资源简介

(共21张PPT)
梁宁 内蒙古师范大学
第4节：涡流、电磁阻尼和电磁驱动
人教版(2019年)高中物理选择性必修第二册
第二章 电磁感应
物理也疯狂
目录
感生电场
法拉第电磁感应定律
01.
02.
新课引入
在电磁炉的炉盘下有一个线圈。用电磁炉加热时，它的盘面并不发热，上面放置铁锅的却会发热。这是为什么呢
感生电场
01.
磁场变强
1.磁场变化使闭合电路中的导体产生感应电流，那么，使导体中自由电荷定向移动的作用力是什么力呢？是洛伦兹力还是静电力？
产生顺时针方向的感应电流
2.难道是变化的磁场对电荷产生的作用力？变化的磁场是怎样产生对电荷的这个作用力的呢？
感生电场
01.
B
B
B’
E
磁场
变化
激发
感生
电场
力
导体中
自由电荷
形成
感应
电流
静止电荷
激发
静电场
感生电动势
（非静电力）
1、麦克斯韦的解释
产生
感生电场
01.
感生电场的特点:
(2)感生电场的电场线是闭合的(没有电势的概念)
(1)感生电场位于与磁场垂直的平面上
E感
B
E感
i感
B
(3)可根据楞次定律判断感生电场的方向
B感
增加
感生电场
01.
感生电场(涡旋电场) 感生电动势
方向:就是感生电流的方向，用楞次定律判断
电场线:是闭合曲线
感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用
感生电场是产生感生电动势的原因
变化的磁场在周围空间激发的电场
感生电场
01.
2、感生电场应用实例---电子感应加速器
柱形电磁铁：产生变化的磁场；
环形真空管道：是电子运行的轨道；
工作过程：
磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。
思考：为使电子逆时针加速，线圈中电流应该如何变化？
感生电场
01.
穿过真空室内磁场的方向
由图知电子沿什么方向运动
要使电子沿此方向加速，感生电场的方向如何
由感生电场引起的磁场方向如何
竖直向上
逆时针
顺时针
向下
原磁场在增强，即电流在增大。
涡流
02.
1. 定义：线圈中的电流随时间变化时，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。
若金属电阻率很小，则涡流往往很强，产生的热量很多。
2. 特点：
涡流
02.
(一)涡流的热效应及其应用
1.电磁炉
AC
涡流
02.
2.真空冶炼炉
冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。
涡流冶炼的优点：
加热快、能耗少、易控温、无杂质
涡流
02.
3.涡流的危害与防止
怎样减少涡流损耗？
交变电流
交变电流
整块铁心
彼此绝缘的薄片
（1）危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流:
（2）防止：
①使铁芯发热，
②浪费了能量，
③还可能损坏电器。
涡流
02.
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢。
涡流
02.
1、探雷器
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。
报警器
变化电流
报警器
变化电流
(二)涡流的磁效应
涡流
02.
2、金属探测器、安检门等
涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。
涡流
02.
问题1：磁式电流表为什么用铝框做线圈骨架？
1、假定仪表工作时指针向右转动，铝框中感应电流沿什么方向？
2、铝框由于转动产生感应电流，铝框会受安培力，安培力是沿什么方向的？
3、安培力对铝框的转动产生什么影响？
4、使用铝框做线圈骨架有什么好处？
＋
I
F安
F安
F安
I
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。
(三)涡流的机械效应——电磁阻尼
涡流
02.
实验：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，表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同 怎样解释这种差别 为什么灵敏电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起
用导线把正负两个接线柱连在一起，构成一个闭合回路。这样如果它的指针摆动，就会在线圈中产生感应电流，接着出现电磁阻尼的现象，使指针很快的停止运动就不容易折断。
涡流
02.
问题２：微安表的表头在运输时为何把两个接线柱连在一起？
③使指针迅速停止摆动，保护游丝、指针。
电磁阻尼应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等
（1）内部有磁体，有线圈。
（2）①把接线柱连在一起，线圈在摆动的时候就产生感应电流；
②这个感应电流可以阻碍线圈的摆动；
涡流
02.
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。
(三)涡流的机械效应——电磁驱动
涡流
02.
情景 对导体的作用 表现 原因 能量观
v
F
v
F
导体在磁场中运动
磁铁相对导体运动
阻尼
驱动
阻碍相对运动
阻碍磁通量变化
电磁阻尼和电磁驱动
导体的机械能转化为电能
磁体的机械能转化为导体的机械能

展开更多......

收起↑