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1、4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)吉林一中宋盼盼 內(nèi)侍李舜舉家曾被暴雷所震。他家堂屋的西頭房間,有雷火從窗戶冒出,赫然躥出于房檐之上,家里人以為堂屋已被燒了,都跑出去躲避。及暴雷停止,那間房子卻宛然如故,只是墻壁和窗紙都變黑了。屋內(nèi)有一個(gè)木架,其中雜七雜八地存放著各種器物,那些有銀飾的漆器,銀飾全都熔化流到了地上,漆器卻不見(jiàn)被烤焦。 有一口寶刀,極為剛硬,就在刀鞘里被熔化為鐵汁,而刀鞘也儼然完好無(wú)損。人們通常必定會(huì)認(rèn)為,雷火為害當(dāng)先焚草木,然后才熔化金石;而現(xiàn)在卻是金石都被熔化,草木反而無(wú)一被毀,這不是人之常情所能推測(cè)的。疑惑:1、能否發(fā)生這樣的現(xiàn)象?2 、為什么金石都被融化, 草木反而無(wú)一被毀。
2、雷電爍金實(shí)驗(yàn) 雷火為害當(dāng)先焚草木,然后才熔化金石;而現(xiàn)在卻是金石都被熔化,草木反而無(wú)一被毀。雷電爍金分析:通入交流電的線圈B 感應(yīng)電流B感根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在磁場(chǎng)周?chē)ぐl(fā)出感生電場(chǎng),導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在此電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)從而產(chǎn)生感應(yīng)電流渦流的產(chǎn)生若在變化的磁場(chǎng)中有一塊導(dǎo)體,由于電磁感應(yīng),導(dǎo)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這些電流在導(dǎo)體中自行閉合成旋渦狀,如圖中虛線所示這樣的感應(yīng)電流,看起來(lái)就像水中的旋渦,所以把它叫做渦電流,簡(jiǎn)稱(chēng)渦流渦流應(yīng)用:真空冶煉爐優(yōu)點(diǎn):加熱速度快能量損失小溫度容易控制冶煉高純度金屬加熱真空器件交流電源焊接處待焊接元件線圈導(dǎo)線高頻焊接渦流應(yīng)用:高頻焊接線圈中
3、通入高頻交流電時(shí)待焊接的金屬工件中就會(huì)產(chǎn)生渦流,由于焊接縫處的電阻大于其他部分的電阻,所有渦流產(chǎn)生的熱量主要集中在焊接處,工件的其他部分發(fā)熱很少,感應(yīng)電流在焊縫處產(chǎn)生大量的熱,將金屬熔化,最終把工件焊接在一起渦流應(yīng)用:電磁爐電磁爐接入頻率較低的交流電,電流經(jīng)過(guò)內(nèi)部電路整流,變?yōu)楦哳l交流電,高頻交流電通入線圈后,電流周?chē)彤a(chǎn)生很強(qiáng)烈的磁場(chǎng),當(dāng)電磁爐上放上導(dǎo)磁體制成的鍋具時(shí),變化的磁場(chǎng)會(huì)在導(dǎo)磁體制成的鍋中產(chǎn)生無(wú)數(shù)的渦流,鍋體本身高速發(fā)熱,從而達(dá)到加熱鍋內(nèi)食物的目的。渦流的熱效應(yīng):電磁灶、真空冶煉爐、高頻焊接交流電源焊接處待焊接元件線圈導(dǎo)線高頻焊接變壓器鐵芯和電動(dòng)機(jī)內(nèi)的鐵芯渦流的防止:a.增大鐵芯材
4、料的電阻率,常用的材料是硅鋼。b.用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯。實(shí)驗(yàn):隔空移物分組實(shí)驗(yàn)1: 由磁鐵和非磁性支架構(gòu)成一個(gè)單擺,利用鋁板完成下列操作(1)當(dāng)單擺擺動(dòng)時(shí),你有什么辦法在不接觸的情況下使它快速停下?(2)當(dāng)單擺靜止時(shí),你有什么辦法在不接觸的情況下使它擺動(dòng)起來(lái)?分組實(shí)驗(yàn)2:(1)鉛筆豎直支撐易拉罐保持平衡,能不能利用強(qiáng)磁鐵使易拉罐由靜止運(yùn)動(dòng)起來(lái)(磁鐵盡量靠近易拉罐但不接觸) ?(2)用鉛筆豎直支撐易拉罐,在易拉罐水平轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,能否利用強(qiáng)磁鐵使其快速的停下來(lái)(磁鐵盡量靠近易拉罐但不接觸) ?分組實(shí)驗(yàn)1: 由磁鐵和非磁性支架構(gòu)成一個(gè)單擺,利用鋁板完成下列操作(1)當(dāng)單擺
5、擺動(dòng)時(shí),你有什么辦法在不接觸的情況下使它快速停下?(2)當(dāng)單擺靜止時(shí),你有什么辦法在不接觸的情況下使它擺動(dòng)起來(lái)?單擺為什么會(huì)快速停下來(lái)?鋁板是否受力?鋁板為什么沒(méi)動(dòng)?能否適當(dāng)改變實(shí)驗(yàn)條件是鋁板運(yùn)動(dòng)?分組實(shí)驗(yàn)2:(1)鉛筆豎直支撐易拉罐保持平衡,能不能利用強(qiáng)磁鐵使易拉罐由靜止運(yùn)動(dòng)起來(lái)(磁鐵盡量靠近易拉罐但不接觸) ?(2)用鉛筆豎直支撐易拉罐,在易拉罐水平轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,能否利用強(qiáng)磁鐵使其快速的停下來(lái)(磁鐵盡量靠近易拉罐但不接觸)?為什么強(qiáng)磁鐵使易拉罐動(dòng)起來(lái)或快速停下?線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否相同,是否同步?電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是
6、阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng).電磁驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái).渦流的機(jī)械效應(yīng)導(dǎo)體克服安培力做功,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng),磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能,通過(guò)安培力做功,電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能阻礙導(dǎo)體和磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因效果能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使導(dǎo)體受到安培力由于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使導(dǎo)體受到安培力導(dǎo)體所受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反,阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體所受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同,推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體克服安培力做功,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,
7、最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng),磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能,通過(guò)安培力做功,電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能都屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)中的安培力都是阻礙導(dǎo)體與磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻礙導(dǎo)體和磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)尋找阿貍!每個(gè)人心里都住在一個(gè)阿貍,給人美好和溫暖渦流的磁效應(yīng):金屬探測(cè)儀 安檢門(mén) 探雷器交流電報(bào)警電路線圈課堂小結(jié):變化磁場(chǎng)渦旋電場(chǎng)渦流磁效應(yīng)熱效應(yīng)機(jī)械效應(yīng)導(dǎo)體隔空取電無(wú)線充電手機(jī)上海磁懸浮列車(chē)電磁阻尼電梯磁渦流熱療系統(tǒng)1、磁懸浮列車(chē)的懸浮原理、現(xiàn)狀作業(yè)2、電磁阻尼電梯工作原理3、無(wú)線充電原理4、電磁阻尼電梯工作原理1.如圖所示,在光滑水平桌面上放一條形磁鐵,分別將大小相同的鐵球、鋁球和木球放在磁鐵的一端且給它一個(gè)初速度,讓其向磁鐵滾去,觀察小球的運(yùn)動(dòng)情況()A都做勻速運(yùn)動(dòng)B鐵球、鋁球都做減速運(yùn)動(dòng)C鐵球做加速運(yùn)動(dòng),鋁球做減速運(yùn)動(dòng)D鋁球、木球做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)堂訓(xùn)練2.將一個(gè)閉合金屬環(huán)用絕緣絲線懸
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