C项错误。项错误。 答案答案AB | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 2(多选多选)如图如图472所示为高频焊接原理示意图，所示为高频焊接原理示意图， 线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳线圈通以高频交流电，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

13、大可采用热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采用 图图472 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 A增大交变电流的电压增大交变电流的电压 B增大交变电流的频率增大交变电流的频率 C增大焊接缝的接触电阻增大焊接缝的接触电阻 D减小焊接缝的接触电阻减小焊接缝的接触电阻 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动

14、动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 解析解析逐项分析如下逐项分析如下 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 3如图如图473所示，在一个绕有线圈的可拆变压器所示，

15、在一个绕有线圈的可拆变压器 铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电 流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与 水温升高的是水温升高的是 图图473 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 A恒定直流、小铁锅恒定直流、小铁锅 B恒定直流、玻璃杯恒定直流、玻璃杯 C变化的电流、小铁锅变化的电流、小铁锅 D变

16、化的电流、玻璃杯变化的电流、玻璃杯 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 解析解析通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产 生感应电流；通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，生感应电流；通入变化的电流，所产生的磁场发生变化， 在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产 生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的生

17、涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的 磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温。磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温。 答案答案C | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 电磁阻尼与电磁驱动的比较电磁阻尼与电磁驱动的比较 考点二电磁阻尼与电磁驱动考点二电磁阻尼与电磁驱动 电磁阻尼电磁阻尼电磁驱动电磁驱动 不不 同同 点点 成因成因 由于导体在磁场中运动而产由于导体在磁场中运动而产 生感应电流，从

18、而使导体受生感应电流，从而使导体受 到安培力到安培力 由于磁场运动引起磁通量的由于磁场运动引起磁通量的 变化而产生感应电流，从而变化而产生感应电流，从而 使导体受到安培力使导体受到安培力 效果效果 安培力的方向与导体运动方安培力的方向与导体运动方 向相反，阻碍导体运动向相反，阻碍导体运动 导体受安培力的方向与导体导体受安培力的方向与导体 运动方向相同，推动导体运运动方向相同，推动导体运 动动 能量能量 转化转化 导体克服安培力做功，其他导体克服安培力做功，其他 形式能转化为电能，最终转形式能转化为电能，最终转 化为内能化为内能 由于电磁感应，磁场能转化由于电磁感应，磁场能转化 为电能，通过安培

19、力做功，为电能，通过安培力做功， 电能转化为导体的机械能，电能转化为导体的机械能， 而对外做功而对外做功 相同点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。引起感应电流的导体与磁场间的相对运动。 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 例例 题题 (2015全国全国卷卷)(多选多选)1824年，法国科学家年，法国科

20、学家 阿拉果完成了著名的阿拉果完成了著名的“圆盘实验圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水。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，如图转的磁针，如图474所示。实验中发现，当圆盘在磁所示。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。下列说法中正确的是起转动起来，但略有滞后。下列说法中正确的是 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基

21、 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 图图474 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 A圆盘上产生了感应电动势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的磁通量发生了变化 D圆盘中的自由电

22、子随圆盘一起运动形成电流，此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电流产生的磁场导致磁针转动 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 审题探究审题探究 (1)磁针产生的磁场是怎样的？磁针产生的磁场是怎样的？ (2)两个相反方向的磁场穿过圆盘时，如何求磁通两个相反方向的磁场穿过圆盘时，如何求磁通 量？量？ (3)如何理解感应电动势的产生原理？如何理解感应电动势的产生原理？ | |第四章第四

23、章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 解析解析当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针磁场的当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针磁场的 磁感线，产生感应电动势，故选项磁感线，产生感应电动势，故选项A正确。如图所示，圆正确。如图所示，圆 盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭 合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞 次定律，

24、感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运 动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，故选项动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，故选项B正正 确。确。 在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通 量始终为量始终为0，故选项，故选项C错误。错误。 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场 方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，而不会方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，而不会 使磁针转动起来，故选项使磁针转动起来，故选项D错误。错误。 | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 答案答案AB | |第四章第四章 电磁感应电磁感应| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升