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1、第四章 电磁感应,永丰中学物理组,4.7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动,观察与思考,1、观察及触摸变压器及电动机铁芯,总结其特点2、为什么要把铁芯做成这种形状,第四章 电磁感应,复习回顾: “互感”和“自感”产生的感应电动势是动生电动势,还是感生电动势?,第四章 电磁感应,互感和自感是两种特殊的电磁感应现象,现在学习另一种特殊的电磁感应现象涡流。涡流在实际生活中有许多应用，如：发电机、电动机和变压器等。 当然涡流也有利和弊两个方面，我们如何去加以利用？如何去防止呢?,第四章 电磁感应,一、涡流,1、定义：块状金属在变化的磁场中，或在磁场运动时，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路
2、，很像水的旋涡，故叫涡电流，简称涡流。,2、产生条件：金属块中产生感应电流的条件,3.产生的效果：若金属电阻率小，产生的涡流很大，从而产生的热量就很多。,第四章 电磁感应,涡流的利用,1、如图所示的真空冶炼炉，利用涡流的热效应来熔化金属。交流电的频率越高，金属熔炉中的感应电动势就越大，金属材料的电阻率越小，产生的涡流热效应就越强。,2、真空冶炼炉优点：,速度快，温度易控制，整个过程在真空中进行，能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，适于冶炼特种合金和特种钢。,a.真空冶炼炉，高频焊接,第四章 电磁感应,高频焊接机原理：线圈中通以高频电流，内部焊接工件由于电磁感应产生感应电流，频率越高，产生的感应电
3、流越大。由于焊接缝处接触电阻很大，放出的热量很多，致使温度升高将金属熔化，焊接在一起。应用于焊接自行车车架。,涡流的利用,第四章 电磁感应,涡流的利用,生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡流的热效应来烧菜做饭的。,第四章 电磁感应,涡流的利用,探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场，埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流，涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警。,第四章 电磁感应,涡流的利用,机场、车站及重要场所的安检门及工作人员手上的探测器，也是利用与探雷器类似的电磁感应原理使仪器报警，来探测进出人员身上携带的金属物品。,第四章 电磁感应,交变电流,交变电流,怎
4、样减少涡流损耗？,整块铁芯,彼此绝缘的薄片,思考与讨论,第四章 电磁感应,涡流的防止,变压器和电动机的铁芯不采用整块金属，而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成，目的就是为了减弱铁芯中由于电磁感应而产生的涡流的热效应，从而减少电能的损耗，同时避免破坏绝缘层，对电器起到了保护的作用。,第四章 电磁感应,思考与讨论,为什么磁电式电表的线圈要用铝框做骨架呢？,电学测量仪器要求指针的摆动很快停下来，也是利用了铝框中产生的涡流，从而通过磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的摆动，使指针能很快地指到示数的位置上。,第四章 电磁感应,二、电磁阻尼,电磁阻尼现象：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到
5、安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。,第四章 电磁感应,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,思考与讨论,微安表是一种高灵敏度，高精度电流表，表内的指针因振动会产生摇摆，剧裂摇摆会使微安表造成指针打偏、降低灵敏度、或失灵等。故在运输中，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。,第四章 电磁感应,磁铁的旋转使线圈跟着转动：,第四章 电磁感应,三、电磁驱动,磁场相对于导
6、体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。,第四章 电磁感应,交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。,第四章 电磁感应,电磁阻尼是导体相对于磁场运动; 电磁驱动是磁场相对于导体运动.两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律；安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。,电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系,电磁驱动中，线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。,第四章 电磁感应,1、下列哪些措施是为了防止涡流的危害（ ）A、电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅B、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上C、变压器的铁芯不做成整块，
7、而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成D、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层,CD,课堂练习,第四章 电磁感应,2、在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的运动情况是( ) A、都做匀速运动 B、甲做加速运动 C、乙做匀速运动 D、丙做匀速运动,BD,课堂练习,注意：铁磁化相吸，铝电磁感应产生涡流，故铁加速，铝减速,第四章 电磁感应,例1、如图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量，将金属融化，
8、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 A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大,第四章 电磁感应,例2、如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是 A铁 B木 C铜 D铝,第四章 电磁感应,小结,本节课学习了涡流、电磁阻尼和电磁驱动。1.导体在变化的磁场中产生涡流，涡流是电磁感应现象的应用，生活中的涡流有利也有弊。 利：真空冶炼炉、电磁灶、探雷器、安检门的应用及工作原理 弊：浪费能量，损坏电器2.导体在磁场中运动，受到安培力，安培力阻碍导体运动，即电磁阻尼。,第四章 电磁感应,应用：电磁阻尼摆、微安表。4.磁场相对于导体运动，导体中产生感应电流，受到安培力，使导体运动，即电磁驱动。 应用：交流感应电动机作业：1、认真阅读教材。2、思考并完成“问题与练习”中的习题。3、收集“涡流的利用和防止”方面的资料，在课下交流。,第四章 电磁感应,谢 谢,第四章 电磁感应,
