高中物理 第四章 电磁感应 4.6 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 新人教版选修3-2
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高中物理第四章电磁感应4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动新人教版选修3
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
【自主预习】 1.涡流: (1)定义:由于_电__磁__感__应__,在导体中产生的像水中的旋 涡一样的_感__应__电流。 (2)特点:若金属的电阻率小,涡流往往_很__强__,产生的热 量很多。
(3)应用: ①涡流_热__效__应__的应用,如真空冶炼炉。 ②涡流_磁__效__应__的应用,如探雷器、安检门。
3.(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而 不是采用一整块硅钢,这是为了 ( ) A.增大涡流,提高变压器的效率 B.减小涡流,提高变压器的效率 C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量 D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量
【解析】选B、D。变压器铁芯利用薄硅钢片,涡流小了, 在变压器上消耗的电流就小了,输出的功率就高了,所 以增大铁芯中的电阻,以减小发热量,B、D对。
4.(多选)磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架,把线圈 绕在铝框上,这样做的目的是 ( ) A.防止涡流而设计的 B.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
【解析】选B、C。线圈通电后,在安培力作用下发生转 动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,就是涡 流。涡流阻碍线圈的转动,使线圈偏转后较快停下来。 所以,把线圈绕在铝框上的目的是利用涡流来起电磁阻 尼的作用。
2.下列对涡流的认识,不正确的是 ( ) A.大块金属中无感应电动势产生,直接产生了涡流 B.涡流对生产和实验既有利又有危害 C.涡流的形成是遵从电磁感应规律的 D.涡流的主要效应是电流的热效应和磁效应
【解析】选A。涡流是一种电磁感应现象,同样遵从电 磁感应规律,是一种自成回路的旋涡电流,由闭合电路 欧姆定律可知,有电流必有电动势,故A错误,C正确;由 于整块金属导体的电阻一般情况下很小,所以产生的涡 流很大,因而其热效应和磁效应很明显,涡流的热效应 可以用来加热或冶炼金属,但有时也产生危害,使某 些元件发热,故涡流既有有利的一面,也有不利的一面, 所以B、D均正确。故选A。
【自主预习】 1.涡流: (1)定义:由于_电__磁__感__应__,在导体中产生的像水中的旋 涡一样的_感__应__电流。 (2)特点:若金属的电阻率小,涡流往往_很__强__,产生的热 量很多。
(3)应用: ①涡流_热__效__应__的应用,如真空冶炼炉。 ②涡流_磁__效__应__的应用,如探雷器、安检门。
3.(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而 不是采用一整块硅钢,这是为了 ( ) A.增大涡流,提高变压器的效率 B.减小涡流,提高变压器的效率 C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量 D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量
【解析】选B、D。变压器铁芯利用薄硅钢片,涡流小了, 在变压器上消耗的电流就小了,输出的功率就高了,所 以增大铁芯中的电阻,以减小发热量,B、D对。
4.(多选)磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架,把线圈 绕在铝框上,这样做的目的是 ( ) A.防止涡流而设计的 B.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
【解析】选B、C。线圈通电后,在安培力作用下发生转 动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,就是涡 流。涡流阻碍线圈的转动,使线圈偏转后较快停下来。 所以,把线圈绕在铝框上的目的是利用涡流来起电磁阻 尼的作用。
2.下列对涡流的认识,不正确的是 ( ) A.大块金属中无感应电动势产生,直接产生了涡流 B.涡流对生产和实验既有利又有危害 C.涡流的形成是遵从电磁感应规律的 D.涡流的主要效应是电流的热效应和磁效应
【解析】选A。涡流是一种电磁感应现象,同样遵从电 磁感应规律,是一种自成回路的旋涡电流,由闭合电路 欧姆定律可知,有电流必有电动势,故A错误,C正确;由 于整块金属导体的电阻一般情况下很小,所以产生的涡 流很大,因而其热效应和磁效应很明显,涡流的热效应 可以用来加热或冶炼金属,但有时也产生危害,使某 些元件发热,故涡流既有有利的一面,也有不利的一面, 所以B、D均正确。故选A。
高中物理 第四章 第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件 新人教版选修3-2
答案：选 C
ppt精选
10
考点二
电磁阻尼与电磁驱动的应用
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动 由于磁场运动引起磁通量的变化
成因 而产生感应电流，从而使 而产生感应电流，从而使导体受
导体受到安培力
到安培力
不 同
效果
安培力的方向与导体运 动方向相反，阻碍导体运
导体受安培力的方向与导体运动
点
动
方向相同，推动导体运动
损坏电器。
(1) 途径一：增大铁芯材料的 电阻率 。
(2)途径二：用相互绝缘的 硅钢片 叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯
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2
家用电磁炉是利用涡流工作的吗？微波炉呢？
解析：家用电磁炉是利用涡流的热效应工作的，而微波炉是利用电 磁波工作的。
2．电磁阻尼 (1)概念：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 阻碍 导体运动的现象。 (2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速 停下来 ，便于读 数。
A．mgb
B.12mv2
C．mg(b－a)
D．mg(b－a)＋12mv2
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19
解析：金属块进出磁场时，会产生涡流，部分机械能转化成焦耳热， 所能达到的最高位置越来越低，当最高位置 y＝a 时，由于金属块中的磁 通量不再发生变化，金属块中不再产生涡流，机械能也不再损失，金属块 会在磁场中往复运动，此时的机械能 mga，整个过程中减少的机械能为全 部转化为内能，即 Q＝mg(b－a)＋12mv2，所以 D 项正确。
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1
1．涡流
定 义 由于 电磁感应 ，在导体中产生的像水中旋涡样的 感应 电流
特 点 若金属的电阻率小，涡流往往 很强 ，产生的热量很多
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10
考点二
电磁阻尼与电磁驱动的应用
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动 由于磁场运动引起磁通量的变化
成因 而产生感应电流，从而使 而产生感应电流，从而使导体受
导体受到安培力
到安培力
不 同
效果
安培力的方向与导体运 动方向相反，阻碍导体运
导体受安培力的方向与导体运动
点
动
方向相同，推动导体运动
损坏电器。
(1) 途径一：增大铁芯材料的 电阻率 。
(2)途径二：用相互绝缘的 硅钢片 叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯
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2
家用电磁炉是利用涡流工作的吗？微波炉呢？
解析：家用电磁炉是利用涡流的热效应工作的，而微波炉是利用电 磁波工作的。
2．电磁阻尼 (1)概念：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 阻碍 导体运动的现象。 (2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速 停下来 ，便于读 数。
A．mgb
B.12mv2
C．mg(b－a)
D．mg(b－a)＋12mv2
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解析：金属块进出磁场时，会产生涡流，部分机械能转化成焦耳热， 所能达到的最高位置越来越低，当最高位置 y＝a 时，由于金属块中的磁 通量不再发生变化，金属块中不再产生涡流，机械能也不再损失，金属块 会在磁场中往复运动，此时的机械能 mga，整个过程中减少的机械能为全 部转化为内能，即 Q＝mg(b－a)＋12mv2，所以 D 项正确。
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1．涡流
定 义 由于 电磁感应 ，在导体中产生的像水中旋涡样的 感应 电流
特 点 若金属的电阻率小，涡流往往 很强 ，产生的热量很多
人教版高中物理选修3-2 4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动(20张PPT)
二：电磁阻尼
1、电磁阻尼现象：当导体在磁场中运
动时，感应电流会使导体受到安培力，
安培力的方向总是阻碍导体的运动，
这种现象称为电磁阻尼。
v
2、应用：磁电式电表中安装的使指
针很快地停下的铝框；电气机车内部
可使机车快速停下的电磁制动器等
例题2.(多选)如图所示，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，这样
涡流的利用
探雷器的长柄线
圈中，通有变化的电流，
在其周围就产生变化的
磁场，埋在地下的金属
物品，由于电磁感应而
线圈
形成涡流，涡流的磁场
反过来又作用于线圈，
使仪器报警。
涡流的利用
机场、车站及重 要场所的安检门及工 作人员手上的探测器， 也是利用与探雷器类 似的电磁感应原理使 仪器报警，来探测进 出人员身上携带的金 属物品。
C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
思考与讨论 怎样减少涡流损耗？
交变电流
交变电流
整块铁芯
彼此绝缘的薄片
涡流的防止
变压器和电动机的铁芯不采用整块金属，而是由 许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成，目 的就是为了减弱铁芯中由于电磁感应而产生的涡流的 热效应，从而减少电能的损耗，同时避免破坏绝.如图所示,闭合导线环和条形磁
铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转
动,开始时磁铁和圆环都静止在竖直平
面内。若条形磁铁突然绕OO′轴，N极
向纸里、S极向纸外转动,在此过程中,
圆环将(
)A
A.产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端
向外随磁铁转动
B.产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端 向里转动
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》 说课稿
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》。
接下来，我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》是人教版高中物理选修 3-2 第四章《电磁感应》中的第七节内容。
这部分知识是电磁感应现象的拓展和应用，在生产生活中有着广泛的应用，如电磁炉、磁悬浮列车等。
通过对这部分内容的学习，学生能够进一步深化对电磁感应现象的理解，提高运用物理知识解决实际问题的能力。
在教材的编排上，先介绍了涡流的概念和产生原因，然后通过实验探究了电磁阻尼和电磁驱动现象，最后阐述了它们在实际中的应用。
这种编排方式符合学生的认知规律，由浅入深，逐步引导学生掌握知识。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了电磁感应的基本规律，对法拉第电磁感应定律和楞次定律有了一定的理解。
但是，对于涡流、电磁阻尼和电磁驱动这些较为抽象的概念和现象，学生可能会感到难以理解。
此外，学生在实验探究和分析问题的能力方面还有待提高。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解涡流的概念和产生原因。
（2）知道电磁阻尼和电磁驱动现象，并能解释其原理。
（3）了解涡流、电磁阻尼和电磁驱动在生产生活中的应用。
2、过程与方法目标（1）通过实验观察和分析，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。
（2）通过对电磁阻尼和电磁驱动现象的探究，培养学生的实验探究能力和创新思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生的科学态度和合作精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）涡流的概念和产生原因。
（2）电磁阻尼和电磁驱动现象的原理。
2、教学难点（1）对涡流现象的理解。
（2）电磁阻尼和电磁驱动现象的区分。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解涡流、电磁阻尼和电磁驱动的基本概念和原理。
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
2.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用， 下列说法正确的是（ ） A.电磁炉利用变化的磁B场CD使食物中的水分子形成涡流来对食物 加热
B.当金属探测器在探测到金属时，会在金属内部产生涡流，涡 流的磁场反过来影响金属探测器中的电流，致使蜂鸣器发出蜂 鸣声
C.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动 的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也 是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏
4.电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。线圈中流过变化的电流， 在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。 因此，我们要想
办法减小涡流。途径之一是增
大铁芯材料的电阻率，常用的
铁芯材料是硅钢，它的电阻率
比较大。另一个途径就是用互
相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
5.探测地雷的探雷器是利用涡流工作的。士兵手持一个长柄线 圈在地面扫过，线圈中有变化着的电流。如果地下埋着金属物 品，金属中会感应出涡流， 涡流的磁场反过来影响线圈中 的电流，使仪器报警。这种探 雷器可以用来探测金属壳的地 雷或有较大金属零件的地雷。 机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
11.水平光滑的桌面内固定一足够长的直导线，并通入如下图 所示的恒定电流，两个相同的正方形线框abcd和efgh到导线 的距离相等，两个线框
间产生的电磁现象忽略不计，
现分别给两个线框竖直向下
和水平向右的速度v。
下列判断正确的是（ ACD） A.线框abcd做匀速直线运动，线框efgh做减速直线运动
C．铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D．磁块动能的增加量小于于重力势能的减少量
10．两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式， 用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中， 电流计B的指针将（ ）
涡流、电磁阻尼和电磁驱动-ppt
涡流：随着能源转换和传输需求的增加，涡流效应在电气设备中的应用将更加广泛，同时涡流技术也将在节能减排、环保等领域发挥重要作用。
THANKS FOR
WATCHING
感谢您的观看
涡流在磁场中受到的力与金属或导电材料的运动方向相反，从而产生阻碍运动的力，即电磁阻尼力。
电磁阻尼力的大小与磁场强度、金属或导电材料的性质、运动速度等因素有关。
当金属或导电材料在磁场中运动时，会产生感应电流，即涡流。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼在许多领域都有应用，如机械工程、航空航天、交通运输等。
在航空航天领域，电磁阻尼技术可以用于控制飞行器的振动和噪声，提高飞行器的性能和安全性。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
CATALOGUE
目录
涡流 电磁阻尼 电磁驱动 涡流、电磁阻尼和电磁驱动的比较
01
涡流
当导体在磁场中发生相对运动时，导体内部产生的感应电流。
涡流
涡流具有旋涡状的物理形态，其大小和方向随时间变化。
特点
涡流的定义
涡流的产生
产生条件
导体在磁场中作切割磁感线运动或导体中的磁通量发生变化。
利用涡流加热金属工件，可实现快速、均匀加热，提高生产效率和产品质量。
03
02
01
涡流的应用
02
电磁阻尼
电磁阻尼的定义
电磁阻尼是指利用磁场对金属或导电材料产生的作用力来减缓或阻止其运动的一种技术。
电磁阻尼器是一种利用电磁原理工作的阻尼器，它能够通过磁场对金属或导电材料的作用力来吸收或转化振动能量，从而达到减振降噪的目的。
电磁驱动具有结构简单、响应速度快、控制精度高等优点，因此在自动化、机器人、精密仪器等领域得到了广泛应用。
电磁驱动的定义
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涡流在磁场中受到的力与金属或导电材料的运动方向相反，从而产生阻碍运动的力，即电磁阻尼力。
电磁阻尼力的大小与磁场强度、金属或导电材料的性质、运动速度等因素有关。
当金属或导电材料在磁场中运动时，会产生感应电流，即涡流。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼在许多领域都有应用，如机械工程、航空航天、交通运输等。
在航空航天领域，电磁阻尼技术可以用于控制飞行器的振动和噪声，提高飞行器的性能和安全性。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
CATALOGUE
目录
涡流 电磁阻尼 电磁驱动 涡流、电磁阻尼和电磁驱动的比较
01
涡流
当导体在磁场中发生相对运动时，导体内部产生的感应电流。
涡流
涡流具有旋涡状的物理形态，其大小和方向随时间变化。
特点
涡流的定义
涡流的产生
产生条件
导体在磁场中作切割磁感线运动或导体中的磁通量发生变化。
利用涡流加热金属工件，可实现快速、均匀加热，提高生产效率和产品质量。
03
02
01
涡流的应用
02
电磁阻尼
电磁阻尼的定义
电磁阻尼是指利用磁场对金属或导电材料产生的作用力来减缓或阻止其运动的一种技术。
电磁阻尼器是一种利用电磁原理工作的阻尼器，它能够通过磁场对金属或导电材料的作用力来吸收或转化振动能量，从而达到减振降噪的目的。
电磁驱动具有结构简单、响应速度快、控制精度高等优点，因此在自动化、机器人、精密仪器等领域得到了广泛应用。
电磁驱动的定义
高中物理人教版选修32课件第四章第7节涡流电磁阻尼和电磁驱动
3．涡流的防止 电动机、变压器的线圈中有变化的电流，因而在铁芯中产 生了涡流，不仅浪费了能量，还可能损坏电器，因此，要想办 法减小涡流。为了达到减小涡流的目的，采用了电阻率大的硅 钢做铁芯的材料，并把硅钢做成彼此绝缘的薄片，这样，就大 大减小了涡流。
4．涡流的利用 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入 反复变化的电流，炉内的金属中就产生涡流。涡流产生的热量 使金属达到很高的温度并熔化。利用涡流冶炼金属的优点是整 个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金 属，可以冶炼高质量的合金。
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
[解析] 交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温 越快，故 A 项对；工件上各处电流相同，电阻大处产生的热 量多，故 D 项对。
[答案] AD
[典例 2] 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物
线，如图所示，抛物线的方程为 y＝x2，其下半部处
动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( ) A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁大 C．线圈转动时将产生感应电流 D．线圈转动时感应电流的方向始终是 abcda
解析：当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋 转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故 C 对；当线圈相对磁 铁转过 90°时，其感应电流方向不再是 abcda，D 错；由楞次定 律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度 一定小于磁铁转动的角速度。如果两者的角速度相同，磁感线 与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产 生，故 A、B 错。 答案：C
A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方 向改变 2 次
高中物理第四章电磁感应7涡流电磁阻尼和电磁驱动课件新人教版选修3
解析：由于要求有效衰减紫铜薄板的上下及左右的微小振动，则在紫铜薄板发生 微小的上下或左右振动时，通过紫铜薄板横截面的磁通量应均能发生变化，由图 可以看出，只有 A 图方案中才能使两方向上的微小振动得到有效衰减． 答案：A
电磁阻尼和电磁驱动在现实生活中的应用 电磁阻尼和电磁驱动都是电磁感应现象的具体体现，都可利用楞次定律的广义表 述——来拒去留来解释． (1)电磁阻尼的应用：电学测量仪表中的阻尼器——磁电式仪表、电气机车中的电 磁制动器． (2)电磁驱动的应用：电动机、磁性转速表．
A．磁铁做匀速直线运动 B．磁铁做减速运动 C．小车向右做加速运动 D．小车先加速后减速
明确两者相 判断两者间 判断运 [思路点拨] 对运动情况 → 相互作用力 → 动情况
[解析] 若磁场相对于导体(或线圈或螺线管)运动，则在导体中会产生感应电流，感 应电流使导体受到安培力的作用，由楞次定律、安培定则、左手定则可总结如下规 律：感应电流所受安培力总是阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动．所以 这个安培力驱动螺线管运动，阻碍磁铁运动，故 B、C 选项是正确的． [答案] BC
1.(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现 接通交流电流，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上 述加热时间，下列措施可行的有( ) A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯
解析：当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使 水温升高．要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻．增 加线圈匝数、提高交变电流的频率都能增大感应电动势，瓷杯不能产生涡电流， 取走铁芯会导致磁性减弱．所以选项 A、B 正确，选项 C、D 错误．
到安培力