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1、涡流、电磁阻尼和电磁驱动学习目标 1.了解涡流是怎样产生的。2.了解涡流现象的利用和危害。3.通过对涡流实例的分析,了解涡流现象在生活和生产中的应用。4.了解电磁阻尼和电磁驱动。知识梳理 1.涡流(1)定义:当线圈中的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生① 感应电流 ,由于电流在导体内自成闭合电路,很像水中的漩涡,因此叫作涡流。 (2)特点:若金属的电阻率小,涡流往往② 很强 ,产生的热量③ 很多 。 (3)应用:①涡流热效应的应用:如④ 真空冶炼炉 。 ②涡流磁效应的应用:如⑤ 探雷器 、⑥ 安检门 。 (
2、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⑦ 电阻率 。 ②途径二:用相互绝缘的⑧ 硅钢片 叠成的铁芯代替整块硅铁芯。 2.电磁阻尼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⑨ 阻碍 (填“促进”或“阻碍”)导体的运动,这种现象称为电磁阻尼。 3.电磁驱动当磁场相对于导体运动时,在导体中会产生感应电流,感应电流会使导体受到安培力,安培力使导体⑩ 运动起来 (填“保持静止”或“运动起来”),这种作用常常称为电磁驱动。 新知探究 主题1:涡流
3、的产生(1)涡流的产生机理是什么?(2)为什么变压器、电动机的铁芯都不是整块金属,而是由许多薄片叠合而成的?(3)涡流是否遵循法拉第电磁感应定律? 主题2:电磁阻尼、电磁驱动(重点探究)(1)阅读教材中的“思考与讨论”,回答下列问题。①如图甲所示,一个单匝线圈落入磁场中,分析它在图示位置时感应电流的方向和所受安培力方向。安培力对线圈的运动有什么影响?②磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,如图乙所示。假定仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流沿什么方向?由于铝框转动时其中有感应电流,铝框要受到安培力,安培
4、力沿什么方向?安培力对铝框的转动产生什么影响?使用铝框做线圈骨架有什么好处? (2)阅读教材中“演示”的相关内容,回答下面问题。如图所示,一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间,蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO'轴转动。当转动蹄形磁铁时,观察线圈的运动。怎样解释线圈的运动? 主题3:电磁阻尼和电磁驱动的区别(1)电磁阻尼、电磁驱动中感应电流的成因有何区别?(2)电磁阻尼和电磁驱动中安培力的效果有何不同?(3)电磁阻尼和电磁驱动中能量转化情况有何不同?自我测评1.下列关于涡流的说法正确的是( )。A.涡流跟平时常见的感应电
5、流一样,都是因为穿过导体的磁通量发生变化而产生的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2.涡流会使金属发热,人们利用这个原理制成了电磁灶。关于电磁灶,下列说法正确的是( )。A.电磁灶都是用高频交流电工作的B.高频电磁灶有加热线圈,可以通过热传导将热能传导给锅体及锅内食物C.电磁灶和微波炉是一个道理,工作原理是一样的D.无论哪种电磁灶,都是利用涡流原理工作的3.如图所示,四根等长的铝管和铁块(其中C中铝管不闭合,其他两根铝管及铁管均闭合)竖直放置在同一
6、竖直平面内,分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放,忽略空气阻力,则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是( )。A.tA>tB=tC=tD B.tC=tA=tB=tDC.tC>tA=tB=tDD.tC=tA>tB=tD4.有一个铜盘,轻轻拨动它,它就能长时间地绕轴自由转动,如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘,但并不与铜盘接触(如图所示),铜盘就能在较短的时间内停止。分析这个现象产生的原因。 拓展一、涡流的应用1.高频焊接原理示意图如图所示,给线圈通以高频交流电,在
7、金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接,要使焊接处产生的热量较大可采用( )。A.增大交变电流的电压B.增大交变电流的频率C.增大焊接缝的接触电阻D.减小焊接缝的接触电阻 拓展二、电磁阻尼的分析及应用2.磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上的,铝框( )。A.是为防止涡流而设计的B.是为利用涡流而设计的C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用参考答案课时4.6 涡流、电磁阻尼和电磁驱动知识体系梳理①感应电流 ②很强 ③很多 ④真空冶炼炉 ⑤探雷器 ⑥安检门 ⑦电阻率 ⑧硅钢片 ⑨阻碍 ⑩运动
8、起来重点难点探究主题1:(1)处在磁场中的导体,只要磁场变化就会引起导体中的磁通量变化,导体中就有感应电动势,这一电动势在导体内部构成回路,导体内就有感应电流。因为这种电流像水中的漩涡,所以称为涡流。在大块的金属内部,由于金属块的电阻很小,所以涡电流很大,能够产生很大的热量。严格地说,在变化的磁场中的一
