《电磁阻尼和电磁驱动PPT教学课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁阻尼和电磁驱动PPT教学课件（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第四章 电磁感应 一 涡流 问题设计 1 如图1所示 当磁场变化时 导体中就会产生感应电流 那么导体中的电荷为什么会定向移动而形成电流 知识探究 答案根据麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场会在其周围空间产生感生电场 感生电场对导体中的自由电荷产生的电场力会使电荷定向移动 从而形成电流 图1 2 如果磁场是用变化的电流来获取的 导体用整块铁代替 如图2所示 请问铁块中有感应电流吗 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 感生电场在铁块中产生感应电流 它的形状像水中的旋涡 所以把它叫做涡电流 简称涡流 要点提炼 1 定义 当线圈中的电流随时间变化时 由于 在
2、附近导体中产生像水中旋涡样的感应电流 所以把这种感应电流叫做 2 决定因素 磁场变化越快 越大 导体的横截面积S越 导体材料的电阻率越 形成的涡流就越大 电磁感应 涡流 大 小 3 应用 机场安检等 4 防止 电动机 变压器等设备中应防止涡流过大而导致浪费能量 损坏电器 可增大铁芯材料的 用相互绝缘的叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯 真空冶炼 探测地雷 电阻率 硅钢片 二 电磁阻尼和电磁驱动 问题设计 1 电磁阻尼弹簧上端固定 下端悬挂一根磁铁 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3所示 磁铁就会很快停下来 解释
3、这个现象 图3 取一灵敏电流计 用手晃动表壳 观察表针相对表盘摆动的情况 用导线把灵敏电流计的两个接线柱连在一起 再次晃动表壳 观察表针相对表盘摆动的情况与上次有什么不同 怎样解释这种差别 第四章电磁感应 在运输中 用导线短路两接线柱 使表头线圈闭合产生电磁阻尼 大大降低因外界的摇摆 振动对表头的影响 2 电磁驱动一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间 如图4所示 蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO 轴转动 当蹄形磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动 当磁铁逆时针转动时线圈也逆时针转动 图4 根据以上现象 回答下列问题 1 蹄形磁铁转动时 穿过线圈的磁通量是否变化 答案变化 2 线圈转动起来的动力是什么
4、力 线圈的转动速度与磁铁的转动速度相同吗 答案线圈内产生感应电流受到安培力的作用 安培力作为动力使线圈转动起来 线圈的转速小于磁铁的转速 要点提炼 1 电磁阻尼 1 定义 当时 感应电流会使导体受到 安培力的方向总是导体的运动 这种现象称为 2 应用 电磁阻尼中需要克服安培力做功 其他形式的能转化为电能 最终转化为内能 所以磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止 便于读数 导体在磁场中运动 安培力 阻碍 电磁阻尼 2 电磁驱动 1 定义 如果转动 在导体中会产生 感应电流使导体受到安培力的作用 使导体运动起来 这种作用常称为电磁驱动 注意 电磁驱动中导体的运动速度要磁场的运动速度 2 应用 电
5、磁驱动中导体受安培力的方向与导体运动方向 做功 导体运动 电能转化为机械能 所以利用电磁驱动发明了交流感应电动机 磁场相对于导体 感应 电流 安培力 小于 相同 安培力 推动 3 电磁阻尼与电磁驱动的联系 电磁阻尼与电磁驱动现象中安培力的作用效果均为相对运动 阻碍 典例精析 一 涡流的理解与应用 例1如图5所示是高频焊接原理示意图 线圈中通以高频变化的电流时 待焊接的金属工件中就产生感应电流 感应电流通过焊缝产生大量热 将金属熔化 把工件焊接在一起 而工件其他部分发热很少 以下说法正确的是 AD 针对训练光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线 如图6所示 抛物线的方程是y x2 下半部处在一个水平方
6、向的匀强磁场中 磁场的上边界是y a的直线 图中的虚线所示 一个小金属块从抛物线上y b b a 处以初速度v沿抛物线下滑 假设抛物线足够长 金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 二 对电磁阻尼的理解 例2如图7所示 一狭长的铜片能绕O点在纸平面内摆动 有界磁场的方向垂直纸面向里 铜片在摆动时受到较强的阻尼作用 很快就停止摆动 如果在铜片上开几个长缝 铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动 这是为什么 三 对电磁驱动的理解 例3位于光滑水平面上的小车上放置一螺线管 一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过 如图8所示 在此过程中 A 磁铁做匀速直线运动B 磁铁做减速运动
7、C 小车向右做加速运动D 小车先加速后减速 课堂要点小结 1 2 3 4 1 涡流的理解 下列做法中可能产生涡流的是 A 把金属块放在匀强磁场中B 让金属块在匀强磁场中做匀速运动C 让金属块在匀强磁场中做变速运动D 把金属块放在变化的磁场中 自我检测 1 2 3 4 解析涡流就是整个金属块中产生的感应电流 所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件 即穿过金属块的磁通量发生变化 而A B C中磁通量不变化 所以A B C错误 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 所以D正确 答案D 1 2 3 4 2 涡流的应用 安检门是一个用于安全检查的 门 门框 内
8、有线圈 线圈里通有交变电流 交变电流在 门 内产生交变磁场 金属物品通过 门 时能产生涡流 涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流 从而引起报警 以下关于这个安检门的说法正确的是 1 2 3 4 A 这个安检门也能检查出毒品携带者B 这个安检门只能检查出金属物品携带者C 如果这个 门框 的线圈中通上恒定电流 也能检查出金属物品携带者D 这个安检门工作时 既利用了电磁感应现象 又利用了电流的磁效应 1 2 3 4 3 电磁阻尼的理解与应用 如图9所示 条形磁铁用细线悬挂在O点 O点正下方固定一个水平放置的铝线圈 让磁铁在竖直面内摆动 下列说法中正确的是 图9 1 2 3 4 A 磁铁左右摆动一次 线
9、圈内感应电流的方向改变2次B 磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C 磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D 磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 1 2 3 4 解析磁铁向下摆动时 根据楞次定律 线圈中产生逆时针方向的感应电流 从上面看 并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力 阻碍它靠近 磁铁向上摆动时 根据楞次定律 线圈中产生顺时针方向的感应电流 从上面看 磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力 阻碍它远离 所以磁铁在左右摆动一次过程中 电流方向改变3次 感应电流对它的作用力始终是阻力 只有C项正确 答案C 1 2 3 4 4 电磁驱动的理解与应用 如图10所示 磁极远离和靠近圆环时产生的现象正确的是 图10 A 图中磁铁N极接近A环时 A环被吸引 而后被推开B 图中磁铁N极远离A环时 A环被排斥 而后随磁铁运动C 用磁铁N极接近B环时 B环被排斥 远离磁铁运动D 用磁铁的任意一磁极接近A环时 A环均被排斥 1 2 3 4 解析根据楞次定律 感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗 或阻碍 原磁通量的变化 所以用磁铁的任意一磁极接近A环时 A环均被排斥 由于B环不是闭合回路 因此没有感应电流 答案D
