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1、1 定义由于 在导体中产生的像水中旋涡样的 电流 2 特点若金属的电阻率小 涡流往往 产生的热量 自读教材 抓基础 第7节涡流 电磁阻尼和电磁驱动 涡流 电磁感应 感应 很强 很多 3 应用 1 涡流热效应 如 2 涡流磁效应 如 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 叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯 真空冶炼炉 探雷器 安检门 电阻率 硅钢片 1 涡流的产生涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象 当导体处在变化的磁场中 或者导体在非匀强磁场中运动时 导体内部可以等效成许许多多的闭合电路 当穿过这些闭合电路的磁通
2、量变化时 在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流 即导体内部产生了涡流 跟随名师 解疑难 2 涡流的特点当电流在金属块内自成闭合回路 产生涡流 时 由于整块金属的电阻很小 涡流往往很强 根据公式P I2R知 热功率的大小与电流的平方成正比 故金属块的发热功率很大 3 涡流的防止电动机 变压器的线圈中有变化的电流 因而在铁芯中产生了涡流 不仅浪费了能量 还可能损坏电器 因此 要想办法减小涡流 为了达到减小涡流的目的 采用了电阻率大的硅钢做铁芯的材料 并把硅钢做成彼此绝缘的薄片 这样 就大大减小了涡流 4 涡流的利用用来冶炼合金钢的真空冶炼炉 炉外有线圈 线圈中通入反复变化的电流 炉内的金属中就
3、产生涡流 涡流产生的热量使金属达到很高的温度并熔化 利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在真空中进行 这样就能防止空气中的杂质进入金属 可以冶炼高质量的合金 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 学后自检 小试身手 解析 选D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 1 电磁阻尼
4、1 概念 当导体在磁场中运动时 感应电流会使导体受到 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 自读教材 抓基础 电磁阻尼和电磁驱动 安培力 安培力的方向 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 感应电流 电磁阻尼与电磁驱动的比较 跟随名师 解疑难 特别提醒 电磁阻尼与电磁驱动现象中安培力的作用效果均为阻碍相对运动 应注意电磁驱动中 导体的运动速度要小于磁场的运动速度 如图4 7 1所示 蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO 转动 从上向下看 当
5、磁铁逆时针转动时 则 A 线圈将逆时针转动 转速与磁铁相同B 线圈将逆时针转动 转速比磁铁大C 线圈转动时将产生感应电流D 线圈转动时感应电流的方向始终是abcda 学后自检 小试身手 图4 7 1 解析 选C本题考查电磁驱动和楞次定律 当磁铁逆时针转动时 相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线 线圈中产生感应电流 故C对 当线圈相对磁铁转过90 时电流方向不再是abcda D错 由楞次定律的推广含义可知 线圈将与磁极同向转动 但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度 如两者的角速度相同 磁感线与线圈处于相对静止 线圈不切割磁感线 无感应电流产生 故A B错 1 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物
6、线 如图4 7 2所示 抛物线的方程为y x2 其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中 磁场的上边界是y a的直线 如图中的虚线所示 一个小金属块从抛物线上y b b a 处以速度v沿抛物线下滑 假设曲面足够长 则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是 对涡流的理解及应用 典题例析 解析 选A若为非匀强磁场 则整个运动过程中总有感应电流存在 所有的机械能均转化为焦耳热 一题多变 2 如图4 7 3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 典题例析 电磁阻尼与电磁驱动 图4 7 3 A 磁铁左右摆动一次 线圈内感应电流的方向
7、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 思路点拨 铝线圈在整个过程中都有与磁铁同步运动的趋势 解析 选C磁铁向下摆动时 根据楞次定律 线圈中产生逆时针方向感应电流 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 在水平面上放置两个完全相同的带中心轴的金属圆盘 它们彼此用导线把中心轴和对方圆盘的边缘相连接 组成电路如图4 7 4所示 一匀强磁场穿过两圆盘垂直向外 若不计一切摩擦 当a盘在外力作用下做逆时针转动时 转盘b 跟踪演练 A 沿与a盘相同的方向转动B 沿与a盘相反的方向转动C 转动的角速度可能大于a盘的角速度D 转动的角速度可能等于a盘的角速度 课时跟踪检测 单击进入电子文档
