物理浙江選修32課件第四章電磁感應(yīng)第7課時(shí).pptx

第7課時(shí)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng),研究選考把握考情,知識(shí)點(diǎn)一渦流,基礎(chǔ)梳理,1.定義：用整塊金屬材料作鐵芯繞制的線圈，當(dāng)線圈中通有_的電流時(shí)，變化的電流會(huì)產(chǎn)生變化的_，變化的磁場(chǎng)穿過(guò)_，整個(gè)鐵芯會(huì)自成回路，產(chǎn)生_，這種電流看起來(lái)像水中的旋渦，把這種電流叫做渦電流，簡(jiǎn)稱渦流。,變化,磁場(chǎng),鐵芯,感應(yīng)電流,2.應(yīng)用(1)渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用，如_。(2)渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用，如_。3.防止：電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止渦流過(guò)大而導(dǎo)致浪費(fèi)能量，損壞電器。(1)途徑一：增大鐵芯材料的_。(2)途徑二：用互相絕緣的_疊成的鐵芯代表整塊硅鋼鐵芯。,真空冶煉爐,探雷器,電阻率,硅鋼片,1.對(duì)渦流的理解：(1)本質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)條件：穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化，并且金屬塊本身構(gòu)成閉合回路。(3)特點(diǎn)：整個(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小，感應(yīng)電流很大。故金屬塊的發(fā)熱功率很大。2.產(chǎn)生渦流的兩種情況：(1)塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中；(2)塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。,要點(diǎn)精講,3.產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(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。例如，金屬塊放在了變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)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。,【例1】光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖1所示，拋物線的方程為yx2，其下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是ya的直線(如圖中的虛線所示)。一個(gè)小金屬塊從拋物線上yb(ba)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)曲面足夠長(zhǎng)，則金屬塊在曲面上滑動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是(),圖1,答案D,名師點(diǎn)睛部分同學(xué)在處理此題時(shí)誤認(rèn)為金屬最終停在O點(diǎn)，原因是沒(méi)有認(rèn)識(shí)到金屬塊只在進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生焦耳熱，當(dāng)金屬塊整體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生渦流，所以不損失機(jī)械能。,【跟蹤訓(xùn)練】如圖所示，A、B兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在軟鐵上，C、D兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在有機(jī)玻璃上，則能產(chǎn)生渦流的是(),解析只有穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化，才產(chǎn)生渦流，B是直流電源不能產(chǎn)生渦流，C、D不是導(dǎo)體，故只有A能產(chǎn)生渦流。答案A,知識(shí)點(diǎn)二電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng),1.電磁阻尼(1)定義：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，_電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是_導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。(2)應(yīng)用：磁電式儀表中利用電磁阻尼使指針迅速停止，便于讀數(shù)。2.電磁驅(qū)動(dòng)(1)定義：磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到_的作用，使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)。(2)應(yīng)用：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。,基礎(chǔ)梳理,感應(yīng),阻礙,安培力,要點(diǎn)精講,要點(diǎn)1電磁阻尼的產(chǎn)生原理和應(yīng)用(1)產(chǎn)生：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(chǎng)中就要受到安培力的作用，根據(jù)楞次定律，安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生電磁阻尼。任何在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，只要給感應(yīng)電流提供回路，就會(huì)存在電磁阻尼作用。,(2)應(yīng)用舉例：使用磁電式電表進(jìn)行測(cè)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(lái)，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(lái)回?cái)[動(dòng)，不易穩(wěn)定下來(lái)。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，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)電磁阻尼這一原理制成的。,【例2】如圖2所示，條形磁鐵用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)。O點(diǎn)正下方固定一個(gè)水平放置的鋁線圈。讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(),圖2A.磁鐵左右擺動(dòng)一次，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變2次B.磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁場(chǎng)的斥力作用C.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力D.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力有時(shí)是阻力，有時(shí)是動(dòng)力,解析磁鐵向下擺動(dòng)時(shí)，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(從上面看)，并且磁鐵受到感應(yīng)電流對(duì)它的作用力為阻力，阻礙它靠近；磁鐵向上擺動(dòng)時(shí)，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(從上面看)，磁場(chǎng)受感應(yīng)電流對(duì)它的作用力仍為阻力，阻礙它遠(yuǎn)離，所以磁場(chǎng)在左右擺動(dòng)一次過(guò)程中，電流方向改變3次，感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力，只有C項(xiàng)正確。答案C,名師點(diǎn)睛電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流所受的安培力總是阻礙導(dǎo)體和磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。,要點(diǎn)2對(duì)電磁驅(qū)動(dòng)原理的分析,當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量就發(fā)生變化。例如，線圈處于圖3所示的初始位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為0，蹄形磁鐵一轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)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，因而線圈會(huì)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速，即同向異步。,圖3,【例3】甲、乙兩個(gè)完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO旋轉(zhuǎn)，當(dāng)給以相同的初始角速度開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于阻力，經(jīng)相同的時(shí)間后便停止；若將環(huán)置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且大小相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，如圖4所示，當(dāng)甲、乙兩環(huán)同時(shí)以相同的角速度開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，則下列判斷正確的是(),圖4,A.甲環(huán)先停B.乙環(huán)先停C.兩環(huán)同時(shí)停下D.無(wú)法判斷兩環(huán)停止的先后順序解析乙環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而甲環(huán)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故乙環(huán)先停下來(lái)，選項(xiàng)B正確。答案B,1.如圖5所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，則小球的材料可能是(),圖5A.鐵B.木C.銅D.鋁解析小球做減速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明小球受到安培力的阻礙作用，即小球內(nèi)產(chǎn)生了渦流，顯然B不滿足條件。若小球材料是鐵則會(huì)被磁化，應(yīng)做加速運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤，C、D正確。答案CD,2.關(guān)于電磁驅(qū)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(),A.磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)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(lái)，這種作用稱為電磁驅(qū)動(dòng)B.在電磁驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)安培力做功使電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能C.在電磁驅(qū)動(dòng)中，主動(dòng)部分與被動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)(或轉(zhuǎn)動(dòng))方向相反D.電磁驅(qū)動(dòng)是由于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)引起磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力的作用而運(yùn)動(dòng)解析根據(jù)電磁驅(qū)動(dòng)的定義可知，選項(xiàng)A、B、D正確；在電磁驅(qū)動(dòng)中，主動(dòng)部分與被動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)(或轉(zhuǎn)動(dòng))方向相同，且被動(dòng)部分的速度(或角速度)較小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案ABD,3.關(guān)于電磁阻尼，下列說(shuō)法正確的是(),A.當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為電磁阻尼B.磁電式儀表正是利用電磁阻尼的原理使指針迅速停下來(lái)，從而便于讀數(shù)C.電磁阻尼是導(dǎo)體因感應(yīng)電流受到的安培力對(duì)導(dǎo)體做負(fù)功，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)D.電磁阻尼現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但分析時(shí)同樣遵循楞次定律解析根據(jù)電磁阻尼的定義知，選項(xiàng)A、B、C正確；電磁阻尼現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，分析時(shí)不僅遵循楞次定律，同樣也遵循法拉第電磁感應(yīng)定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案ABC,4.如圖6所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)。從上向下看，當(dāng)磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則(),A.線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁鐵小C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生變化的電流D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的方向始終是abcda,圖