湖北省武汉市第三十九中学高中物理 4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动

湖北省武汉市第三十九中学高中物理 4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动

‎4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 ‎ 学习目标：‎ ‎1、了解涡流产生的原理，涡流的防止和应用。‎ ‎2、了解电磁阻尼和电磁驱动及其应用。‎ ‎3、提高学习兴趣，培养用理论知识解决实际问题的能力。‎ 课内探究 探究1：涡流 定 义 由于 ，在导体中产生的像水中旋涡样的 电流 特 点 若金属的电阻率小，涡流往往 ，产生的热量很多 应 用 ‎(1)涡流热效应的应用：如 ‎(2)涡流磁效应的应用：如 、 ‎ 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 的铁芯代替整个硅钢铁芯 小结：变压器的铁芯用硅钢片叠成，是为了增大 ，减少 。‎ 探究2：电磁阻尼 ‎(1)概念：当导体在磁场中运动时， 电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是 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 ，便于读数。‎ 探究3：电磁驱动 ‎(1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到 的作用， 使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。‎ ‎(2)应用：交流感应电动机。‎ 训练内化 ‎1、下列应用与涡流有关的是(　　)‎ A．家用电磁炉　　　　 　 B．家用微波炉 C．真空冶炼炉 D．探雷器 ‎2、甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当给以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度为B且大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断正确的是(　　)‎ A．甲环先停 B．乙环先停 C．两环同时停下 D．无法判断两环停止的先后 ‎3、如图是称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端O点在竖直面内转动，一水平有界磁场垂直于金属薄片所在的平面。使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动；若将摆改成梳齿状，还是从同一位置释放，摆会摆动较长的时间。试定性分析其原因。‎ 拓展延伸 ‎1、涡流的实质 ‎(1)涡流仍然是由电磁感应而产生的，它仍然遵循感应电流的产生条件，特殊之处在于涡流产生于块状金属中。‎ ‎(2)严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡流的大小有区别，以致一些微弱的涡流被我们忽视了。‎ ‎2、可以产生涡流的两种情况 ‎(1)把块状金属放在变化的磁场中。‎ ‎(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。‎ 当堂检测 ‎1、如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是(　　)‎ A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯 C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯 ‎2、下列关于涡流的说法中正确的是(　　)‎ A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流 ‎3、如图所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则(　　)‎ A．若是匀强磁场，金属球滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，金属球滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度小于h ‎4、如图所示，是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是(　　)‎ A．2是磁铁，在1中产生涡流 B．1是磁铁，在2中产生涡流 C．该装置的作用是使指针能够转动 D．该装置的作用是使指针能很快地稳定 反思提升 ‎1．涡流是 由于电磁感应而产生的感应电流，它仍然遵循法拉第电磁感应定律和楞次定律。‎ ‎2．当导体在磁场中运动时，产生的感应电流使导体受到安培力作用，而且安培力的方向与导体运动方向 ，从而阻碍导体的运动，此过程导体因克服安培力做功产生 能。‎ ‎3．由于磁场运动引起磁通量变化而产生感应电流，从而使导体受到安培力的作用，导体在安培力作用下沿 运动，这就是电磁驱动，此过程中通过安培力做功使 能转化为导体的 能。‎