§3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動第二章電磁感應(yīng)高中物理(人教版2019)選擇性必修第二冊新課引入

在電磁爐的爐盤下有一個線圈。電磁爐工作時，它的盤面并不發(fā)熱，在爐盤上面放置鐵鍋，鐵鍋會發(fā)熱。你知道這是為什么嗎?2.麥克斯韋電磁理論：變化的磁場激發(fā)感生電場力自由電荷形成閉合導(dǎo)體感應(yīng)電流（非靜電力）產(chǎn)生感生電動勢電磁感應(yīng)中的感生電場一1.感生電動勢：由磁場本身變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。感生電場——電子感應(yīng)加速器1.構(gòu)造：電磁鐵N、S極、環(huán)形真空室、電子槍。電磁感應(yīng)中的感生電場一真空室ii思考與討論：

當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與如圖所示方向一致時，電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電子加速？穿過真空室內(nèi)磁場的方向由圖知電子沿什么方向運動要使電子沿此方向加速，感生電場的方向如何由感生電場引起的磁場方向如何豎直向上逆時針順時針原磁場在增強，即電流在增大。2.原理：向下——電子感應(yīng)加速器電磁感應(yīng)中的感生電場一3.特點：——電子感應(yīng)加速器電磁感應(yīng)中的感生電場一問題（1）：電子在真空環(huán)中為什么能做圓周運動？問題（2）：感生電場有何特點？電磁爐加熱觀察與思考鑷子為什么會變紅？渦流二1.定義：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，當(dāng)磁場變化時，導(dǎo)體中的自由電子就會在感生電場的作用下定向移動從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流是像旋渦一樣的閉合的曲線，我們把它叫渦電流，簡稱渦流。若金屬電阻率很小，則渦流往往很強，產(chǎn)生的熱量很多。

2.特點：渦流二3.渦流熱效應(yīng)：真空冶煉爐，高頻焊接，電磁爐。

電磁爐的臺面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈，當(dāng)通上交替變化極快的交流電時，在臺板與鐵鍋底之間產(chǎn)生強大的交變的磁場，磁感線穿過鍋體，使鍋底產(chǎn)生強渦流，當(dāng)渦流受材料電阻的阻礙時，就放出大量的熱量，將飯菜煮熟。渦流二4.渦流磁效應(yīng)：探雷器、金屬探測器、安檢門等。探雷器的長柄線圈中，通有變化的電流，在其周圍就產(chǎn)生變化的磁場。埋在地下的金屬物品，由于電磁感應(yīng)而形成渦流，渦流的磁場反過來又作用于線圈，使儀器報警。渦流二危害：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。防止（減少渦流的途徑）：①增大鐵芯材料的電阻率，常用的材料是硅鋼。②用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。5.渦流的危害與防止：思考與討論1

一個單匝線圈落入磁場中，分析它在圖示位置時感應(yīng)電流的方向和所受安培力的方向。安培力對線圈的運動有什么影響？

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。思考與討論2＋FAFA如圖所示，磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，指針也固定在鋁框上。假定儀表工作時指針向右轉(zhuǎn)動，鋁框中的感應(yīng)電流沿什么方向？由于鋁框轉(zhuǎn)動時其中有感應(yīng)電流，鋁框要受到安培力。安培力是沿什么方向的？安培力對鋁框的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生什么影響？電磁阻尼三1.現(xiàn)象：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。2.應(yīng)用：磁電式儀表汽車的電磁制動做一做：取一只微安表，用手晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況。用導(dǎo)線把微安表的兩個接線柱連在一起如圖所示，再次晃動表殼，表針相對表盤的擺動情況與剛才有什么不同？電磁阻尼三

因內(nèi)部有磁體，有線圈。把接線柱連在一起，線圈在擺動的時候就產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受安培力作用可以阻礙線圈的擺動，使指針迅速停止擺動，保護游絲，指針。做一做：取一只微安表，用手晃動表殼，觀察表針相對表盤擺動的情況。用導(dǎo)線把微安表的兩個接線柱連在一起如圖所示，再次晃動表殼，表針相對表盤的擺動情況與剛才有什么不同？電磁阻尼三電磁驅(qū)動四1.現(xiàn)象：磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(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，安培力使導(dǎo)體跟著磁場轉(zhuǎn)動，這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動。2.應(yīng)用：交流感應(yīng)電動機等。連接到三相電源時能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場一種交流感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)電磁驅(qū)動四實驗現(xiàn)象與解釋

當(dāng)磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動時，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而運動起來的現(xiàn)象。線圈轉(zhuǎn)動與磁鐵同向，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵，即同向異步。電磁驅(qū)動四電磁驅(qū)動四3.電磁阻尼與電磁驅(qū)動的區(qū)別和聯(lián)系電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由導(dǎo)體在磁場中運動形成由磁場運動形成效果安培力的方向與導(dǎo)體運動方向相反，為阻力安培力的方向與導(dǎo)體運動方向相同，為動力能量轉(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)體的機械能相同點兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體受到的安培力都是阻礙導(dǎo)體與磁場的相對運動課堂小結(jié)渦流電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動電磁阻尼電磁驅(qū)動課堂練習(xí)1.下列關(guān)于電磁現(xiàn)象的說法中，正確的是（）A．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成是為了增大渦流B．搬運電流表時將正負接線柱用導(dǎo)線連在一起是利用了電磁阻尼的原理C．機場用于安全檢查的安全門能夠檢查出毒販攜帶的毒品D．搖動手柄使蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，鋁框會和磁鐵同向轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)得比磁鐵快課堂練習(xí)2.如圖所示，“中國第一高樓”上海中心大廈上的阻尼器，該阻尼器首次采用了電渦流技術(shù)，底部附著永磁鐵的質(zhì)量塊擺動通過導(dǎo)體板上方時，導(dǎo)體板內(nèi)產(chǎn)生渦流。關(guān)于阻尼器，下列說法正確的是（

）A．阻尼器擺動時產(chǎn)生的渦流源于外部電源供電B．阻尼器最終將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．風(fēng)速越大，導(dǎo)體板中磁通量變化率越小D．阻尼器擺動時產(chǎn)生的渦流源于電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象3．電磁爐是利用電磁感應(yīng)加熱原理制成的電氣烹飪器具，如圖所示是電磁爐的工作示意圖，它不用明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱量直接在鍋底產(chǎn)生，因此熱效率得到了