渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)_第1頁
渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)_第2頁
渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)_第3頁
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渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)_第5頁
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第7節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!1.定義當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí),線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路,很像水中的旋渦,所以把它叫做渦電流,簡稱渦流.教材要點(diǎn)解讀對應(yīng)學(xué)生用書P25渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!2.渦流產(chǎn)生的條件渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,渦流產(chǎn)生的條件是穿過導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化,并且導(dǎo)體本身可自行構(gòu)成閉合回路.同時(shí),因?yàn)檎麄€(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小,所以感應(yīng)電流很大,就像水中的旋渦.3.可以產(chǎn)生渦流的兩種情況(1)把塊狀金屬放在變化的磁場中.(2)讓塊狀金屬進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng).渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!5.能量轉(zhuǎn)化伴隨著渦流現(xiàn)象,其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.如果金屬塊放在了變化的磁場中,則磁場能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;如果金屬塊進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng),則由于克服安培力做功,金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!元貝駕考.元貝駕考2016科目一科目四

駕考寶典網(wǎng)./駕考寶典2016科目一科目四渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!(3)渦流的利用用來冶煉合金的真空冶煉爐,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(dá)到很高的溫度.利用渦流冶煉金屬的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)過程能在真空中進(jìn)行,這樣就能防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入金屬,可以冶煉高質(zhì)量的合金.為了增大渦流,達(dá)到快速熔化金屬的目的,在線圈中通入高頻交變電流,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,電流變化快,得到的感應(yīng)電動(dòng)勢就大,渦流就強(qiáng).家用電磁爐也是利用渦流工作的.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!1.定義閉合回路的部分導(dǎo)體在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),導(dǎo)體在磁場中就要受到磁場力的作用,根據(jù)楞次定律,磁場力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng),這就是電磁阻尼.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!1.定義磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中產(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,這種作用稱為電磁驅(qū)動(dòng).2.應(yīng)用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī).渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!楞次定律的一種理解是阻礙相對運(yùn)動(dòng),從而阻礙磁通量的增加,磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),相對于線圈轉(zhuǎn)動(dòng),所以線圈也同方向轉(zhuǎn)動(dòng),從而“阻礙”這種相對運(yùn)動(dòng),電磁驅(qū)動(dòng)也可以用楞次定律來解釋.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!(1)電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,都遵循楞次定律;(2)電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象中安培力的作用效果都是阻礙相對運(yùn)動(dòng),應(yīng)注意電磁驅(qū)動(dòng)中阻礙的結(jié)果,導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度仍要小于磁場的運(yùn)動(dòng)速度.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!A.電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高得越快B.電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高得越快C.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!【方法總結(jié)】(1)分析渦流現(xiàn)象一般運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律.(2)導(dǎo)體內(nèi)部可以等效為許多閉合電路.(3)金屬內(nèi)部發(fā)熱的原理為電流的熱效應(yīng).渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!答案:D渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!【分析】

電磁阻尼現(xiàn)象中要抓住兩點(diǎn),一是金屬能夠自身形成閉合回路,二是磁通量要發(fā)生變化,形成渦流,阻礙相對運(yùn)動(dòng).【解析】

銅球進(jìn)磁場和出磁場的過程中,都有渦流產(chǎn)生,阻礙銅球的擺動(dòng),從而有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A點(diǎn)高于B點(diǎn),最終銅球?qū)⒃诖艌鲋凶龅确鶖[動(dòng).故選B.【答案】

B渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁! 如圖所示,一個(gè)閉合的矩形金屬框與一根絕緣輕桿B相連,輕桿上端O點(diǎn)是一個(gè)固定轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸與線框平面垂直,線框靜止時(shí)恰位于蹄形磁鐵的正中央,線框平面與磁感線垂直.現(xiàn)讓線框沿垂直磁場方向擺動(dòng),在左右擺動(dòng)過程中,線框受到磁場力的方向是()渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!解析:從阻礙相對運(yùn)動(dòng)的角度來看,由于磁通量的變化是由線框和磁場間做相對運(yùn)動(dòng)引起的,因此感應(yīng)電流的磁場總是阻礙線框相對磁場的運(yùn)動(dòng).要阻礙相對運(yùn)動(dòng),磁場對線框因產(chǎn)生感應(yīng)電流而產(chǎn)生的作用力——安培力一定和相對運(yùn)動(dòng)的方向相反,即線框向左擺動(dòng)時(shí)受力方向向右,線框向右擺動(dòng)時(shí)受力方向向左.所以B正確.答案:B渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!(1)螺線管A將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?(2)全過程中整個(gè)電路所消耗的電能.【分析】

磁鐵B相對線圈運(yùn)動(dòng).產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)作用,并且整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中能量守恒.【解析】

(1)磁鐵B向右運(yùn)動(dòng)時(shí),螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)作用,使得螺線管A向右運(yùn)動(dòng).渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!【方法總結(jié)】電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中阻礙相對運(yùn)動(dòng)的又一個(gè)特例,正是這種作用實(shí)現(xiàn)了通過磁體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致線圈向同一方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象.分析的依據(jù)仍舊是電磁感應(yīng)的規(guī)律和力學(xué)知識的結(jié)合.電磁驅(qū)動(dòng)的分析方法是:(1)運(yùn)用電磁感應(yīng)定律分析產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)的原因;(2)運(yùn)用楞次定律分析產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)的力的方向;(3)從受力角度和能量角度分析導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!解析:根據(jù)楞次定律的推廣“來拒去留”,當(dāng)兩磁鐵靠近線圈時(shí),線圈中感應(yīng)電流的磁場要阻礙其靠近,線圈有向右移動(dòng)的趨勢,受木板的摩擦力向左;當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離時(shí),線圈中感應(yīng)電流的磁場要阻礙其遠(yuǎn)離,線圈仍有向右移動(dòng)的趨勢,受木板的摩擦力方向仍是向左的,故D正確.答案:D渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!解析:根據(jù)渦流的產(chǎn)生原因知:渦流就是平時(shí)常見的感應(yīng)電流,是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的,所以A正確,B錯(cuò)誤;渦流和其他電流一樣,也有熱效應(yīng)和磁效應(yīng),C錯(cuò)誤;硅鋼的電阻率大,產(chǎn)生的渦流較小,不是不能產(chǎn)生渦流,D錯(cuò)誤.答案:A渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!4.渦流的特點(diǎn)當(dāng)電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路時(shí)(產(chǎn)生渦流時(shí)),由于整塊金屬的電阻很小,故渦流往往很強(qiáng),根據(jù)公式P=I2R知,熱功率的大小與電流的平方成正比,故金屬塊的發(fā)熱功率很大.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!6.渦流的危害、防止及利用(1)渦流的危害在各種電機(jī)、變壓器中,渦流是非常有害的.首先它會(huì)使鐵芯的溫度升高,從而危及線圈絕緣材料的壽命,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使材料報(bào)廢;其次渦流發(fā)熱要消耗額外的能量,使電機(jī)、變壓器的效率降低.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!(2)渦流的防止為了減少渦流,變壓器、電機(jī)里的鐵芯不是由整塊的鋼鐵制成的,而是用薄薄的硅鋼片疊合而成的.一方面硅鋼片的電阻率比一般鋼鐵的要大,從而減少損耗;另一方面,每層硅鋼片之間都是絕緣的,阻斷了渦流的通路,進(jìn)一步減小了渦流的發(fā)熱.計(jì)算表明:渦流的損耗與硅片的厚度的平方成正比.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!2.應(yīng)用電磁阻尼有不少應(yīng)用.例如:使用磁電式電表進(jìn)行測量時(shí),總希望指針擺到所示值的位置時(shí)便迅速地穩(wěn)定下來,以便讀數(shù).由于指針轉(zhuǎn)軸的摩擦力矩很小,若不采取其他措施,線圈及指針將會(huì)在所示值附近來回?cái)[動(dòng),不易穩(wěn)定下來.為此,許多電表把線圈繞在閉合的鋁框上,當(dāng)線圈擺動(dòng)時(shí),在閉合的鋁框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而獲得電磁阻尼力矩,以使線圈迅速穩(wěn)定在所示值的位置.電氣列車中的電磁制動(dòng)器也是根據(jù)電磁阻尼這一道理制成的.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!3.電磁驅(qū)動(dòng)的形成原因如圖,當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量就發(fā)生變化,例如線圈處于如圖所示的初始狀態(tài)時(shí),穿過線圈的磁通量為零,當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量就增加了,根據(jù)楞次定律,此時(shí)線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生,以阻礙磁通量的增加,因而線圈在安培力作用下會(huì)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!4.電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場中運(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)體受到安培力效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反,阻礙物體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體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)能量轉(zhuǎn)化導(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),磁場能轉(zhuǎn)化為電能,通過安培力做功,電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能,從而對外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,都遵循楞次定律,都是安培力阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場間的相對運(yùn)動(dòng)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!解題方法指導(dǎo)對應(yīng)學(xué)生用書P26 如圖所示是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻變化的電流時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量,將金屬熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少.以下說法正確的是()渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!【解析】

電流的頻率越高,待焊工件中磁通量的變化率越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大,感應(yīng)電流I越大,所以電流熱功率P=I2R也越大,溫度升高越快,待焊工件中各處電流大小相等,但焊縫處電阻大,電流熱功率大,而其他部分電阻小,電流熱功率?。敬鸢浮?/p>

AD渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁! 如圖所示,在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場,銅球在A點(diǎn)由靜止釋放,向右擺至最高點(diǎn)B,不考慮空氣阻力,則下列說法正確的是()A.A、B兩點(diǎn)在同一水平線上B.A點(diǎn)高于B點(diǎn)C.A點(diǎn)低于B點(diǎn)D.銅球?qū)⒆龅确鶖[動(dòng)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!【方法總結(jié)】電磁阻尼現(xiàn)象作為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一個(gè)特例,可以用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律分析,“阻尼”也就是感應(yīng)電流的效果阻礙相對運(yùn)動(dòng),從而出現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化.電磁阻尼現(xiàn)象的分析方法:(1)運(yùn)用楞次定律分析導(dǎo)體的受力情況;(2)運(yùn)用力學(xué)知識和能量守恒定律分析導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況和能量轉(zhuǎn)化情況.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!A.向左擺動(dòng)的過程中,受力方向向左;向右擺動(dòng)的過程中,受力方向向右B.向左擺動(dòng)的過程中,受力方向向右;向右擺動(dòng)的過程中,受力方向向左C.向左擺動(dòng)的過程中,受力方向先向左后向右;向右擺動(dòng)的過程中,受力方向先向右后向左D.?dāng)[動(dòng)過程中始終不受力渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁! 如圖所示,光滑弧形軌道和一足夠長的光滑水平軌道相連,水平軌道上方有一足夠長的金屬桿,桿上掛有一光滑螺線管A.在弧形軌道上高為h的地方,無初速釋放一磁鐵B(可視為質(zhì)點(diǎn)),B下滑至水平軌道時(shí)恰好沿螺線管A的中心軸運(yùn)動(dòng),設(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m,若最終A、B速度分別為vA、vB.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)共39頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁! 如圖所示,矩形線圈放置在水平薄木板上,有兩塊相同的蹄形磁鐵,四個(gè)磁極中兩相鄰磁極之間的距離相等,當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過線圈時(shí),線圈仍靜止

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