2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动（导学案）（教师版） 高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）.pdfVIP

第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动

导学案

【学习目标】

1.了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。

2.通过实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害。

3.通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用。

4.了解电磁阻尼和电磁驱动。

【学习重难点】

1、教学重点：（1）涡流的概念及其应用。

（2）电磁阻尼和电磁驱动的实际分析。

2、教学难点：电磁阻尼和电磁驱动的实际分析。

【知识回顾】

一、楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

二、右手定则

1．内容

伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇

指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，如图所示。

2．适用范围

适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。

【自主预习】

一、电磁感应现象中的感生电场

1．感生电场

麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，它与静电场不同，不是由电荷产生的，我们把它

叫作感生电场。

2．感生电动势

由感生电场产生的感应电动势。

3．感生电动势中的非静电力

就是感生电场对自由电荷的作用。

4．感生电场的方向判断

由磁场的方向和强弱变化，根据楞次定律判断。

二、涡流

1．定义

由于电磁感应，在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流，把它叫作涡电流，简称涡流。

2．涡流的特点及产生

(1)特点：金属块中的涡流会产生热量。

(2)产生：用来冶炼合金钢的真空冶炼炉(如图)，炉外有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金

属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化。

(3)利用涡流冶炼金属的优点是，整个过程可以在真空中进行，能防止空气中的杂质进入金属，可以冶

炼高质量的合金。

3．应用

(1)涡流热效应：如真空冶炼炉、电磁炉。

(2)涡流磁效应：如探雷器、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：增大铁芯材料的电阻率。

(2)途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯。

三、电磁阻尼电磁驱动

1．电磁阻尼

(1)概念：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导体运动的

现象。

(2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止到某位置，便于读数。

2．电磁驱动

(1)概念：磁场相对导体转动时，导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使

导体运动起来的现象。

(2)应用：交流感应电动机。

【课堂探究】

【新课导入】

在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。

你知道这是为什么吗?

学生回答自己的猜想。

【新课教学】

任务一、电磁感应现象中的感生电场

（一）电磁感应现象中的感生电场

1.在电磁感应中，使导体中自由电荷定向移动的作用力是什么力呢？这个力有什么特点？

2.如自由移动的电荷是正电荷，结合感应电流的方向，想一想感应电场的方向往哪？

结论：感应电场方向与感应电流的方向相同，我们用判断感应电流的方向的方法判断感生电场——楞次

定律+右手螺旋定则。

3.静电场和感生电场的有什么区别？

4.观察右图电子感应加速器，当电磁铁线圈电流的方向与如图所示方向一致时，电流的大小应该怎样变化

才能使电子加速？

电子感应加速器加速原理：

磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。

任务二、涡流

（一）【自我测评】观察与思考

播放视频，并提问学生：

（1）水为什么会沸腾？

（2）镊子为什么会变红？

观看视频，回答猜想并交流。

（二）涡流

1.定义：根据麦克斯韦电磁场理论，当磁场变化时，导体中的自由电子就会在感生电场的作用下定向移动从

而产生感应电流，这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线，我们把它叫涡电流，简称涡流。

如果环不断增粗直到变成一圆盘，又会发生什么现象？

学生回答问题。

变成方盘呢？

学生回答问题。

如果