2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2讲义：第四章 第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 Word版含解析.pdf

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1、第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动涡流[探新知·基础练]1．涡流定义由于电磁感应，在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流。2．特点若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生的热量很多。3．应用(1)涡流热效应：如真空冶炼炉。(2)涡流磁效应：如探雷器、安检门。4．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：增大铁芯材料的电阻率。(2)途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．涡流也是一种感应电流。()2．导体中有涡流时，导体本身会产热。()3．利用涡流制成的探雷器无法探出“石雷”。()答案：1.√2.

2、√3.√[释疑难·对点练]1．涡流的产生涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象。当导体处在变化的磁场中，或者导体在非匀强磁场中运动时，导体内部可以等效成许许多多的闭合电路。当穿过这些闭合电路的磁通量变化时，在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流，即导体内部产生了涡流。2．涡流的特点当电流在金属块内自成闭合回路(产生涡流)时，由于整块金属的电阻很小，涡流往往很强，根据公式P＝I2R知，热功率的大小与电流的平方成正比，故金属块的发热功率很大。3．涡流的防止电动机、变压器的线圈中有变化的电流，因而在铁芯中产生了涡流，不仅浪费了能量，还可能损坏电器，因此，要想办法减小涡流。为了达到减小涡流的目的

3、，采用了电阻率大的硅钢做铁芯的材料，并把硅钢做成彼此绝缘的薄片，这样，就大大减小了涡流。4．涡流的利用用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中就产生涡流。涡流产生的热量使金属达到很高的温度并熔化。利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金。[试身手]1．下列应用与涡流无关的是()A．高频感应冶炼炉B．汽车的电磁式速度表C．家用电度表D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流解析：选D高频感应冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内的金属中产生涡流；汽车的电磁式速度表即磁电式电流表，指针摆

4、动时，铝框骨架中产生涡流；家用电度表(转盘式)的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，应选D。电磁阻尼和电磁驱动[探新知·基础练]1．电磁阻尼(1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体运动的现象。(2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止到某位置，便于读数。2．电磁驱动(1)概念：磁场相对导体转动时，导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来的现象。(2)应用：交流感应电动机。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律。()2．电磁阻尼发生的过程

5、中，存在机械能向内能的转化。()3．电磁驱动时，被驱动的导体中有感应电流。()答案：1.√2.√3.√[释疑难·对点练]电磁阻尼与电磁驱动的比较电磁阻尼电磁驱动由于磁场运动引起磁通量的变化成由于导体在磁场中运动而产生感而产生感应电流，从而使导体受到因应电流，从而使导体受到安培力安培力效安培力的方向与导体运动方向相导体受安培力的方向与导体运动不同点果反，阻碍导体运动方向相同，推动导体运动由于电磁感应，磁场能转化为电能量导体克服安培力做功，其他形式的能，通过安培力做功，电能转化为转化能转化为电能，最终转化为内能导体的机械能，而对外做功两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起

6、感应电相同点流的导体与磁场间的相对运动[特别提醒]电磁阻尼与电磁驱动现象中安培力的作用效果均为阻碍相对运动，应注意电磁驱动中，导体的运动速度要小于磁场的运动速度。[试身手]2.如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则()A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁大C．线圈转动时将产生感应电流D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda解析：选C当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故C对；当线圈相对磁铁转过90°时，其感应电流方向不再是abcda，D错；由楞次定律的推广含

7、义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度。如果两者的角速度相同，磁感线与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产生，故A、B错。涡流的理解与应用[典例1](多选)如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是()A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快B．电