人教版選修二 第三節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動

第二章

電磁感應(yīng)2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動現(xiàn)象1：隔空熔鐵現(xiàn)象2：時(shí)空隧道現(xiàn)象3：念力移物麥克斯韋（1831-1879）磁場變化時(shí)會在周圍空間激發(fā)一種電場——感生電場閉合導(dǎo)體中的自由電荷在這種電場中做定向運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流（感生電動勢）感生電動勢的非靜電力是感生電場對自由電荷的作用力。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場1.感生電場：磁場變化時(shí)會在空間激發(fā)一種電場。這種電場與靜電場不同，它不是電荷產(chǎn)生的，我們把它叫作感生電場。2.感生電動勢：如果感應(yīng)電動勢是由感生電場產(chǎn)生的，它也作感生電動勢。3.感生電場應(yīng)用實(shí)例---電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器:應(yīng)用感生電場來加速電子的一種設(shè)備。柱形電磁鐵：產(chǎn)生變化的磁場；環(huán)形真空管道：是電子運(yùn)行的軌道工作過程：磁場發(fā)生變化時(shí)，就會沿管道方向產(chǎn)生感生電場。射入其中的電子就受到感生電場的持續(xù)作用而不斷加速。3、感生電場的特點(diǎn)真空室ii電子槍真空室Bi感F洛F洛F洛F洛vvvvFFFFE感E感E感E感v0=0真空室Bi感(1)感生電場的電場線是閉合的E感E感E感E感E感(2)感生電場位于與磁場垂直的平面上俯視圖3、感生電場的特點(diǎn)(1)感生電場的電場線是閉合的(2)感生電場位于與磁場垂直的平面上E感BE感真空室i感B(3)可根據(jù)楞次定律判斷感生電場的方向B感增加i增大增大靜電場感生電場產(chǎn)生電場線特點(diǎn)電場方向判斷由靜止的電荷產(chǎn)生由正電荷(無窮遠(yuǎn))發(fā)出，到負(fù)電荷（無窮遠(yuǎn)）終止，電場線不閉合。正電荷受力的方向由變化的磁場在周圍空間激發(fā)感應(yīng)電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的。感生電流的方向（楞次定律）靜電場和感生電場的區(qū)別二、渦流B1.渦流的成因線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，由于電磁感應(yīng)，靠近它的導(dǎo)體內(nèi)會產(chǎn)生漩渦狀電流，叫做渦電流，簡稱渦流。iiAC

當(dāng)金屬塊的電阻比較小時(shí)，形成的渦流的電流強(qiáng)度就會很大，進(jìn)而產(chǎn)生大量的焦耳熱。①渦流冶煉的優(yōu)點(diǎn)：加熱快、能耗少、易控溫、無雜質(zhì)2.渦流的熱效應(yīng)及其應(yīng)用②電磁爐的原理ACB③.

探雷器渦流的危害——防止危害：電動機(jī)和變壓器的工作原理都跟電磁感應(yīng)現(xiàn)象有關(guān)，內(nèi)部都有鐵芯結(jié)構(gòu)，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(fèi)了能量,還可能損壞電器。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一單匝線圈落入磁場中，分析它在圖示位置時(shí)感應(yīng)電流的方向和線圈所受安培力的方向。此時(shí)安培力對線圈的運(yùn)動有什么影響？想一想三、電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)，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(yùn)動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。思考：磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，如圖所示。假定儀表工作時(shí)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(shí)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？使用鋁框做線圈骨架有什么好處？現(xiàn)象2：時(shí)空隧道

如圖所示，一個(gè)鋁框放在蹄形磁體的兩個(gè)磁極間，可以繞支點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動磁體，觀察鋁框的運(yùn)動。怎樣解釋鋁框的運(yùn)動?BNSNSBIFF旋轉(zhuǎn)U型磁鐵時(shí)穿過鋁框的磁通量發(fā)生變化，鋁框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鋁框受到安培力的作用，最終驅(qū)動鋁框隨磁場一起運(yùn)動。做一做：線圈轉(zhuǎn)動與磁鐵同向，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵，即同向異步。交流感應(yīng)電動機(jī)就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的連接到三相電源時(shí)能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場一種交流感應(yīng)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用：交流感應(yīng)電動機(jī)：磁場能→電能→機(jī)械能磁場相對于導(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。四、電磁驅(qū)動磁懸浮列車現(xiàn)象3：意念移物電磁阻尼是安培力充當(dāng)阻力;電磁驅(qū)動是安培力充當(dāng)動力安培力的作用都是阻礙它們間的相對運(yùn)動。電磁阻尼與電磁驅(qū)動的區(qū)別和聯(lián)系：阻尼擺課堂小結(jié)：一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場二、渦流1.渦流的利用（