2-3涡流、电磁阻尼和电磁驱动—人教版高中物理选择性必修第二册课件(共45张PPT)
2-3涡流、电磁阻尼和电磁驱动—人教 版（20 19）高 中物理 选择性 必修第 二册课 件(共4 5张PPT )
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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，安培力总是 阻碍 导体运动的现象．
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3．电磁驱动 (1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流， 感应电流使导体受到 安培力 的作用， 安培力 使导体 运动起来 的现象．
(2)应用：交流感应电动机.
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4．对涡流的理解
本质
电磁感应现象
穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属 条件
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2．涡流的热效应 涡流在通过电阻时也要放出焦耳热．金属的电阻率越小， 涡流越强，生热越多． 3．涡流的应用与防止 (1)应用：①涡流热效应的应用，如冶炼炉，生活中的电磁 炉． ②涡流磁效应的应用，如探雷器、安检门． (2)防止：变压器、电动机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能 量，严重时还会使设备烧毁． 防止措施：①增大铁芯材料的电阻率．②用相互绝缘的硅 钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯．
(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．
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第二章
电磁感应及其应用
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
1．涡流
(1)概念：导体中感应出的电流在导体内自成闭合回路，像 水的旋涡一样，因此把它叫做 涡电流 ，简称涡流．
①涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守 电磁感应 定律．
②涡流同其他电流一样，通过电阻时要产生热量，这体现 了涡流的 热效应．
为什么灵敏电流计在运输时要把两个接线柱用导线连接在 一起？
提示：用导线连接两个接线柱，使线圈构成闭合回路，当 运输中振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，受到阻碍运动 的安培力，不至于使指针振幅过大，以保护电流表，实质是利 用了电磁阻尼．
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块本身可自行构成闭合回路
整个导体回路的电阻一般很小，感应电流 特点
很大
能量转 伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电
化 能，最终在金属块中转化为内能
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【例 1】 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 y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中， 磁场的上边界是 y＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块 从抛物面上 y＝b(b>a)处以速度 v 沿抛物面下滑，假设抛物面足 够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是( D )
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(2)涡流在实际中的应用： ①涡流冶炼：由于金属的电阻率小，产生的涡流很强，热 量很多．利用涡流的 热效应 可以冶炼金属，例如真空冶炼炉． ②探测金属：探测器线圈中有变化着的电流，遇到金属物 品时，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．利用涡流的 磁效应 可以探测金属，例 如探雷器、安检门． (3)涡流防止：电动机、变压器等设备中应防止涡流 过大 而导致浪费能量，损坏电器．
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真空冶炼炉利用涡流来冶炼金属，在加热中，为什么使用 高频的交流电源？
提示：冶炼原理是利用感应电流产生的热量，使用高频交 流电源，磁场变化快，磁场中导体内的磁通量变化更迅速，产 生更大的感应电动势和感应电流，加热效果好．
考点一 对涡流的理解及应用
1．涡流的定义 块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属 块内有感应电场产生，这时感生电场可以在整块金属内部引起 闭合旋涡状的感应电流，叫做涡电流．涡电流简称涡流，如图 所示．
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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，安培力总是 阻碍 导体运动的现象．
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3．电磁驱动 (1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流， 感应电流使导体受到 安培力 的作用， 安培力 使导体 运动起来 的现象．
(2)应用：交流感应电动机.
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4．对涡流的理解
本质
电磁感应现象
穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属 条件
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2．涡流的热效应 涡流在通过电阻时也要放出焦耳热．金属的电阻率越小， 涡流越强，生热越多． 3．涡流的应用与防止 (1)应用：①涡流热效应的应用，如冶炼炉，生活中的电磁 炉． ②涡流磁效应的应用，如探雷器、安检门． (2)防止：变压器、电动机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能 量，严重时还会使设备烧毁． 防止措施：①增大铁芯材料的电阻率．②用相互绝缘的硅 钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯．
(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．
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第二章
电磁感应及其应用
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
1．涡流
(1)概念：导体中感应出的电流在导体内自成闭合回路，像 水的旋涡一样，因此把它叫做 涡电流 ，简称涡流．
①涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守 电磁感应 定律．
②涡流同其他电流一样，通过电阻时要产生热量，这体现 了涡流的 热效应．
为什么灵敏电流计在运输时要把两个接线柱用导线连接在 一起？
提示：用导线连接两个接线柱，使线圈构成闭合回路，当 运输中振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，受到阻碍运动 的安培力，不至于使指针振幅过大，以保护电流表，实质是利 用了电磁阻尼．
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块本身可自行构成闭合回路
整个导体回路的电阻一般很小，感应电流 特点
很大
能量转 伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电
化 能，最终在金属块中转化为内能
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【例 1】 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 y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中， 磁场的上边界是 y＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块 从抛物面上 y＝b(b>a)处以速度 v 沿抛物面下滑，假设抛物面足 够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是( D )
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(2)涡流在实际中的应用： ①涡流冶炼：由于金属的电阻率小，产生的涡流很强，热 量很多．利用涡流的 热效应 可以冶炼金属，例如真空冶炼炉． ②探测金属：探测器线圈中有变化着的电流，遇到金属物 品时，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．利用涡流的 磁效应 可以探测金属，例 如探雷器、安检门． (3)涡流防止：电动机、变压器等设备中应防止涡流 过大 而导致浪费能量，损坏电器．
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真空冶炼炉利用涡流来冶炼金属，在加热中，为什么使用 高频的交流电源？
提示：冶炼原理是利用感应电流产生的热量，使用高频交 流电源，磁场变化快，磁场中导体内的磁通量变化更迅速，产 生更大的感应电动势和感应电流，加热效果好．
考点一 对涡流的理解及应用
1．涡流的定义 块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属 块内有感应电场产生，这时感生电场可以在整块金属内部引起 闭合旋涡状的感应电流，叫做涡电流．涡电流简称涡流，如图 所示．
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人教版选择性必修第二册 第二章 第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件(35张)
[答案] B
[对点练清]
1．[多选]关于感生电场，下列说法中正确的是
()
A．感生电场由变化的磁场产生
B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场
C．感生电场的方向可以用楞次定律来判定
D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向
解析：磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向 相同，可由楞次定律判断，故 A、C 项正确，B、D 项错误。 答案：AC
电磁阻尼与电磁驱动的理解
[学透用活]
成因
不 同
效果
点
能量 转化
相同点
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动而产 由于磁场运动引起磁通量
生感应电流，从而使导体受到 的变化而产生感应电流，
安培力
从而使导体受到安培力
安培力的方向与导体运动方 向相反，阻碍导体运动
导体受安培力的方向与导 体运动方向相同，推动导 体运动
在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施
加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫
铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有
效的方案是
()
[解析] 施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动，其原理是电磁阻尼，在 振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流， 则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减。方案 A 中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变化； 方案 B 中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板 向右振动时，通过它的磁通量不变；方案 C 中，紫铜薄板上下振动、左右振 动时，通过它的磁通量可能不变；方案 D 中，当紫铜薄板上下振动时，通过 它的磁通量可能不变。综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有 效的方案是 A 项。
[对点练清]
1．[多选]关于感生电场，下列说法中正确的是
()
A．感生电场由变化的磁场产生
B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场
C．感生电场的方向可以用楞次定律来判定
D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向
解析：磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向 相同，可由楞次定律判断，故 A、C 项正确，B、D 项错误。 答案：AC
电磁阻尼与电磁驱动的理解
[学透用活]
成因
不 同
效果
点
能量 转化
相同点
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动而产 由于磁场运动引起磁通量
生感应电流，从而使导体受到 的变化而产生感应电流，
安培力
从而使导体受到安培力
安培力的方向与导体运动方 向相反，阻碍导体运动
导体受安培力的方向与导 体运动方向相同，推动导 体运动
在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施
加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫
铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有
效的方案是
()
[解析] 施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动，其原理是电磁阻尼，在 振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流， 则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减。方案 A 中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变化； 方案 B 中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板 向右振动时，通过它的磁通量不变；方案 C 中，紫铜薄板上下振动、左右振 动时，通过它的磁通量可能不变；方案 D 中，当紫铜薄板上下振动时，通过 它的磁通量可能不变。综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有 效的方案是 A 项。
物理人教版(2019)选择性必修第二册2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共26张ppt)
电磁感应现象 中的感生电场
感生电动势 电子感应加速器
由于电磁感应，在导体中产生的像水中漩涡样 的感应电流，所以把它叫做涡电流，简称涡流
涡流
实质、特点、应用
危害及减小涡流的途径
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
课后习题
1.有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把蹄形磁 铁的两极放在铜盘的边缘，但并不与铜盘接触（图2.3-13），铜盘就能在较短的 时间内停止。分析这个现象产生的原因。
（英）麦克斯韦认为：
正电荷定向移动的 方向
磁场变化时会在周围空间激发 一种电场---------感生电场
正电荷所受感生电 场作用力方向
闭合导体的自由电荷在感生 电场的电场力下做定向移动
感应电流的方向：顺时针
正电荷所受感生电场作用 力的方向：顺时针
产生感应电流（感应电动势） 感生电场的方向：顺时针
感生电场方向
感生电场应用实例---电子感应加速器
穿过真空室内磁场的方向？ 竖直向上
由图知电子沿什么方向运动？ 逆时针 （俯视图）
要使电子沿此方向加速，感 生电场的方向如何？
顺时针
要产生这样的感生电场原来 的磁场如何变化？
即电流在增大。
原磁场 在增大
二、涡流
1. 涡流的定义
线圈中的电流随时间变化 时，磁场随即变化，由于电磁 感应，靠近它的导体内会产生 漩涡状电流，叫做涡电流，简 称涡流。
42. 涡流的磁效应的应用
(1)金属探测器、安检门
2
2. 涡流的磁效应的应用
(2)涡流的磁效应：探雷器
探 雷 器： 简 易 结 构 图
2
3. 涡流的其他应用
无线充电技术
2
2.3涡流电磁阻尼和电磁驱动课件-高二下学期物理人教版选择性
转动特点：线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。
教学分析
四、涡流的机械效应
Teaching Analysis
二、电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，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，安培力使导体运动起来， 这种作用常常称为电磁驱动。
应用：感应电动机。
教学分析
Teaching Analysis
二、涡流的应用-热效应
1、真空冶炼炉
涡流产生的热量使金属熔化。
利用涡流冶炼金属的优点是，整个过 程可以在真空中进行， 能防止空气 中的杂质进入金属，可以冶炼高质量 的合金。
真空冶炼炉
教学分析
Teaching Analysis
2、电磁炉
二、涡流的应用-热效应
电磁炉内迅速变化的电流产 生迅速变化的磁场，变化的 磁场使面板上方的铁锅底部 产生涡流，铁锅迅速发热， 从而达到加 热食物的目的。
谢谢收看！！！
教学分析
Teaching Analysis
一、涡流
1、定义：当某线圈中的电流随时间变化时， 由于电磁感应，导体内会产生感应电流， 感应电流看起来就像水中的漩涡，所以把 它叫作涡电流，简称涡流。
思考：导线缠在金属块上， 通入变化的电流时，在金属 块中产生的感应电流大概是 怎样的形状？
教学分析
Teaching Analysis
铜片与磁体的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是( AD ) A．磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能B．将磁极反
向，磁体会使过山车加速C．将铜片换成尺寸相同的铝片，刹车效果会增 强D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
教学分析
Teaching Analysis
教学分析
四、涡流的机械效应
Teaching Analysis
二、电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，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，安培力使导体运动起来， 这种作用常常称为电磁驱动。
应用：感应电动机。
教学分析
Teaching Analysis
二、涡流的应用-热效应
1、真空冶炼炉
涡流产生的热量使金属熔化。
利用涡流冶炼金属的优点是，整个过 程可以在真空中进行， 能防止空气 中的杂质进入金属，可以冶炼高质量 的合金。
真空冶炼炉
教学分析
Teaching Analysis
2、电磁炉
二、涡流的应用-热效应
电磁炉内迅速变化的电流产 生迅速变化的磁场，变化的 磁场使面板上方的铁锅底部 产生涡流，铁锅迅速发热， 从而达到加 热食物的目的。
谢谢收看！！！
教学分析
Teaching Analysis
一、涡流
1、定义：当某线圈中的电流随时间变化时， 由于电磁感应，导体内会产生感应电流， 感应电流看起来就像水中的漩涡，所以把 它叫作涡电流，简称涡流。
思考：导线缠在金属块上， 通入变化的电流时，在金属 块中产生的感应电流大概是 怎样的形状？
教学分析
Teaching Analysis
铜片与磁体的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是( AD ) A．磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能B．将磁极反
向，磁体会使过山车加速C．将铜片换成尺寸相同的铝片，刹车效果会增 强D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
教学分析
Teaching Analysis
2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动人教版(教材)高中物理选择性必修第二册PPT
机场、车站、和重要活动场所的安检门可以探测 人身携带的金属物品，道理是一样的。
3.涡流的危害 1）原因： 电动机、变压器的线圈都缠绕在铁芯上。 线圈中通过变化的电流，铁芯中会产生涡 流，使铁芯发热，浪费了能量，还可能损 害电器。 2）减小涡流的途径：
增大铁芯电阻率：硅钢
相互绝缘的硅钢片叠成铁芯代替整块硅钢
感应电流的磁场向下 原磁场向上
靶
电子枪
穿过真空室磁通量变大
电磁铁中电流变大
磁场变强
I
感生电场
涡流
二 涡流
1.概念: 在变化磁场中的导体内产生的感应电流，就 像水中的涡流，所以把它叫做涡电流，简称
涡流。
2.涡流的应用 1）冶炼合金钢
原理：线圈中通入反复变化的电 流，炉内的金属产生涡流，涡流 产生热量使金属融化。
D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
3.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相
连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线
管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B(可视为
质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、
2．杜甫在《登高》中发出：“万里悲秋常作客，百年多病独登台”的感慨，抒发了漂泊异乡．年老体衰的惆怅之情，也蕴含着与生命
再见！
优点：真空冶炼，防止空气中杂质进入，可以冶炼 高质量的合金。
2）金属探测器
探雷器原理：长柄线圈在地面扫过，线圈中通入反复变 化的电流，如果地下埋有金属物品，金属中就会感应出 涡流，涡流的磁场反过来会影响线圈中的电流，使仪器 报警。
7.《离骚》中表明自己因为德行美好而遭到小人诽谤的两句：众女嫉余之蛾眉兮，谣诼谓余以善淫。 二、要历史地看待古人，看待英雄人物，要实事求是地分析评价。 【要点难点】 诗歌是靠形象来表达感情的，所以本节课的学习目标就是发挥联想和想象，通过反复诵读，体会诗人的感情。 辞：1．辞曰：臣之壮也，犹不如人（推辞） 26.表现诗人坚持真理、献身理想的诗句：亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔。 8．李白在《蜀道难》一诗中，“尔来四万八千岁，不与秦塞通人烟。”运用夸张的手法表示自古以来秦、蜀之间少有往来。之所以如 此，就是因为“西当太白有鸟道，可以横绝峨眉巅”，进一步表明秦、蜀之间为高山峻岭所阻挡。 让学生分析他这是一种什么心理。明确：嫉妒、红眼病。 【教学步骤】 10.在上段叙述荆轲匆匆告别的基础上，又十分真切而生动地描绘了易水送别，慷慨悲歌的壮烈场面。 8. 下列对材料相关内容的概括和分析，正确的两项是 3．由高到低，写诗人所见所闻，渲染秋江景物特点的句子是：风急天高猿啸哀，渚清沙白鸟飞回。
3.涡流的危害 1）原因： 电动机、变压器的线圈都缠绕在铁芯上。 线圈中通过变化的电流，铁芯中会产生涡 流，使铁芯发热，浪费了能量，还可能损 害电器。 2）减小涡流的途径：
增大铁芯电阻率：硅钢
相互绝缘的硅钢片叠成铁芯代替整块硅钢
感应电流的磁场向下 原磁场向上
靶
电子枪
穿过真空室磁通量变大
电磁铁中电流变大
磁场变强
I
感生电场
涡流
二 涡流
1.概念: 在变化磁场中的导体内产生的感应电流，就 像水中的涡流，所以把它叫做涡电流，简称
涡流。
2.涡流的应用 1）冶炼合金钢
原理：线圈中通入反复变化的电 流，炉内的金属产生涡流，涡流 产生热量使金属融化。
D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
3.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相
连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线
管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B(可视为
质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、
2．杜甫在《登高》中发出：“万里悲秋常作客，百年多病独登台”的感慨，抒发了漂泊异乡．年老体衰的惆怅之情，也蕴含着与生命
再见！
优点：真空冶炼，防止空气中杂质进入，可以冶炼 高质量的合金。
2）金属探测器
探雷器原理：长柄线圈在地面扫过，线圈中通入反复变 化的电流，如果地下埋有金属物品，金属中就会感应出 涡流，涡流的磁场反过来会影响线圈中的电流，使仪器 报警。
7.《离骚》中表明自己因为德行美好而遭到小人诽谤的两句：众女嫉余之蛾眉兮，谣诼谓余以善淫。 二、要历史地看待古人，看待英雄人物，要实事求是地分析评价。 【要点难点】 诗歌是靠形象来表达感情的，所以本节课的学习目标就是发挥联想和想象，通过反复诵读，体会诗人的感情。 辞：1．辞曰：臣之壮也，犹不如人（推辞） 26.表现诗人坚持真理、献身理想的诗句：亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔。 8．李白在《蜀道难》一诗中，“尔来四万八千岁，不与秦塞通人烟。”运用夸张的手法表示自古以来秦、蜀之间少有往来。之所以如 此，就是因为“西当太白有鸟道，可以横绝峨眉巅”，进一步表明秦、蜀之间为高山峻岭所阻挡。 让学生分析他这是一种什么心理。明确：嫉妒、红眼病。 【教学步骤】 10.在上段叙述荆轲匆匆告别的基础上，又十分真切而生动地描绘了易水送别，慷慨悲歌的壮烈场面。 8. 下列对材料相关内容的概括和分析，正确的两项是 3．由高到低，写诗人所见所闻，渲染秋江景物特点的句子是：风急天高猿啸哀，渚清沙白鸟飞回。
2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动—人教版高中物理选择性必修第二册课件ppt
移动电荷 感生电场对自由 导体中自由电荷所受洛伦
的非静电力 电荷的电场力 兹力沿导体方向的分力
回路中相 当于电源的
部分
处于变化磁场中 的线圈部分
做切割磁感线运动的导体
方向判断 由楞次定律判 通常由右手定则判断，也可
方法
断
由楞次定律判断
大小计算 方法
ΔΦ 通常由 E＝Blvsinθ计算，
由 E＝n Δt 计算
D．以上情况都可能
实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。
则a、b两粒子动能的变化情况是( )
解析 当磁感应强度均匀增大时， 解析 铜球在进入和穿出磁场的过程中，穿过金属球的磁通量发生变化，球中产生涡流，进而产生电热，因此球的机械能减少，故A点
A．圆盘上产生了感应电动势 B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针 转动 C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿 过整个圆盘的磁通量发生了变化 D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形 成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
答案 AB
解析 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴 旋转时，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势，A项 正确；圆盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作 用，导致磁针转动，B项正确；由于圆盘中心正上方悬 挂小磁针，在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆 盘的磁通量不变，C项错误；电流是自由电荷定向移动 形成的，圆盘呈电中性，本身没有多余的电荷，因此不 会形成电流，D项错误。
解析 铜球在进入和穿出磁场的过程中， 穿过金属球的磁通量发生变化，球中产生涡 流，进而产生电热，因此球的机械能减少， 故A点高于B点，B项正确，A、C、D三项错 误。
答案 B
练习
物理人教版(2019)选择性必修第二册2.3涡流 电磁阻尼 电磁驱动(共18张ppt)
有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干
对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，
按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下
及左右振动的衰减最有效的方案是 (
)
4.取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。用
导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，表针相对表
2. 应用
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。配置的三个线圈连
接到三相电源上，就能产生类似上面演示实验中的旋转磁场，磁场中
的导线框也就随着转动。就这样，电动机把电能转化成机械能。
产生旋转磁场的装置
电动机
涡流的机械效应
• 电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流
使导体受到安培力，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。
第3节 涡流 电磁阻尼 电磁驱动
金属放入通电线圈被快速
加热，金属是如何被通电
线圈隔空加热的呢？
一、电磁感应现象中的感生电场
问题：沿图示方向的磁场增加时：
（1）在线圈内产生感应电流的方向如何？
（2)电流是自由电荷定向移动产生的，自由电荷定向移
动的原因是什么？
B
①磁场变化时，在空间激发一种电场，我们把
二、涡流的热效应
——危害与防治
（1）途径一：增大铁芯材料的电阻率。
（2）途径二：用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。如图所示。
我们要想办法减小涡流。途径之一是增
硅钢片铁芯
变压器的铁芯放在线圈内，具有导磁
的作用，铁芯不是一整块金属，而是
由很多层金属片叠加在一起组成的，
这样设计的原因是什么？
对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，
按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下
及左右振动的衰减最有效的方案是 (
)
4.取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。用
导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，表针相对表
2. 应用
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。配置的三个线圈连
接到三相电源上，就能产生类似上面演示实验中的旋转磁场，磁场中
的导线框也就随着转动。就这样，电动机把电能转化成机械能。
产生旋转磁场的装置
电动机
涡流的机械效应
• 电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流
使导体受到安培力，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。
第3节 涡流 电磁阻尼 电磁驱动
金属放入通电线圈被快速
加热，金属是如何被通电
线圈隔空加热的呢？
一、电磁感应现象中的感生电场
问题：沿图示方向的磁场增加时：
（1）在线圈内产生感应电流的方向如何？
（2)电流是自由电荷定向移动产生的，自由电荷定向移
动的原因是什么？
B
①磁场变化时，在空间激发一种电场，我们把
二、涡流的热效应
——危害与防治
（1）途径一：增大铁芯材料的电阻率。
（2）途径二：用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。如图所示。
我们要想办法减小涡流。途径之一是增
硅钢片铁芯
变压器的铁芯放在线圈内，具有导磁
的作用，铁芯不是一整块金属，而是
由很多层金属片叠加在一起组成的，
这样设计的原因是什么？
物理人教版(2019)选择性必修第二册2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共37张ppt)
铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为 减弱，涡流产生的热量也就减少了。为了保护铁芯不被烧坏，减少涡 流带来的电能损耗，所以铁芯用薄片叠合而成。
实验探究：电磁阻尼 实验装置：固定好的弹簧、弹簧下端悬挂一根磁铁，以及线圈。 如图所示
将磁铁托到某高度h释放，使磁铁竖直振动，记录磁铁振动的 时间t1； 磁铁固定一线圈，仍将磁铁托到高度h后释放，记录磁铁振动 的时间t2，试着比较t1与t2有何不同？为什么会产生这种现象？
实验探究：电磁阻尼 发现：t2＞t1
说明了什么？试着讨论一下。
S
N B
线圈
磁铁 穿过 闭合线圈 产生 感生电流 产生 磁场
磁场阻碍磁铁靠近（或远离）线圈
实验探究：电磁驱动 实验装置：铝框，蹄形磁铁，底座。 如图所示
将铝框安置在底座上，其中铝框位于蹄形磁铁的两个磁极间， 且可以绕支点自由转动。 转动磁体，观察铝框的运动。
电子感应加速器ຫໍສະໝຸດ 平衡车实验探究：涡流 实验装置：一个线圈和一块铁板，铁板位于线圈正下方。 如图所示
现将线圈与高频交流电源连接，几分钟后，让同学摸摸铁板， 并说出感受
实验探究：涡流 发现：铁板变热了。
说明了什么？试着讨论一下。
线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大（变小），则磁 场变强（变弱），根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。
因为公式太
复杂，人们
更多地选择
认为
变化的 磁场 激发
感生 电场
电场力记和住爱了因自电牛斯由荷顿坦
詹理姆学斯家静电、·电荷克数拉学克激家·发麦。克除斯了韦静奠（电定Ja场电m磁es电理Cl场e论r力k、M开ax创w自电e经l由荷l）典，电英形动国成力著学名之电物外流， 他还是统计物理学的奠基人之一。
实验探究：电磁阻尼 实验装置：固定好的弹簧、弹簧下端悬挂一根磁铁，以及线圈。 如图所示
将磁铁托到某高度h释放，使磁铁竖直振动，记录磁铁振动的 时间t1； 磁铁固定一线圈，仍将磁铁托到高度h后释放，记录磁铁振动 的时间t2，试着比较t1与t2有何不同？为什么会产生这种现象？
实验探究：电磁阻尼 发现：t2＞t1
说明了什么？试着讨论一下。
S
N B
线圈
磁铁 穿过 闭合线圈 产生 感生电流 产生 磁场
磁场阻碍磁铁靠近（或远离）线圈
实验探究：电磁驱动 实验装置：铝框，蹄形磁铁，底座。 如图所示
将铝框安置在底座上，其中铝框位于蹄形磁铁的两个磁极间， 且可以绕支点自由转动。 转动磁体，观察铝框的运动。
电子感应加速器ຫໍສະໝຸດ 平衡车实验探究：涡流 实验装置：一个线圈和一块铁板，铁板位于线圈正下方。 如图所示
现将线圈与高频交流电源连接，几分钟后，让同学摸摸铁板， 并说出感受
实验探究：涡流 发现：铁板变热了。
说明了什么？试着讨论一下。
线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大（变小），则磁 场变强（变弱），根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。
因为公式太
复杂，人们
更多地选择
认为
变化的 磁场 激发
感生 电场
电场力记和住爱了因自电牛斯由荷顿坦
詹理姆学斯家静电、·电荷克数拉学克激家·发麦。克除斯了韦静奠（电定Ja场电m磁es电理Cl场e论r力k、M开ax创w自电e经l由荷l）典，电英形动国成力著学名之电物外流， 他还是统计物理学的奠基人之一。
2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动PPT(课件)-人教版高中物理选择性必修第二册
名师指点
电磁阻尼与电磁驱动的比较
电磁阻尼 电磁驱动 两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动
3．如图所示，磁电式电流表的线圈常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，铝框的两端装有转轴，转轴的两边各有一个螺旋弹簧（绕制方向相反），关于磁电式电流表下列说法正确
新知探究
知识点 2 涡流
【例题1】如图所示,在匀强磁场中,金属球从曲面上h高处滚下,又沿
曲面的另一侧上升。设球的初速度为零,摩擦不计,则金属球在另一侧
滚上的高度
(选填“大于”“小于”或“等于”)h。
新知探究
知识点 2 涡流
点拨:涡流的产生条件有两个,一是穿过金属球的磁通量发生变化,二是 金属球必须是自行组成闭合的回路。
第二章电磁感应
第3节涡流、电磁阻尼和电磁 驱动
新知探究
知识点 1 电磁感应现象中的感生电场
感生电场：
磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫感生电 场。磁场变化时闭合电路中产生了感应电动势，感生电场对自 由电荷的作用“扮演”了非静电力的角色。
新知探究
知识点 1 电磁感应现象中的感生电场
感生电场的方向判断
新知探究
知识点 2 涡流
对涡流现象的进一步理解 (2)能量转化 伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内 能。如果金属块放在了变化的磁场中,则磁场能转化为电能最终转化为 内能;如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力 做功,金属的机械能转化为电能,最终转化为内能。
新知探究
知识点 3 电磁阻尼
【例题2】如图所示,弹簧上端固定,下端挂一只条形磁铁,使磁铁
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正确；
新教材人教版选择性必修第二册 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件(51张)
【思考·讨论】 线圈中的电流变化时,导体中为什么会产生感应电流?
(物理观念)
提示:电磁感应。
【典例示范】 电磁炉热效率高达90%,炉面无明火,无烟无废气,“火力”强劲,安全可靠,如图 所示是描述电磁炉工作原理的示意图,下列说法正确的是 ( )
A.当恒定电流通过线圈时,会产生恒定磁场,恒定磁场越强,电磁炉加热效果 越好 B.在锅和电磁炉中间放一纸板,则电磁炉不能起到加热作用 C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅,主要原因是这些材料的导热性能 较差 D.电磁炉通电线圈加交流电后,在锅底产生涡流,进而发热工作
【解析】选D。锅体中的涡流是由变化的磁场产生的,所加的电流是交流,不是直 流,故A错误,D正确;在锅和电磁炉中间放一纸板,不会影响电磁炉的加热作用,故 B错误;金属锅自身产生无数小涡流而直接加热锅,陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘 材料,里面不会产生涡流,故C错误。
【素养训练】 1.如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,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( )
二 电磁阻尼和电磁驱动的比较
电磁阻尼
电磁驱动
成因
由导体在磁场中运动 形成的
由磁场运动而形成的
不 同
效果
安培力方向与导体运 安培力方向与导体运动方向相同, 动方向相反,为阻力 为动力
点
能量 转化
克服安培力做功,其 他形式的能转化为电 能,最终转化为内能
磁场能转化为电能,通过安培力做 功,电能转化为导体的机械能
4.防止: 电动机、变压器等设备中为防止铁芯中_涡__流__过__大__而导致浪费能量,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__叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动—人教版高中物理选择性必修第二册课件
为什么灵敏电流计在运输时要把两个接线柱用导线连接在 一起？
提示：用导线连接两个接线柱，使线圈构成闭合回路，当 运输中振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，受到阻碍运动 的安培力，不至于使指针振幅过大，以保护电流表，实质是利 用了电磁阻尼．
2-3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 —人教版（2019）高中物理选择性必修 第二册 课件( 共45张P PT)
2-3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 —人教版（2019）高中物理选择性必修 第二册 课件( 共45张P PT)
解答本题时应注意以下两点： (1)“光滑水平面”说明小车在水平方向上不受摩擦阻力作 用． (2)磁铁穿过螺线管，说明磁铁相对螺线管运动，属于电磁 驱动现象．
2-3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 —人教版（2019）高中物理选择性必修 第二册 课件( 共45张P PT)
B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发 热工作
C．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这 些材料的导热性能较差
D．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作 用
解析：电磁炉就是采用涡流感应加热原理，其内部通过电子 线路板组成部分产生交变磁场，当用含铁质锅具底部放置于炉面 时，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生涡流，使 锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能， 用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的，A 错误，B 正确．电 磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属 于金属导体，不能产生感应电流，C 错误．由于线圈产生的磁场 能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应 起到加热作用，D 错误．
考点一 对涡流的理解及应用
1．涡流的定义 块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属 块内有感应电场产生，这时感生电场可以在整块金属内部引起 闭合旋涡状的感应电流，叫做涡电流．涡电流简称涡流，如图 所示．
提示：用导线连接两个接线柱，使线圈构成闭合回路，当 运输中振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，受到阻碍运动 的安培力，不至于使指针振幅过大，以保护电流表，实质是利 用了电磁阻尼．
2-3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 —人教版（2019）高中物理选择性必修 第二册 课件( 共45张P PT)
2-3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 —人教版（2019）高中物理选择性必修 第二册 课件( 共45张P PT)
解答本题时应注意以下两点： (1)“光滑水平面”说明小车在水平方向上不受摩擦阻力作 用． (2)磁铁穿过螺线管，说明磁铁相对螺线管运动，属于电磁 驱动现象．
2-3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 —人教版（2019）高中物理选择性必修 第二册 课件( 共45张P PT)
B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发 热工作
C．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这 些材料的导热性能较差
D．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作 用
解析：电磁炉就是采用涡流感应加热原理，其内部通过电子 线路板组成部分产生交变磁场，当用含铁质锅具底部放置于炉面 时，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生涡流，使 锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能， 用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的，A 错误，B 正确．电 磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属 于金属导体，不能产生感应电流，C 错误．由于线圈产生的磁场 能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应 起到加热作用，D 错误．
考点一 对涡流的理解及应用
1．涡流的定义 块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属 块内有感应电场产生，这时感生电场可以在整块金属内部引起 闭合旋涡状的感应电流，叫做涡电流．涡电流简称涡流，如图 所示．