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学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理学案VIP免费

第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动1.知道涡流的产生原因及涡流的防止和应用．2.知道电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用．一、涡流1．概念：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．应用：真空冶炼炉、探雷器、机场安检等．3．防止：将电动机、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．另一个途径就是用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯．二、电磁阻尼和电磁驱动1．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，安培力总是阻碍导体运动，这种现象叫电磁阻尼．2．电磁驱动：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，这种作用常常称为电磁驱动．3．电磁驱动的应用：交流感应电动机．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无法探出“石雷”．()(4)电磁驱动是使用电能转化为动能．()提示：(1)√(2)√(3)√(4)√做一做电磁炉是利用涡流加热而达到烹饪食物的目的．电磁炉适用的锅类是()A．平底陶瓷锅B．凹底陶瓷锅C．平底不锈钢锅D．凹底不锈钢锅提示：选C.电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流(即电流)，加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，必须使用铁质锅具才被磁化形成涡流，C正确．想一想家用电磁炉和微波炉工作原理一样吗？提示：不一样．电磁炉利用涡流的热效应工作，而微波炉利用电磁波工作．对涡流的理解和应用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．(多选)高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝处金属熔化，要使焊接处产生的热量较大可采用的方法是()A．增大交变电流的电压B．增大交变电流的频率C．增大焊接缝的接触电阻D．减小焊接缝的接触电阻[思路点拨](1)如何判断感应电流的大小？(2)电流的热效应与哪些因素有关？[解析]交变电流频率越高，电压越大，产生的磁场变化越快，在工件中引起的感应电动势越大，感应电流越大，产生的热量越多，故A、B正确；焊接缝接触电阻越大，电压越大，在此处产生的热量越多，越容易熔化焊接，故C正确，D错误．[答案]ABC(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律和楞次定律．(2)磁场变化越快，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)导体内部可等效为许多闭合电路．(4)导体内部发热的原理是电流的热效应．(2018·黑龙江大庆期中)高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的．如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快、温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是()A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用线圈中电流产生的磁场C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电解析：选C.高频感应炉的原理是给线圈通以高频交变电流后，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，由于涡...