第7節(jié)-渦流-電磁阻尼和電磁驅(qū)動課件

1第7節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動電磁感應(yīng)1第7節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動電磁感應(yīng)22安全檢查報警器乘坐飛機的乘客登機前都要接受安全檢查．圖中是一種手持式安全檢查報警器，一靠近金屬體，它就會發(fā)出報警聲．這是為什么呢？原來，在報警器內(nèi)有一線圈，線圈中通有高頻電流，因此線圈周圍有著高頻的變化磁場．當(dāng)報警器靠近金屬體時，線圈的磁場在金屬體中感應(yīng)出渦電流，渦電流產(chǎn)生的磁場又會穿過線圈，改變線圈中的原磁場，使相關(guān)的電子線路產(chǎn)生報警聲．安全檢查報警器第7節(jié)-渦流-電磁阻尼和電磁驅(qū)動課件1．當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應(yīng)，附近的另一個線圈中會產(chǎn)生________，看起來像水中的漩渦，所以把它叫做________，簡稱________．2．當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是________，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．3．如果磁場相對導(dǎo)體運動，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流所受的安培力使導(dǎo)體運動起來．這種作用稱為________．1．感應(yīng)電流渦電流渦流2．阻礙導(dǎo)體的運動3．電磁驅(qū)動1．當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應(yīng)，附近的另一個線667一、渦流1．定義：當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，把它叫做渦電流，簡稱渦流．2．產(chǎn)生：把金屬塊放在變化的磁場中，或讓它在磁場中運動時，金屬塊內(nèi)都會產(chǎn)生渦流．渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵守電磁感應(yīng)定律．3．特點：電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路，整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強．7一、渦流84．利用用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈，線圈中通入反復(fù)變化的電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流．渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化并達到很高的溫度．利用渦流冶煉的優(yōu)點是整個過程能在真空中進行，這樣就能防止空氣中的雜質(zhì)進入金屬，可以冶煉高質(zhì)量的合金．5．防止電動機、變壓器的線圈都繞在鐵芯上．線圈中流過變化的電流，在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱，浪費了能量，還可能損壞電器．因此，我們要想辦法減小渦流．途徑之一是增大鐵芯材料的電阻率，常用的鐵芯材料是硅鋼，它的電阻率比較大．另一個途徑就是用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯．84．利用9

如右圖所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放，向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是(

)A．A、B兩點在同一水平線

B．A點高于B點

C．A點低于B點

D．銅環(huán)將做等幅擺動解析：銅環(huán)在進入和穿出磁場的過程中，穿過環(huán)的磁通量發(fā)生變化，則環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故應(yīng)損耗一定的機械能．所以A點高于B點．答案：B9如右圖所示，在O變式遷移1.右圖是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈A是通高頻交變電流的線圈，B是自行車零件，a是待焊接口，焊接時接口兩端接觸在一起．當(dāng)A中通有交變電流時，B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得接口處金屬熔化焊接起來．

(1)試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關(guān)系？

(2)試解釋說明，為什么焊接過程中，接口a處被熔化而零件的其他部分并不很熱？變式遷移1.右圖是利用高頻交流電焊接自行車零11解析：(1)A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流I越大，所以電流熱功率P＝I2R也越大，焊接得越快．(2)B中各處電流大小相等，但接口a處電阻大，電流熱功率大，而其他部分電阻小，電流熱功率小，所以接口a處已被熔化而零件其他部分并不很熱．11解析：(1)A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越12二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動1．電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．說明：電磁阻尼在實際中有很多應(yīng)用，課本上講的使電學(xué)儀表的指針很快的停下來，就是電磁阻尼作用．電磁阻尼還常用于電氣機車的電磁制動器中．12二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動132．電磁驅(qū)動如果磁場相對于導(dǎo)體運動，在導(dǎo)體中會產(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)體運動起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動．如右圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)動蹄形磁鐵時，線圈也跟著轉(zhuǎn)動起來，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是電磁驅(qū)動．電磁驅(qū)動的原因分析：當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量就發(fā)生變化，例如，線圈處于圖中所示的初始狀態(tài)時，穿過線圈的磁通量為零，蹄形磁鐵一轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量就增加了．根據(jù)楞次定律，此時線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻礙磁通量的增加，因而線圈會跟著一起轉(zhuǎn)動起來．132．電磁驅(qū)動14

磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是(

)A．防止渦流B．利用渦流C．起電磁阻尼的作用D．起電磁驅(qū)動的作用解析：線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，鋁框隨之轉(zhuǎn)動，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，就是渦流．渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來．所以，這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用．答案：BC14磁電式儀表的線圈通常用鋁框15變式遷移2．如右圖所示，讓一金屬圓盤接近磁鐵的兩極，但不接觸．使磁鐵轉(zhuǎn)動，圓盤也會跟著轉(zhuǎn)動．這種現(xiàn)象稱為“電磁驅(qū)動”．請你說明電磁驅(qū)動的原理．

解析：當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，圓盤上不同位置的磁通量發(fā)生變化，因而圓盤中會有渦流形成，該渦流的磁場阻礙磁通量的變化，使圓盤隨著磁鐵一起轉(zhuǎn)，但圓盤轉(zhuǎn)動速度比磁鐵慢．15變式遷移2．如右圖所示，讓一金屬圓盤接近第7節(jié)-渦流-電磁阻尼和電磁驅(qū)動課件171．(2011年寧夏銀川)電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物．下列相關(guān)的說法中正確的是(

)A．鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關(guān)B．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C．金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物D．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗解析：渦流是高頻交流電產(chǎn)生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故選項A正確B錯誤；電磁爐表面一般用絕緣材料制成，避免產(chǎn)生渦流，鍋體用金屬制成利用渦流加熱物體，故選項CD錯誤．答案：A基礎(chǔ)鞏固171．(2011年寧夏銀川)電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的18

5．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如下圖所示，拋物線的方程是y＝x2，下半部處在一個水平方向的勻強磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(圖中的虛線所示)，一個小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以初速度v沿拋物線下滑．假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是(

)A．mgb

B.mv2C．mg(b－a)D．mg(b－a)＋

mv2能力提升18能力提升19解析：金屬塊進出磁場時，由于渦流現(xiàn)象產(chǎn)生焦耳熱而使機械能減少．解答本題首先應(yīng)明確金屬塊的初、末狀態(tài)，然后根據(jù)金屬塊機械能的變化確定所產(chǎn)生的焦耳熱總量．金屬塊進出磁場時，會產(chǎn)生焦耳熱，損失機械能而使金屬塊所能達到的最高位置越來越低，當(dāng)金屬塊所能達到的最高位置為y＝a時，金屬塊不再進出磁場，不再產(chǎn)生焦耳熱．金屬塊機械能不再損失，在磁場中往復(fù)運動．由于金屬塊減少的動能和重力勢能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以Q＝|ΔEp＋ΔEk|＝mg(b－a)＋mv2.答案：D19解析：金屬塊進出磁場時，由于渦流現(xiàn)象產(chǎn)生焦耳熱而使機械能祝您學(xué)業(yè)有成祝您學(xué)業(yè)有成212122第7節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動電磁感應(yīng)1第7節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動電磁感應(yīng)232安全檢查報警器乘坐飛機的乘客登機前都要接受安全檢查．圖中是一種手持式安全檢查報警器，一靠近金屬體，它就會發(fā)出報警聲．這是為什么呢？原來，在報警器內(nèi)有一線圈，線圈中通有高頻電流，因此線圈周圍有著高頻的變化磁場．當(dāng)報警器靠近金屬體時，線圈的磁場在金屬體中感應(yīng)出渦電流，渦電流產(chǎn)生的磁場又會穿過線圈，改變線圈中的原磁場，使相關(guān)的電子線路產(chǎn)生報警聲．安全檢查報警器第7節(jié)-渦流-電磁阻尼和電磁驅(qū)動課件1．當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應(yīng)，附近的另一個線圈中會產(chǎn)生________，看起來像水中的漩渦，所以把它叫做________，簡稱________．2．當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是________，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．3．如果磁場相對導(dǎo)體運動，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流所受的安培力使導(dǎo)體運動起來．這種作用稱為________．1．感應(yīng)電流渦電流渦流2．阻礙導(dǎo)體的運動3．電磁驅(qū)動1．當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應(yīng)，附近的另一個線27628一、渦流1．定義：當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，把它叫做渦電流，簡稱渦流．2．產(chǎn)生：把金屬塊放在變化的磁場中，或讓它在磁場中運動時，金屬塊內(nèi)都會產(chǎn)生渦流．渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵守電磁感應(yīng)定律．3．特點：電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路，整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強．7一、渦流294．利用用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈，線圈中通入反復(fù)變化的電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流．渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化并達到很高的溫度．利用渦流冶煉的優(yōu)點是整個過程能在真空中進行，這樣就能防止空氣中的雜質(zhì)進入金屬，可以冶煉高質(zhì)量的合金．5．防止電動機、變壓器的線圈都繞在鐵芯上．線圈中流過變化的電流，在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱，浪費了能量，還可能損壞電器．因此，我們要想辦法減小渦流．途徑之一是增大鐵芯材料的電阻率，常用的鐵芯材料是硅鋼，它的電阻率比較大．另一個途徑就是用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯．84．利用30

如右圖所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放，向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是(

)A．A、B兩點在同一水平線

B．A點高于B點

C．A點低于B點

D．銅環(huán)將做等幅擺動解析：銅環(huán)在進入和穿出磁場的過程中，穿過環(huán)的磁通量發(fā)生變化，則環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故應(yīng)損耗一定的機械能．所以A點高于B點．答案：B9如右圖所示，在O變式遷移1.右圖是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈A是通高頻交變電流的線圈，B是自行車零件，a是待焊接口，焊接時接口兩端接觸在一起．當(dāng)A中通有交變電流時，B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得接口處金屬熔化焊接起來．

(1)試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關(guān)系？

(2)試解釋說明，為什么焊接過程中，接口a處被熔化而零件的其他部分并不很熱？變式遷移1.右圖是利用高頻交流電焊接自行車零32解析：(1)A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流I越大，所以電流熱功率P＝I2R也越大，焊接得越快．(2)B中各處電流大小相等，但接口a處電阻大，電流熱功率大，而其他部分電阻小，電流熱功率小，所以接口a處已被熔化而零件其他部分并不很熱．11解析：(1)A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越33二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動1．電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．說明：電磁阻尼在實際中有很多應(yīng)用，課本上講的使電學(xué)儀表的指針很快的停下來，就是電磁阻尼作用．電磁阻尼還常用于電氣機車的電磁制動器中．12二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動342．電磁驅(qū)動如果磁場相對于導(dǎo)體運動，在導(dǎo)體中會產(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)體運動起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動．如右圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)動蹄形磁鐵時，線圈也跟著轉(zhuǎn)動起來，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是電磁驅(qū)動．電磁驅(qū)動的原因分析：當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量就發(fā)生變化，例如，線圈處于圖中所示的初始狀態(tài)時，穿過線圈的磁通量為零，蹄形磁鐵一轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量就增加了．根據(jù)楞次定律，此時線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻礙磁通量的增加，因而線圈會跟著一起轉(zhuǎn)動起來．132．電磁驅(qū)動35

磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是(

)A．防止渦流B．利用渦流C．起電磁阻尼的作用D．起電磁驅(qū)動的作用解析：線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，鋁框隨之轉(zhuǎn)動，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，就是渦流．渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來．所以，這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用．答案：BC14磁電式儀表的線圈通常用鋁框36變式遷移2．如右圖所示，讓一金屬圓盤接近磁鐵的兩極，但不接觸．使磁鐵轉(zhuǎn)動，圓盤也會跟著轉(zhuǎn)動．這種現(xiàn)象稱為“電磁驅(qū)動”．請你說明電磁驅(qū)動的原理．

解析：當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，圓盤上不同位置的磁通量發(fā)生變化，因而圓盤中會有渦流形成，該渦流的磁場阻礙磁通量的變化，使圓盤隨著磁鐵一起轉(zhuǎn)，但圓盤轉(zhuǎn)動速度比磁鐵慢．15變式遷移2．如右圖所示，讓一金屬圓盤接近第7節(jié)-渦流-電磁阻尼和電磁驅(qū)動課件381．(2011年寧夏銀川)電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物．下列相關(guān)的說法中正確的是(

)A．鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關(guān)B．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C．金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物D．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗解析：渦流是高頻交流電產(chǎn)生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故選項A