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文檔簡介
第二章
電磁感應(yīng)
第三節(jié)
渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動高中物理選擇性必修二1渦流2電磁阻尼3電磁驅(qū)動計劃與措施學習目標1、定義:整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象,稱為渦流現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流稱為渦電流,簡稱渦流。2、特點:(1)由于整塊金屬的電阻率通常很小,故渦流常常很大。
(2)遵守楞次定律和電磁感應(yīng)定律。B增大I一、渦流1、高頻感應(yīng)爐
(1)當金屬塊的電阻率比較小時,形成的渦流的電流強度就會很大,進而產(chǎn)生大量的焦耳熱。r
較小I
較大Q
很大(2)渦流冶煉的優(yōu)點:加熱效率高、速度快、減少表面氧化程度、能耗少、易控溫、無雜質(zhì),適合冶煉特種合金。一、渦流2、電磁爐:IBBI’I’優(yōu)點:能量損耗小、熱效率高,不產(chǎn)生明火和燃燒廢氣,清潔、高效的炊具一、渦流1、探雷器
這種探雷器可以用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷。報警器變化電流報警器變化電流一、渦流2、金屬探測器、安檢門等渦流的磁場反過來影響線圈中的電流,使儀器報警。一、渦流怎樣減少渦流損耗?交變電流交變電流整塊鐵心彼此絕緣的硅鋼薄片1、危害:線圈中流過變化的電流,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流:2、防止:①使鐵芯發(fā)熱,②浪費了能量,③還可能損壞電器。一、渦流變壓器鐵芯中的渦流損耗及改善措施1.增大鐵芯的電阻率,常用的鐵芯材料是硅鋼。2.用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。一、渦流電磁驅(qū)動問題引入:線圈為什么轉(zhuǎn)起來?
如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生渦流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運動起來,這種作用常常稱為電磁驅(qū)動。應(yīng)用1:感應(yīng)電動機。交流感應(yīng)電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的。二、電磁驅(qū)動應(yīng)用2:磁性式轉(zhuǎn)速表可改裝成車速表二、電磁驅(qū)動
當導(dǎo)體在磁場中運動時,導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦流使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。鋁框應(yīng)用:磁電式電表、電氣機車的電磁制動、阻尼擺等三、電磁阻尼問題:為什么兩個前面的彈簧振子先停下來?問題:微安表的表頭在運輸時為何把兩個接線柱連在一起?使指針迅速停止擺動,保護游絲,指針。這個感應(yīng)電流可以阻礙線圈的擺動,三、電磁阻尼情景對導(dǎo)體的作用表現(xiàn)原因能量觀vFvF導(dǎo)體在磁場中運動磁鐵相對導(dǎo)體運動阻尼驅(qū)動阻礙相對運動阻礙磁通量變化電磁阻尼和電磁驅(qū)動導(dǎo)體的機械能轉(zhuǎn)化為電能磁體的機械能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機械能比較電磁阻尼與電磁驅(qū)動的區(qū)別和聯(lián)系聯(lián)系:安培力的作用都是阻礙它們間的相對運動。區(qū)別:①電磁阻尼是導(dǎo)體相對于磁場運動;
②電磁驅(qū)動是磁場相對于導(dǎo)體運動。比較1、下列哪些措施是為了防止渦流的危害()A、電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上C、變壓器的鐵芯不做成整塊,而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成D、變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層CD練習2、物理學的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用.下面列舉的四種器件中,在工作時利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(
)【解析】電磁爐利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生焦耳熱,D正確;A是利用帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn),B、C是利用電流的熱效應(yīng),A、B、C錯誤.D練習3、如圖所示,四根等長的鋁管和鐵塊(其中C中鋁管不閉合,其他兩根鋁管及鐵管均閉合)豎直放置在同一豎直平面內(nèi),分別將磁鐵和鐵塊沿管的中心軸線從管的上端由靜止釋放,忽略空氣阻力,則下列關(guān)于磁鐵和鐵塊穿過管的運動時間的說法正確的是(
)。A.tA>tB=tC=tD
B.tC=tA=tB=tDC.tC>tA=tB=tD D.tC=tA>tB=tDA練習4.下列關(guān)于教材中四幅插圖的說法正確的是()A.圖甲中,當手搖動柄使得蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動,則鋁框會反向轉(zhuǎn)動,且跟磁體轉(zhuǎn)動的一樣快B.圖乙是真空冶煉爐,當爐外線圈通入高頻交流電時,線圈中產(chǎn)生大量熱量,從而
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