高中物理人教新课标选修3-2课件：第4章 电磁感应7

7.涡流、电磁阻尼和电磁驱动自学线索学基础导学一、涡流很强很多真空冶炼炉探雷器安检门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________．(2)途径二：用相互绝缘的________叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯．电阻率硅钢片二、电磁阻尼阻碍导体的运动

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________的作用，____________起来．2．应用：交流感应电动机．三、电磁驱动安培力使导体运动讲要点例析涡流现象分析本质电磁感应现象条件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特点整个导体回路的电阻一般很小，感应电流很大产生(1)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 如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起．我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的．试定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多？解析：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快．根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多．解析：产生涡流的条件是穿过金属块的磁通量发生变化，对A、B、C给出的三种情况，穿过金属块的磁通量不发生变化．所以不产生涡流；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，故D正确．答案：D电磁阻尼和电磁驱动的比较项目比较内容电磁阻尼电磁驱动不同点成因由于导体在磁场中运动而产生感应电流由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流效果安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动导体所受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动能量转化导体克服安培力做功，其他形式能转化为电能，最终转化为内能磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能相同点两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动 弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁．将磁铁托到某一高度后放开，磁铁能振动较长一段时间才停下来．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，并说明此现象中的能量转化情况．解析：

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受空气阻力外，还有线圈受到的安培力阻碍，克服阻力需要做的功增多，振动时机械能的损失增快，因而会很快停下来．机械能的转化情况可表示如下：解析：答案：A〔做一做〕——教材P27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．用导线把微安表的正、负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？怎样解释这种差别？【点拨】

用导线把微安表的两个接线柱连在一起后，用手晃动表壳，表针的摆动幅度大大减小，因为用导线把微安表两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻碍它们的相对运动．4．涡流在生活中的应用 在现代家庭的厨房中，电磁炉如图甲是人们非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、安全性好、清洁卫生等特点．利用以下材料并结合已学习的电磁学知识分析、讨论电磁炉的工作原理和使用过程中遇到的问题．如图乙所示是描述电磁炉工作原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流．由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热食物的作用．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有：不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有：陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．结合以上材料分析以下问题：(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①__________________________________________；②__________________________________________；③__________________________________________.(2)电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是____；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是________．(3)如果在锅和电磁炉中间放一纸板，电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？解析：(1)①电流的磁效应(或电生磁)；②电磁感应现象(或磁生电)；③电流的热效应(或焦耳定律)(2)陶瓷和玻璃是绝缘体，不能产生感应电流电阻率小，电热少，效率低(3)能起到加热作用，因为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．练随堂演练1．下列关于涡流的说法中正确的是

(

)A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的

B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流解析：涡流的本质是电磁感应现象中产生的感应电流，只不过是由金属块自身构成回路．它既有热效应，也有磁效应，所以A正确，B、C错误；硅钢中产生的涡流较小，D错误．答案：A2．下列应用与涡流有关的是(

)A．家用电磁炉

B．家用微波炉C．真空冶炼炉

D．探雷器解析：家用电磁炉和真空冶炼炉利用涡流的热效应工作，探雷器利用涡流的磁效应工作，而微波炉利用高频电滋波工作．答案：ACD3．一块铜片置于如图所示的磁场中，如果用力把这铜片从磁场拉出或把它进一步推入，在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力，下列叙述正确的是(

)A．拉出时受到阻力

B．推入时受到阻力C．拉出时不受磁场力

D．推入时不受磁场力解析：铜片无论被拉出还是被推入，由于电磁感应，铜片中都会产生感应电流，所受安培力阻碍相对运动，产生电磁阻尼效果，所以A、B正确．答案：AB解析：硅钢材料的电阻率大，再采用薄硅钢片叠压在一起代替整块硅钢，增大了铁芯中的电阻，阻断了涡流回路，变压器工作时产生的涡流发热就少，减少了电能转化为铁