【成才之路】高中物理 第四章 电磁感应第七节 涡流电磁阻尼和电磁驱动课件 新人教版选修3-2研究报告.pptVIP

第四章 电磁感应 人教物理选修 3-2 ※ 了解涡流的产生原理，了解涡流的防止和应用 ※ 了解电磁驱动和电磁阻尼 在现代家庭的厨房中，电磁炉是家庭主妇非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、安全性好、清洁卫生等特点．如图所示为电磁炉的实物图，工作时，给电磁炉的炉盘下面的线圈通入交变电流，炉盘上面金属锅中的食物就能被加热． 金属锅没有通电也没有接触明火，锅中的食物便可被加热，请你探究一下它的工作原理． 1．电磁感应的现象有____________、__________、____________等． 2．当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，在线圈附近的导体都会产生感应电流，看起来像水中的漩涡，所以把它叫做________． 3．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________导体的运动，这种现象称为电磁阻尼． 4．如果磁场相对于导体转动，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________． 5．涡流的利与弊：由于涡流很强，会使金属铁芯大量发热，浪费大量的______，故在各种电机、变压器中是有害的，需要采取各种办法减弱它．涡流也可以为我们所用，如利用涡流制成________等． (1)定义：在变化的磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流． (2)涡流的防止和利用． ①金属块的电阻率小，涡流很强，产生的热量很多，可以用来治炼合金钢． ②探雷器就是利用涡流工作的．探雷器线圈中有变化的电流．线圈在地面扫过时，如果地面下埋着金属物品，金属中产生涡流，涡流的磁场又会反过来影响线圈中的电流，使仪器报警．如飞机场的安检门可以检测人身携带的金属物品． (3)涡流的防止 电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上．当线圈中流过变化的电流时，在铁芯中会产生涡流，使铁芯发热，浪费能量，并损坏电器．为减小涡流我们采用硅钢这种电阻率大的材料，并且用互相绝缘的硅钢片来代替整块硅钢铁芯． 特别提醒： （1）涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律. （2）磁场变化越快 ，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. 金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器(如图)，除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体． 你能说明其工作原理吗？ 答案：金属探测器是利用涡流工作的．交变电流通过金属探测器的线圈时，会产生变化的磁场．如果探测器周围有金属，金属内便产生涡流，涡流本身又会产生磁场反过来影响原有的磁场．这样就会引发探测器发出鸣叫声. (1)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相对运动，这种现象称为电磁阻尼． (2)如果磁场相对于导体转动，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，这种作用常称为电磁驱动．如高频感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的． (3)电磁阻尼与电磁驱动的比较 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，从而使导体受到安培力 由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流，从而使导体受到安培力 效果 安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍物体运动 导体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 由于电磁感应，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，而对外做功 相同点 两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动. 特别提醒： 电磁阻尼、电磁驱动现象中安培力的效果是阻碍相对运动，应注意电磁驱动中导体的运动速度仍要小于磁场的运动速度. 如图所示光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直，环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是(　　) A．两环都向右运动 B．两环都向左运动 C．环1静止，环2向右运动 D．两环都静止 答案：C 解析：条形磁铁向右运动时，环1中磁通量保持为零不变，无感应电流，仍静止．环2中磁通量变化．根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果使环2向右运动． 下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