4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动ppt课件
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1、,第四章电磁感应,7涡流、电磁阻尼和电磁驱动,学科素养与目标要求,物理观念:,1.了解涡流的产生、利用和危害. 2.知道电磁驱动和电磁阻尼的原理及应用.,科学思维:,通过电磁驱动和电磁阻尼的实例分析,体会电磁驱动和电磁阻尼的产生机制,能分析电磁驱动和电磁阻尼的作用.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.涡流:当线圈中的 时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体中组成闭合回路,很像 ,所以把它叫做涡电流,简称 . 2.涡流大小的决定因素:磁场变化越 ( 越 ),导体的横截面积S越
2、 ,导体材料的电阻率越 ,形成的涡流就越大.,一、涡流,电流随时间变化,水中的旋涡,涡流,快,大,大,小,当导体在 运动时,导体中产生的感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是 导体的运动,这种现象称为电磁阻尼.,二、电磁阻尼,磁场中,阻碍,若磁场相对导体运动,在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,这种作用常常称为电磁驱动.,三、电磁驱动,安培,力,安培力,即学即用,判断下列说法的正误. (1)导体中有涡流时,导体没有和其他元件组成闭合回路,故导体不会发热. () (2)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律.() (3)电磁阻尼发生的过程,存在机械能向内能的转
3、化.() (4)电磁驱动中有感应电流产生,电磁阻尼中没有感应电流产生.(),重点探究,一、涡流,如图所示,线圈中的电流随时间变化时,导体中有感应电流吗?如果有,它的形状像什么?,导学探究,答案有.变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生感生电场,使导体中的自由电子发生定向移动,产生感应电流,它的形状像水中的旋涡,所以把它叫做涡电流,简称涡流.,1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中. (2)块状金属进出磁场或在变化的磁场中运动. 2.产生涡流时的能量转化 (1)金属块在变化的磁场中,磁场能转化为电能,最终转化为内能. (2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,由于克服安培力做功
4、,金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能.,知识深化,3.涡流的应用与防止 (1)应用:真空冶炼炉、探雷器、安检门等. (2)防止:为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流,常用电阻率较大的硅钢做材料,而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.,例1(多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中,如图1所示为一手持式封口机,它的工作原理是:当接通电源时,内置线圈产生磁场,当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生大量小涡流,致使铝箔自行快速发热,熔化复合在铝箔上的溶胶,从而粘贴在待封容器的封口处,达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是 A.封口材料可用普通
5、塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高,可适当减小所通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口,但不适用于金属容器,图1,解析由于封口机利用了电磁感应原理,故封口材料必须是金属类材料,而且电源必须是交流电源,A、B错误; 减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量,即控制温度,C正确; 封口材料应是金属类材料,但对应被封口的容器不能是金属,否则同样会被熔化,只能是玻璃、塑料等材质,D正确.,例2(多选)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.机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测
6、人身携带的金属物品 C.变压器的铁芯不做成整块,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,解析电磁炉是采用电磁感应原理,在金属锅上产生涡流,使锅体发热从而加热食物的,属于涡流的应用;安检门是利用涡流工作的;变压器的铁芯不做成整块,而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成,是为了减小变压器铁芯内产生的涡流,属于涡流的防止;变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层,是为了减小变压器铁芯内产生的涡流,属于涡流的防止.故C、D正确.,二、电磁阻尼,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁.将磁铁托起到某一高度后放开,磁铁能上下振动较长时间才停下来.如果在磁铁下端放一个固
7、定的闭合线圈,使磁铁上下振动时穿过它(如图所示),磁铁就会很快停下来,解释这个现象.,导学探究,答案当磁铁穿过固定的闭合线圈时,在闭合线圈中会产生感应电流,感应电流的磁场会阻碍磁铁靠近或离开线圈,也就使磁铁振动时除了受空气阻力外,还要受到线圈的磁场阻力,克服阻力需要做的功较多,机械能损失较快,因而会很快停下来.,1.闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时,导体在磁场中就要受到安培力的作用,根据楞次定律,安培力总是阻碍导体的运动,于是产生电磁阻尼现象. 2.电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象,任何在磁场中运动的导体,只要给感应电流提供回路,就会存在电磁阻尼作用.,知识深化,例3扫描隧道
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