高中物理第四章电磁感应第7节涡流电磁阻尼和电磁驱动导学案新人教版选修3_2
第七节：涡流
【学习目标】
（1）、知道涡流是如何产生的
（2）、知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流
（3）、通过旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因
（3）、利用理论联系实际的方法加深理解涡流
【学习重点】涡流的产生原因和涡流的作用
【学习难点】涡流的产生原因
【学习方法】实验法、探究法
【学习过程】
一、知能准备
1．涡流概念:
2．涡流产生原因:
3．涡流的利用与控制
(1)利用——
(2)控制——
4．电磁驱动原理:
二、疑难分析:
(一)涡流定义
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，从而形成闭合回路，这时感生电场力可以在整块金属内部引起闭合涡旋状的感应电流，所以叫做涡电流。
“涡电流”简称涡流。
(二)涡流的热效应
当变压器的线圈中通过交变电流时，在铁芯内部有变化的磁场，因而产生感生电场，引起涡流。
涡流在通过电阻时也要放出焦耳热。
1．应用：利用的热效应进行加热的方法称为感应加热。
而涡流的大小和磁通量变化率成正
比，磁场变化的频率越高，导体里的涡流也越大。
实际
上,一般使用高频交流电激发涡流。
如：
A．高频焊接：
线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就
产生感应电流（涡电流）。
由于焊缝处的接触电阻很大，
放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，
焊接在一起。
我国产生的自行车架就是用这种方法焊接
的。
B．高频感应炉
高频感应炉利用涡流来熔化金属。
图是冶炼金属的感应炉的示
意图．冶炼锅内装入被冶炼的金属，线圈通上高频交变电流，这时
被冶炼的金属中就产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，因此适于冶炼特种合金和特种钢．C．电磁炉
电磁炉的工作原理是采用磁场感应涡加流加
热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内
的磁力线通过铁质锅底时会产生无数的涡流是锅
的本身自行高速发热，然后再作用于锅内食物。
这种最新的加热方式，能减少热量传递的中间环
节，可大大提升制热效率，比传统炉具（电炉、
气炉）节省能源一半以上。
2．控制：导体在非均匀磁场中移动或处在随时
间变化的磁场中时，因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。
涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。
变压器、电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．为减少涡流，变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。
因为在导体中涡流的大小和电阻有关，电阻越大涡流越小。
为了减小涡流造成的热损耗，电机和变压器的铁芯常采用多层彼此绝缘的硅钢片迭加而成(材料采用硅钢以增加电阻)。
这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。
磁通穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。
所以，交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。
(三)涡流的磁效应
1．电磁阻尼现象：
把铜板做成的摆放到电磁铁的磁场中，当电磁铁未通电时，
摆要往复多次，摆才能停止下来．如果电磁铁通电，磁场在摆动
的铜板中产生涡流。
涡流受磁场作用力的方向与摆动方向相反，
因而增大了摆的阻尼，摆很快就能停止下来。
这种现象称为电磁
阻尼。
2．应用：电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制作的，在磁电式测量仪表中，常把使指针偏转的线圈绕在闭合铝框上，当测量电流流过线圈时，铝框随线圈指针一起在磁场中转动，这时铝框内产生的涡流将受到磁场作用力，抑止指针的摆动，使指针较快地稳定在指示位置上。
此外，电气机车的电磁制动器也是根据这一效应制作的。
(四) 涡流的机械效应----电磁驱动
在磁场运动时带动导体一起运动，这种作用称为“电磁驱动”作用。
当磁铁转动时，根据楞次定律此时在圆盘上将产生涡流，受到磁场的作用力将产生一个促使金属圆盘按磁场旋转方向发生转动的力矩。
但是如果圆盘的转速达到了与磁场转速一样，则两者的相对速度为零，感应电流便不会产生，这时电磁驱动作用便消失。
所以在电磁驱动作用下，金属圆盘的转速总要比磁铁或磁场的转速小，或者说两者的转速总是异步的。
感应式异步电动机就是根据这个原理制成的。
电磁驱动作用可用来制造测量转速的电表，这类转速表常称为磁性式转速表。
用磁性式转速表测量转速时，将被测机器的转轴通过连接器和传动机构与转速表中的永久磁铁的转轴相连，永久磁铁一般是由一块充以四个极的磁钢制成，这便形成一个旋转磁场。
在永久磁铁的上方有一个金属圆盘，称为感应片。
感应片与永久磁铁间有很小的气
隙，两者互不接触。
当永久磁铁随着机器的转轴旋转时，感应片上将产生涡流。
这涡流又将受到这旋转磁场的作用力，结果感应片被驱动，从而沿永久磁铁的旋转方向运动。
感应片的转动将带动与感应片转轴相连的弹簧，将其扭紧，从而产生弹性恢复转矩。
最后，当感应片转过一定的角度，由电磁驱动作用产生的转矩刚巧与弹性恢复的转矩抵消时，便达到一个暂时平衡状态。
由机器带动转动的永久磁铁转速越快，感应片受到的电磁驱动作用所产生的转矩越大，因而指针的偏转角度就越大。
这样，便可通过指针的偏转角度来显示机器的转速。
三、方法点拨:
涡流是由于变化的磁场产生电场,这种电场称为涡旋电场，这时涡旋电场力可以在整块金属内部引起涡电流。
因此涡流的大小取决于回路电阻和磁场变化率
四、典型例题:
【例题1】用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边
没有磁场。
金属环的摆动会很快停下来。
试解释这一现象。
若整个空间都有
向外的匀强磁场，会有这种现象吗？
分析：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变
化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电磁阻
尼现象；空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。
【同类变式】如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空
气阻力不计，则：（）
A．磁铁的振幅不变
B．磁铁做阻尼振动
C．线圈中有逐渐变弱的直流电
D．线圈中逐渐变弱的交流电
【例题2】如图所示，abcd是一闭合的小金属线框，用一根绝缘
的细杆挂在固定点O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程
穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若
悬点摩擦和空气阻力不计，则( )
A.线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流
的方向相反
B.线框进入磁场区域后，越靠近OO′线时速度越大，因而产
生的感应电流也越大
C.线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D.线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能
【解析】线框在进入和离开磁场的过程中磁通量才会变化，也可以看做其部分在切割磁感线，因此有感应电流，且由楞次定律或右手定则可确定进入和离开磁场时感应电流方向是相反的，故A项正确；当线圈整体都进入匀强磁场后，磁通量就保持不变了，此段过程中不会产生感应电流，故B错误，但提醒一下的是此时还是有感应电动势的(如果是非匀强磁场，则又另当别论了)；
当线框在进入和离开磁场的过程中会有感应电流产生，则回路中有机械能转化为电能，或者说当导体在磁场中做相对磁场的切割运动而产生感应电流的同时，一定会有安培“阻力”阻碍其相对运动，故线框的摆角会减小，但当线框最后整体都进入磁场中后，并只在磁场中摆动时，没有感应电流产生，则机械能保持守恒，摆角就不会再变化，故C项正确，
而D项错误.综上所述，正确答案是AC项. 【学习心得】：。
高中物理第四章电磁感应第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动教学案新人教选修3-2
第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动1.线圈中的电流变化时，线圈附近的导体中会产生涡流，涡流会产生热量，因此在日常生活中，既要防止有害涡流，又要利用有益涡流。
2．导体在磁场中运动，感应电流会使导体受到安培力阻碍其运动，即为电磁阻尼。
3．磁场运动时，在磁场中的导体内会产生感应电流，使导体受到安培力的作用而运动起来，即为电磁驱动。
一、涡流1．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。
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：如真空冶炼炉、电磁炉(图471)。
图471(2)涡流磁效应：如探雷器、安检门。
4．防止电动机、变压器等设备中应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个硅钢铁芯。
二、电磁阻尼和电磁驱动1．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止到某位置，便于读数。
2．电磁驱动(1)概念：磁场相对导体转动时，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。
1．自主思考——判一判(1)涡流也是一种感应电流。
(√)(2)导体中有涡流时，导体本身会产热。
(√)(3)利用涡流制成的探雷器可以探出“石雷”。
(×)(4)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律。
(√)(5)电磁阻尼发生的过程中，存在机械能向内能的转化。
(√)(6)电磁驱动时，被驱动的导体中有感应电流。
(√)2．合作探究——议一议(1)块状金属在匀强磁场中运动时，能否产生涡流？提示：不能。
块状金属在匀强磁场中运动时，穿过金属块的磁通量不变，所以金属块中不产生涡流。
(2)利用涡流加热时，为什么使用高频交流电源？提示：涡流就是感应电流，使用高频交流电源，能产生高频变化的磁场，磁场中导体内的磁通量的变化更迅速，产生的感应电流更大，加热效果更好。
2024-2025学年高中物理第四章电磁感应7涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动(2)教案新人教版选修3-2
三、实践活动（用时10分钟）
1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与电磁感应相关的实际问题。
2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示电磁感应的基本原理。
例题4：
一个正方形线圈，边长为a，通入电流I，求线圈中心处的磁场强度。
解答：
根据安培环路定律，线圈中心处的磁场强度可以通过计算线圈的电流密度来求得。电流密度J等于电流I除以线圈的面积A，即J = I/A。线圈的面积A等于a^2。因此，电流密度J = I/（a^2）。根据毕奥-萨伐尔定律，磁场强度B等于电流密度J乘以2π，即B = J*2π = I/（a^2）*2π = 2I/a^2。
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
五、总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了电磁感应的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对电磁感应的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
八、教学反思与改进
今天的课堂，我教授了电磁感应的内容。课后，我设计了反思活动，以便评估教学效果并识别需要改进的地方。
首先，我注意到学生在理解电磁感应的原理时存在一定的困难。在未来的教学中，我计划使用更多的实例和实际应用来帮助学生理解电磁感应的概念。例如，通过分析发电机和电动机的工作原理，使学生能够更直观地理解电磁感应的应用。
最后，我认为课堂上的时间分配需要进行调整。在未来的教学中，我会更加注重时间的管理，确保每个环节都有足够的时间进行深入学习和讨论。
高中物理选修3-2学案7：4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
4.7 涡流电磁阻尼和电磁驱动明确目标了解：涡流的产生原理、涡流的防止和应用了解：电磁阻尼、电磁驱动及其应用关注重难点考点一：对涡流的进一步理解（重点）考点二：电磁阻尼与电磁驱动的应用（重点+难点）新知预习巧设计1．涡流思考辨析家用电磁炉是利用涡流工作的吗？微波炉呢？2．电磁阻尼(1)概念：当导体在磁场中运动时，电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是导体运动的现象。
(2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速，便于读数。
3．电磁驱动(1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到的作用，使导体。
(2)应用：交流感应电动机。
思考辨析在电磁阻尼和电磁驱动中，导体受到的安培力作用效果一样吗？名师课堂一点通考点一对涡流的进一步理解考点解读1．涡流的实质(1)涡流仍然是由电磁感应而产生的，它仍然遵循感应电流的产生条件，特殊之处在于涡流产生于块状金属中。
(2)严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡流的大小有区别，以致一些微弱的涡流被我们忽视了。
2．可以产生涡流的两种情况(1)把块状金属放在变化的磁场中。
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
3．涡流中的能量转化涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为内能。
如果金属块放在变化的磁场中，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，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
考题印证[典例1]如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。
小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。
则小磁块()A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大[总结提能](1)涡流是整块导体中发生的电磁感应现象，分析涡流一般运用楞次定律和法拉第电磁感应定律。
高中物理选修3-2人教版学案设计 4.7《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》
涡流、电磁阻尼和电磁驱动问题探究“金属探测器”趣谈谈起金属探测器，人们就会联想到探雷器，工兵用它来探测掩埋的地雷.金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器，除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体.世界十大宝藏中的第三大宝藏（“阿托卡夫人”号沉船）和第九大宝藏（霍克森钱币）都是利用金属探测器发现的.近年来，为了加强安全措施，各国的安检已不限于机场，凡是重要场所和重要活动，都要对人员进行检查.甚至某些新电影的首映式，为了防止盗版，所有到场的影迷及嘉宾都要接受金属探测器的测试.如今任何工作都能用上高科技，废品回收也不例外.据报道，在湖南和江苏有捡拾废钢铁的青年，拿着金属探测器，在干涸的河床内和地面上探测金属，然后将挖出来的金属卖给废品站，收获颇丰.更有意思的是，由于实行新的月饼生产标准，有的月饼生产厂甚至将有探雷器之称的金属探测器也用到了月饼的生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中.据了解，这种金属探测器可以探测到最小0.5 cm的金属颗粒.近来，英国的科学家发明了一种金属探测器，也许可以给父母和医生们帮上不少忙.据路透社报道，这种探测器是把军事上的地雷探测技术转化到民用医疗设施上而制成的，它能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物.金属探测器为什么能探测金属呢？解答提示：交变电流通过金属探测器的线圈时，会产生变化的磁场.如果探测器周围有金属，金属内便产生涡流，涡流本身又会产生磁场反过来影响原有的磁场，这样就会引发探测器发出鸣叫声.自学导引1.涡流：把整块金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生___________，这种电流在金属块内自成的闭合回路，很像水的漩涡，因此叫做涡流.答案：感应电流2.电磁阻尼：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_________________________________，这种现象叫电磁阻尼.答案：阻碍导体的运动3.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___________的作用，安培力使________________________，这种作用常常称为电磁驱动.答案：安培力导体运动起来疑难剖析1.涡流的应用与防止【例1】磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，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.起电磁驱动的作用思路分析：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，使线圈偏转后尽快停下来.所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用.正确选项是BC.答案：BC温馨提示：线圈通电后的转动不是电磁驱动，要弄清概念，电磁驱动是一种电磁感应现象.【例2】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，这是因为（）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，以减少发热量思路分析：不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，是防止涡流而采取的措施.本题正确选项是BD.答案：BD温馨提示：任何事物都具有两面性.对人类有益的一面要尽量去开发利用，对人类有害的一面要尽可能防止.2.电磁阻尼总是阻碍导体的运动【例3】弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁.将磁铁托到某一高度后放开，磁铁能振动较长一段时间才停下来.如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它（如图所示），磁铁就会很快停下来.解释这个现象，并说明此现象中的能量转化情况.思路分析：当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下来.3.正确理解电磁驱动及与电磁阻尼的区别：【例4】下列现象属电磁阻尼的是（）属电磁驱动的是（）A.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做B.微安表的表头在运输时要把两接线框短接C.自制金属地雷探测器D.交流感应电动机E.当图中B变大时，a、b在固定光滑导轨上滑动思路分析：电磁阻尼是指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；而电磁驱动是磁场相对导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动而不是阻碍导体运动.答案：AB DE拓展迁移【拓展点1】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，杆上挂有一光滑螺旋管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旋管A的中心轴运动.设A、B的质量分别为M、m，求：（1）螺旋管A 获得的最大速度；（2）全过程中整个电路所消耗的电能.提示：（1）设小磁铁B 由h 高处下滑到水平轨道上时速度为v 0，由机械能守恒定律得：mgh=21mv 02 磁铁B 与螺线管A 速度相等时，螺线管A 的速度最大，即为v max ，由动量守恒定律得：mv 0=(M+m)v max所以有：v max =m M mv +0=mM gh m +2. （2）整个电路所消耗的电能 E=mgh-21 (M+m)v max2 =mM Mmgh +. 【拓展点2】 如图所示，在光滑的水平面上有一半径r=10 cm 、电阻R=1 Ω、质量m=1 kg 的金属环，以速度v=10 m/s 向一有界磁场滑去.匀强磁场方向垂直于纸面向里，B=0.5 T.从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了3.2 J 的热量.求：（1）此时圆环中电流的瞬时功率；（2）此时圆环运动的加速度.提示：（1）由能量守恒mv 2/2=Q+mv ′2/2,而P=E 2/R=（B ·2r ·v ′）2/R ，二式联立可得P=0.36 W;(2)a=BIL/m=B 2(2r)2v ′/mR=6×10-4 m/s 2,向左.。
2024-2025学年高中物理第四章电磁感应7涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动(1)教案新人教版选修3-2
3. 信息化资源：电子教材、教学视频、动画模拟、在线习题库。
4. 教学手段：讲授法、实验法、讨论法、案例分析法、作业巩固法。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
难点：
1. 涡轮流的产生机制及其与电磁感应的关联；
2. 电磁阻尼的数学表达式及其计算方法；
3. 电磁驱动在不同领域的具体应用及其原理。
解决办法：
1. 对于涡轮流的产生及其与电磁感应的关系，可以通过实验演示和动画模拟的方式，让学生直观地理解其产生机制，并通过实际案例分析加深学生对二者关系的理解。
2. 对于电磁阻尼的数学表达式及其计算方法，可以通过公式推导和例题讲解，让学生掌握其计算方法，并通过课后练习加以巩固。
情感升华：
结合涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。
鼓励学生分享学习涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动的心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
4. 科学交流：在本节课的教学过程中，鼓励学生积极参与课堂讨论，提高学生的科学交流能力。例如，在讲解电磁阻尼的应用时，组织学生进行小组讨论，让学生分享自己的观点和心得。
重点难点及解决办法
重点：
1. 涡轮流的产生及其与电磁感应的关系；
2. 电磁阻尼的概念及其在实际应用中的作用；
3. 电磁驱动的原理及其在现代科技领域的应用。
高中物理选修3-2学案4：4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动自主学习一、涡流1．定义：当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，在附近导体中产生像水中旋涡样的感应电流，所以把这种感应电流叫做涡流．2．决定因素：磁场变化越快(ΔB Δt越大)，导体的横截面积S 越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大．3．应用：真空冶炼、探测地雷、机场安检等．4．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．可增大铁芯材料的电阻率、用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯．二、电磁阻尼和电磁驱动1．电磁阻尼(1)定义：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．(2)应用：电磁阻尼中需要克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能．所以磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数．2．电磁驱动(1)定义：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，这种作用常称为电磁驱动．注意：电磁驱动中导体的运动速度要小于磁场的运动速度．(2)应用：电磁驱动中导体受安培力的方向与导体运动方向相同，安培力做功，推动导体运动，电能转化为机械能．所以利用电磁驱动发明了交流感应电动机．3．电磁阻尼与电磁驱动的联系：电磁阻尼与电磁驱动现象中安培力的作用效果均为阻碍相对运动．自主检测1．下列应用与涡流有关的是( )A ．高频感应冶炼炉B ．探雷器和安检门C ．收音机里的“磁性天线”D ．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流2．关于涡流的应用与危害，下列说法正确的是( )A．利用涡流的热效应制成了真空冶炼炉B．利用涡流的磁效应制成了地雷探测器和机场的安检门C．在各种电机中，涡流是非常有害的，它会使铁芯的温度升高，从而危害到线圈绝缘材料的寿命，严重时会使绝缘材料报废，又涡流是因发生电磁感应现象而产生的感应电流，因此不会消耗额外的能量，不会降低电机的效率D．由于涡流具有热效应，会使铁芯的温度快速升高，因此电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成的，其主要目的是增大散热的速度3．如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。
学案：4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动学案（人教版选修3-2）1．当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，在附近导体中产生像水中旋涡样的感应电流，把这种感应电流叫涡流．利用涡流的热效应可进行真空冶炼，利用它的磁效应可进行金属探测．2．当导体在磁场中运动时，在导体中会产生感应电流，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；当磁场相对导体转动时，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而运动起来，这种现象称为电磁驱动．3．下列做法中可能产生涡流的是()A．把金属块放在匀强磁场中B．让金属块在匀强磁场中匀速运动C．让金属块在匀强磁场中做变速运动D．把金属块放在变化的磁场中答案 D解析涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D项正确．4．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．起电磁驱动的作用答案BC解析线圈通电后，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，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用．图15．如图1所示，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直，环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是()A．两环都向右运动B．两环都向左运动C．环1静止，环2向右运动D．两环都静止答案 C解析条形磁铁向右运动时，环1中磁通量保持为零不变，无感应电流，仍静止．环2中磁通量变化．根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果使环2向右运动．【概念规律练】知识点一涡流及其应用1．如图2所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()图2A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯答案 C解析通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．点评涡流是在导体内产生的，而且穿过回路的磁通量必须是变化的，此题能说明电磁炉的原理．2．机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流，关于其工作原理，以下说法正确的是()A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流B．人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流D．金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流答案CD解析一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故D项正确．点评金属探测利用了涡流的磁效应．知识点二电磁阻尼3．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边缘，但并不与铜盘接触，如图3所示，铜盘就能在较短时间内停止转动，分析这个现象产生的原因．图3答案见解析解析铜盘转动时如果加上磁场，则在铜盘中产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它的转动，故在较短的时间内铜盘停止转动．点评当导体在磁场中运动时，导体中的感应电流受到安培力的作用阻碍导体运动，即安培力为电磁阻尼的阻力．4. 如图4所示，是称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端O点为轴在竖直面内转动，一有界磁场垂直于金属薄片所在的平面．使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动；若将摆改成梳齿状，还是从同一位置释放，摆会摆动较长的时间．试定性分析其原因．图4答案见解析解析第一种情况下，阻尼摆进入有界磁场后，在金属薄片中会形成涡流，涡流使金属薄片受安培力的作用，阻碍其相对运动，所以会很快停下来；第二种情况下，将金属摆改成梳齿状，阻断了涡流形成的回路，从而减弱了涡流，受到安培力的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间．点评防止电磁阻尼的途径为阻止或减弱涡流的产生．知识点三电磁驱动5．如图5所示，让一金属圆盘接近磁铁的两极，但不接触，使磁铁转动，圆盘也会跟着转动，这种现象称为“电磁驱动”，请你说明电磁驱动的原理．图5答案见解析解析当蹄形磁铁转动时，圆盘上不同位置的磁通量发生变化，因而圆盘中会有涡流形成，该涡流的磁场阻碍磁通量的变化，使圆盘随着磁铁一起转动，但圆盘转动速度比磁铁慢．点评电磁驱动的驱动力是涡流受到的安培力．6．位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如图6所示，在此过程中()图6A．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．小车先加速后减速答案BC解析磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动．同理，磁铁穿出时产生的相互作用力也阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项B是正确的．而对于小车上螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，C项对．点评发生电磁驱动现象时，磁场相对导体运动，在导体中产生感应电流，感应电流受到安培力作用而使导体运动起来．【方法技巧练】涡流能量问题的处理技巧7．弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁．将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来．如图7所示，如果在磁铁下端放个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况．图7答案见解析解析当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁向线圈靠近或离开，也就使磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下来．损失的机械能主要转化为电能再转化为内能．方法总结此题中涡流损耗了机械能．。
高中物理选修3-2 第四章4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动教学设计
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》—教学设计●教材分析本节选自人教版高中物理选修3-2第四章第七节。
（1）教材特点：本节课的内容是前面所学楞次定律和法拉第电磁感应定律等知识的延生，和前面所学的内容构成完整的电磁感应知识体系。
物理新课标要求教学中通过实验，让学生掌握涡流的概念，了解其在生产生活中的运用。
（2）教材处理：教材中没有推导过程，而是直接给出了涡流的定义，但是学生对于涡流概念的理解是很抽象的，所以通过简化模型法将涡流概念的引入具体化、直观化，从而帮助学生更好的理解涡流的概念，进而学习涡流在生产、生活和科技方面的应用。
●学情分析优势：已经学习了楞次定律和法拉第电磁感应定律等基本知识；具有强烈的好奇心、求知欲；具备一定的理论分析能力。
劣势：感性思维强于理性思维，能感受到涡流引起的各种现象，但是却难以想到现象背后隐藏的物理原理；往往只注意到表面现象，而欠缺解决问题的能力。
●重难点分析重点：涡流的概念及其运用。
难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
●教学目标1、知识与技能a、知道涡流是如何产生的b、知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流C、知道电磁阻尼和电磁驱动。
2、过程与方法a、让学生经历知识被发现的过程，培养学生观察·比较·分析·归纳等科学探究方法。
3、情感、态度与价值观a、增强物理学习的兴趣。
b、学会辩证的看待事物，利用其有利的的一面来为人类服务。
●教学理念教师在教学中起主导作用，是学生学习实践活动的组织者、引导者和合作者。
学生是学习的主体，是学习的主动参与者和知识的构建者。
教师引导学生经历观察、猜想、分析归纳等活动，培养学生尊重科学、尊重事实、严谨细致的科学态度，发展学生的动手操作、自主探究、合作交流和分析归纳的能力。
同时运用现代化的教学手段，创建更为丰富深动的情景，激发学生的求知欲和探索新知识的热情。
●教学方法1、提问法：通过提问引导同学们思考，让同学们在思考中学习知识，并且提高其分析问题的能力。
高二物理 选修3-2 第四章：4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动 导学案
4.7《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》导学方案
1.了解涡流是怎样产生的
2.了解涡流现象的利用和危害
3.通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用
4.了解电磁阻尼和电磁驱动
学习过程
一、涡流
【自学】P26，完成下列填空
1.当线圈中的电流随时间变化时，由于___________,附近的另一个线圈中会产生感应电流。
实际上，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以叫它___________,简称________
2.像其他电流一样，金属块中的涡流也要产生______, 金属的电阻率小，则涡流______, 产生的________很多。
1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流-----涡流.
2、交流感应电动机就是利用____________的原理工作的。
课堂练习
P28---29 问题与练习
课后小结。
高中物理 4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动导学案 新人教版选修3-2(2021年最新整理)
高中物理4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动导学案新人教版选修3-2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动导学案新人教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动导学案新人教版选修3-2的全部内容。
第四章电磁感应第七节涡流电磁阻尼和电磁驱动【学习目标】1．知道涡流是如何产生的；2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止；3．知道电磁阻尼和电磁驱动。
【重点、难点】重点：1．涡流的概念及其应用。
2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
难点:电磁阻尼和电磁驱动的实例分析【预习案】【自主学习】1．涡流概念:2．涡流的防止和利用（１）用来冶炼合金钢的真空___________,炉外有___________，线圈中通入___________电流，炉内的金属中产生___________。
涡流产生的___________使金属熔化并达到很高的温度。
（2）利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在___________中进行，这样就能防止___________进入金属,可以冶炼高质量的___________.(3）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从地面扫过，线圈中________的电流．如果地下埋着___________，金属中会感应出___________，涡流的___________又会反过来影响线圈中的___________，使仪器报警．3．电磁阻尼: .4．电磁驱动：。
【学始于疑】【探究案】【合作探究一】1、仔细观察电动机、变压器铁芯有什么特点？2、为什么要这样做呢?用一个整块的金属做铁心不是更省事儿?【合作探究二】1．涡流［实验1]演示涡流生热实验。