《浙江省高中物理 第四章 电磁感应 第7课时 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件 新人教版选修32》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省高中物理 第四章 电磁感应 第7课时 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件 新人教版选修32（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、创新设计创新设计课堂自测课堂导学第第7课时涡流、电磁阻尼和电磁驱动课时涡流、电磁阻尼和电磁驱动创新设计创新设计课堂自测课堂导学研究选考研究选考把握考情把握考情知知识识内容内容涡涡流、流、电电磁阻尼和磁阻尼和电电磁磁驱动驱动考考试试要求要求加加试试b教学要求教学要求1.了解了解涡涡流流产产生的原因，知道生的原因，知道涡涡流的本流的本质质是感是感应电应电流流2.了解了解电电磁阻尼和磁阻尼和电电磁磁驱动现驱动现象象3.了解了解涡涡流的流的应应用和减小用和减小涡涡流危害的方法流危害的方法说说明明不要求解不要求解释电释电磁磁驱动驱动和和电电磁阻尼磁阻尼现现象象创新设计创新设计课堂自测课堂导学知识点一涡流
2、知识点一涡流基基 础础 梳梳 理理1.定定义义：用用整整块块金金属属材材料料作作铁铁芯芯绕绕制制的的线线圈圈，当当线线圈圈中中通通有有_的的电电流流时时，变变化化的的电电流流会会产产生生变变化化的的_ ，变变化化的的磁磁场场穿穿过过_ ，整整个个铁铁芯芯会会自自成成回回路路，产产生生_，这这种种电电流流看看起起来来像像水水中中的的旋旋涡涡，把把这这种种电电流流叫叫做做涡涡电电流流，简简称涡流。称涡流。变化变化磁场磁场铁芯铁芯感应电流感应电流创新设计创新设计课堂自测课堂导学2.应用应用(1)涡流热效应的应用，涡流热效应的应用，如如_。(2)涡流磁效应的应用，涡流磁效应的应用，如如_。3.防止：电
3、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。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。(1)途径一：增大铁芯材料途径一：增大铁芯材料的的_。(2)途径二：用互相绝缘途径二：用互相绝缘的的_叠叠成的铁芯代表整块硅钢铁芯。成的铁芯代表整块硅钢铁芯。真空冶炼炉真空冶炼炉探雷器探雷器电阻率电阻率硅钢片硅钢片创新设计创新设计课堂自测课堂导学1.对涡流的理解：对涡流的理解：(1)本质：电磁感应现象。本质：电磁感应现象。(2)条件：穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身构成闭合回路。条件：穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身构成闭合回路。(3)特特点点：整
4、整个个导导体体回回路路的的电电阻阻一一般般很很小小，感感应应电电流流很很大大。故故金金属属块块的的发发热热功功率率很很大。大。2.产生涡流的两种情况：产生涡流的两种情况：(1)块状金属放在变化的磁场中；块状金属放在变化的磁场中；(2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。要要 点点 精精 讲讲创新设计创新设计课堂自测课堂导学3.产产生生涡涡流流时时的的能能量量转转化化：伴伴随随着着涡涡流流现现象象，其其他他形形式式的的能能转转化化成成电电能能最最终终在在金金属属块块中中转转化化为为内内能能。例例如如，金金属属块块放放在在了了变变化化的的磁磁场场中中，则则磁
5、磁场场能能转转化化为为电电能能，最最终终转转化化为为内内能能；如如果果是是金金属属块块进进出出磁磁场场或或在在非非匀匀强强磁磁场场中中运运动动，则则由由于于克克服服安安培培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。创新设计创新设计课堂自测课堂导学【例例1】 光光滑滑曲曲面面与与竖竖直直平平面面的的交交线线是是抛抛物物线线，如如图图1所所示示，抛抛物物线线的的方方程程为为yx2，其其下下半半部部处处在在一一个个水水平平方方向向的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场的的上上边边界界是是ya的的直直线线(如如图图中中的的虚虚线线所所示示)。一一个
6、个小小金金属属块块从从抛抛物物线线上上yb(ba)处处以以速速度度v沿沿抛抛物物线线下下滑滑，假假设设曲曲面面足足够长，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()图图1创新设计创新设计课堂自测课堂导学答案答案D创新设计创新设计课堂自测课堂导学名名师师点点睛睛部部分分同同学学在在处处理理此此题题时时误误认认为为金金属属最最终终停停在在O点点，原原因因是是没没有有认认识识到到金金属属块块只只在在进进出出磁磁场场时时产产生生焦焦耳耳热热，当当金金属属块块整整体体在在磁磁场场中中运运动动时时，不不产产生生涡涡流流，所所以不损失机械能。以不损失
7、机械能。创新设计创新设计课堂自测课堂导学【跟跟踪踪训训练练】 如如图图所所示示，A、B两两图图是是把把带带绝绝缘缘层层的的线线圈圈绕绕在在软软铁铁上上，C、D两两图图是是把把带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上，则能产生涡流的是带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上，则能产生涡流的是()解解析析只只有有穿穿过过整整个个导导体体的的磁磁通通量量发发生生变变化化，才才产产生生涡涡流流，B是是直直流流电电源源不不能能产产生生涡流，涡流，C、D不是导体，故只有不是导体，故只有A能产生涡流。能产生涡流。答案答案A创新设计创新设计课堂自测课堂导学知识点二电磁阻尼和电磁驱动知识点二电磁阻尼和电磁驱动1.电磁阻尼电磁阻尼(1)
8、定定义义：当当导导体体在在磁磁场场中中运运动动时时，_电电流流会会使使导导体体受受到到安安培培力力，安安培培力力的的方方向向总是总是_导体导体的运动。的运动。(2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数。应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数。2.电磁驱动电磁驱动(1)定定义义：磁磁场场相相对对于于导导体体转转动动时时，导导体体中中会会产产生生感感应应电电流流，感感应应电电流流使使导导体体受受到到_的的作用，使导体运动起来。作用，使导体运动起来。(2)应用：交流感应电动机。应用：交流感应电动机。基基 础础 梳梳 理理感应感应阻碍阻碍安培力安培力创新设计创新设计课
9、堂自测课堂导学要要 点点 精精 讲讲要点要点1电磁阻尼的产生原理和应用电磁阻尼的产生原理和应用(1)产产生生：闭闭合合回回路路的的部部分分导导体体在在做做切切割割磁磁感感线线运运动动产产生生感感应应电电流流时时，导导体体在在磁磁场场中中就就要要受受到到安安培培力力的的作作用用，根根据据楞楞次次定定律律，安安培培力力总总是是阻阻碍碍导导体体的的运运动动，于于是是产产生生电电磁磁阻阻尼尼。任任何何在在磁磁场场中中运运动动的的导导体体，只只要要给给感感应应电电流流提提供供回回路路，就就会会存存在在电电磁磁阻阻尼尼作用。作用。创新设计创新设计课堂自测课堂导学(2)应应用用举举例例：使使用用磁磁电电式式
10、电电表表进进行行测测量量时时，总总希希望望指指针针摆摆到到所所示示值值的的位位置置时时便便迅迅速速地地稳稳定定下下来来，以以便便读读数数。由由于于指指针针转转轴轴的的摩摩擦擦力力矩矩很很小小，若若不不采采取取其其他他措措施施，线线圈圈及及指指针针将将会会在在所所示示值值附附近近来来回回摆摆动动，不不易易稳稳定定下下来来。为为此此，许许多多电电表表把把线线圈圈绕绕在在闭闭合合的的铝铝框框上上，当当线线圈圈摆摆动动时时，在在闭闭合合的的铝铝框框中中将将产产生生感感应应电电流流，从从而而获获得得电电磁磁阻阻尼尼，以以使使线线圈圈迅迅速速稳稳定定在在所所示示值值的的位位置置。电电气气列列车车中中的的电
11、电磁磁制制动动器器也也是是根根据据电电磁磁阻阻尼这一原理制成的。尼这一原理制成的。创新设计创新设计课堂自测课堂导学【例例2】 如如图图2所所示示，条条形形磁磁铁铁用用细细线线悬悬挂挂在在O点点。O点点正正下下方方固固定定一一个个水水平平放放置置的的铝铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是()图图2A.磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用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磁铁所受到的感应电流对它的作用力始
12、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，有时是动力创新设计创新设计课堂自测课堂导学解解析析磁磁铁铁向向下下摆摆动动时时，根根据据楞楞次次定定律律，线线圈圈中中产产生生逆逆时时针针方方向向的的感感应应电电流流(从从上上面面看看)，并并且且磁磁铁铁受受到到感感应应电电流流对对它它的的作作用用力力为为阻阻力力，阻阻碍碍它它靠靠近近；磁磁铁铁向向上上摆摆动动时时，根根据据楞楞次次定定律律，线线圈圈中中产产生生顺顺时时针针方方向向的的感感应应电电流流(从从上上面面看看)，磁磁场场受受感感应应电电流流对对它它的的作作用用力力仍仍为为阻阻
13、力力，阻阻碍碍它它远远离离，所所以以磁磁场场在在左左右右摆摆动动一一次次过过程程中中，电电流流方方向改变向改变3次，感应电流对它的作用力始终是阻力，只有次，感应电流对它的作用力始终是阻力，只有C项正确。项正确。答案答案C创新设计创新设计课堂自测课堂导学名名师师点点睛睛电电磁磁感感应应现现象象中中感感应应电电流流所所受受的的安安培培力力总总是是阻阻碍碍导导体体和和磁磁场场间间的的相相对对运运动。动。创新设计创新设计课堂自测课堂导学要点要点2对电磁驱动原理的分析对电磁驱动原理的分析当当蹄蹄形形磁磁铁铁转转动动时时，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量就就发发生生变变化化。例例如如，线线圈圈处处于于图图
14、3所所示示的的初初始始位位置置时时，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量为为0，蹄蹄形形磁磁铁铁一一转转动动，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量就就增增加加了了。根根据据楞楞次次定定律律，此此时时线线圈圈中中就就有有感感应应电电流流产产生生，以以阻阻碍碍磁磁通通量量的的增增加加，因因而而线线圈圈会会跟跟着着一一起起转转动动起起来来。线线圈圈转转动动的的方方向向与与磁磁铁铁转转动动的的方方向相同，但转速小于磁铁的转速，即同向异步。向相同，但转速小于磁铁的转速，即同向异步。图图3创新设计创新设计课堂自测课堂导学【例例3】 甲甲、乙乙两两个个完完全全相相同同的的铜铜环环可可绕绕固固定定轴轴OO旋旋转转，当
15、当给给以以相相同同的的初初始始角角速速度度开开始始转转动动后后，由由于于阻阻力力，经经相相同同的的时时间间后后便便停停止止；若若将将环环置置于于磁磁感感应应强强度度为为B且且大大小小相相同同的的匀匀强强磁磁场场中中，甲甲环环的的转转轴轴与与磁磁场场方方向向平平行行，乙乙环环的的转转轴轴与与磁磁场场方方向向垂垂直直，如如图图4所所示示，当当甲甲、乙乙两两环环同同时时以以相相同同的的角角速速度度开开始始转转动动后后，则则下下列列判判断断正正确确的的是是()图图4创新设计创新设计课堂自测课堂导学A.甲环先停甲环先停B.乙环先停乙环先停C.两环同时停下两环同时停下D.无法判断两环停止的先后顺序无法判断
16、两环停止的先后顺序解解析析乙乙环环产产生生感感应应电电流流，机机械械能能不不断断转转化化为为内内能能，而而甲甲环环不不产产生生感感应应电电流流，故故乙乙环先停下来，选项环先停下来，选项B正确。正确。答案答案 B创新设计创新设计课堂自测课堂导学1.如如图图5所所示示，在在光光滑滑水水平平面面上上固固定定一一条条形形磁磁铁铁，有有一一小小球球以以一一定定的的初初速速度度向向磁磁铁铁方方向向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是()图图5A.铁铁 B. .木木 C.铜铜 D. .铝铝解解析析小小球球做做减减速速运运动动说说明明小小球球受受到到
17、安安培培力力的的阻阻碍碍作作用用，即即小小球球内内产产生生了了涡涡流流，显显然然B不不满满足足条条件件。若若小小球球材材料料是是铁铁则则会会被被磁磁化化，应应做做加加速速运运动动，所所以以A错错误误，C、D正确。正确。答案答案CD创新设计创新设计课堂自测课堂导学2.关于电磁驱动，下列说法正确的是关于电磁驱动，下列说法正确的是()A.磁磁场场相相对对于于导导体体转转动动时时，导导体体中中会会产产生生感感应应电电流流，感感应应电电流流使使导导体体受受到到安安培培力力的的作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动B.在电磁驱动的过程中，通过安培力
18、做功使电能转化为导体的机械能在电磁驱动的过程中，通过安培力做功使电能转化为导体的机械能C.在电磁驱动中，主动部分与被动部分的运动在电磁驱动中，主动部分与被动部分的运动(或转动或转动)方向相反方向相反D.电电磁磁驱驱动动是是由由于于磁磁场场运运动动引引起起磁磁通通量量变变化化而而产产生生感感应应电电流流，从从而而使使导导体体受受到到安安培培力的作用而运动力的作用而运动解解析析根根据据电电磁磁驱驱动动的的定定义义可可知知，选选项项A、B、D正正确确；在在电电磁磁驱驱动动中中，主主动动部部分分与与被动部分的运动被动部分的运动(或转动或转动)方向相同，且被动部分的速度方向相同，且被动部分的速度(或角速
19、度或角速度)较小，选项较小，选项C错误。错误。答案答案ABD创新设计创新设计课堂自测课堂导学3.关于电磁阻尼，下列说法正确的是关于电磁阻尼，下列说法正确的是()A.当当导导体体在在磁磁场场中中运运动动时时，感感应应电电流流会会使使导导体体受受到到安安培培力力，安安培培力力的的方方向向总总是是阻阻碍碍导体运动的现象称为电磁阻尼导体运动的现象称为电磁阻尼B.磁电式仪表正是利用电磁阻尼的原理使指针迅速停下来，从而便于读数磁电式仪表正是利用电磁阻尼的原理使指针迅速停下来，从而便于读数C.电磁阻尼是导体因感应电流受到的安培力对导体做负功，阻碍导体运动电磁阻尼是导体因感应电流受到的安培力对导体做负功，阻碍
20、导体运动D.电磁阻尼现象实质上不是电磁感应现象，但分析时同样遵循楞次定律电磁阻尼现象实质上不是电磁感应现象，但分析时同样遵循楞次定律解解析析根根据据电电磁磁阻阻尼尼的的定定义义知知，选选项项A、B、C正正确确；电电磁磁阻阻尼尼现现象象实实质质上上是是电电磁磁感感应现象，分析时不仅遵循楞次定律，同样也遵循法拉第电磁感应定律，选项应现象，分析时不仅遵循楞次定律，同样也遵循法拉第电磁感应定律，选项D错误。错误。答案答案ABC创新设计创新设计课堂自测课堂导学4.如如图图6所所示示，蹄蹄形形磁磁铁铁和和矩矩形形线线圈圈均均可可绕绕竖竖直直轴轴OO转转动动。从从上上向向下下看看，当当磁磁铁铁逆逆时时针转动
21、时，则针转动时，则()A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C.线圈转动时将产生变化的电流线圈转动时将产生变化的电流D.线圈转动时感应电流的方向始终是线圈转动时感应电流的方向始终是abcda图图6创新设计创新设计课堂自测课堂导学解解析析当当磁磁铁铁逆逆时时针针转转动动时时，相相当当于于磁磁铁铁不不动动而而线线圈圈顺顺时时针针旋旋转转切切割割磁磁感感线线，线线圈圈中中产产生生变变化化的的电电流流，故故选选项项C正正确确，D错错误误；由由楞楞次次定定律律的的推推广广含含义义可可知知，线线圈圈将将与与磁磁铁铁同同向向转转动动，但但转转动动的的角角速速度度一一定定小小于于磁磁铁铁转转动动的的角角速速度度。如如果果两两者者的的角角速速度度相相同同，磁磁感感线线与与线线圈圈处处于于相相对对静静止止，线线圈圈不不切切割割磁磁感感线线，无无感感应应电电流流产产生生，故故选选项项A错误，错误，B正确。正确。答案答案 BC
