涡轮、电磁阻尼和电磁驱动

涡流。电磁阻尼与电磁驱动教案

第7节涡流电磁阻尼和电磁驱动 一、教学目标 （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 二、重点、难点 教学重点： 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。 教学难点： 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 三、教学手段与策略 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 四、课时安排：1课时 五、教学过程 （一）引入新课 教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。 教师：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？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。

（二）进行新课 1、涡流 教师：［演示1］涡流生热实验。 在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。 学生：铁板的温度比铁芯高。 教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？ 学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 师生共同活动：分析涡流的产生过程。 分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内， 若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场 激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在 感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡 旋状的感应电流。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时， 就会产生电热，这就是涡流的热效应。 教师：课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 教师：为什么铁板的温度比铁芯高？ 学生：因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而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，涡流产生的热量也减少。 教师：同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗？ 学生：为了减少涡流损失的电能，同时也保护铁芯不被烧坏。 教师：下面大家阅读教材，了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。 2、电磁阻尼 教师：下面我们看教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。 学生：阅读教材后，发表自己的看法。

高中物理《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》优质课教案、教学设计

第七节涡流，电磁阻尼和电磁驱动 教学目标： （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 教学重点： 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。 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学难 点： 教学方 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 法： 教学用 具：电磁炉以及连接线圈的灯泡、变压器铁芯、、电磁阻尼演示装置（示

教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U 形磁铁、能绕轴转 动的铝框）。 教学过程： （一）引入新课观察连接线圈的灯泡放在电磁炉上，开通电磁炉，灯泡发光。出示变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。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？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘 （二）进行新课 1、涡流 ［演示1］涡流生热实验。 开通电磁炉，不锈钢锅里的水烧热了。 为什么水被加热了呢呢？原来在不锈钢锅里有涡流产生。安 排学生阅读教材，了解什么叫涡流？

当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 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．这种高频感应炉利用涡流来熔化金属。图是冶炼金

涡流·电磁阻尼和电磁驱动

第七节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 教学目标： （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 教学重点： 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。 教学难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学方法：通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教学用具：电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。 教学过程： （一）引入新课 出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。 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？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。 （二）进行新课 1、涡流 ［演示1］涡流生热实验。 在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2mm的铁 板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交

流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。 为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？ 当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而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，涡流产生的热量也减少。 2、电磁阻尼 阅读教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。 导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，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。 ［演示2］电磁阻尼。 按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程 中受到的电磁阻尼现象。 ［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到 某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？ 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，安培阻力相对较大，因而磁铁会很快停下来。 3、电磁驱动 ［演示4］电磁驱动。 演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。 磁场相对于导体运动时，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，这种现象称为电磁驱动。 交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。 （三）实例探究

高二物理选修32第四章：4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动(部分答案)

第七节：涡流、电磁阻尼和电磁驱动 【课标转述】 1、通过实验，了解自感现象和涡流现象。说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 2、观察日光灯电路，分析日光灯镇流器的作用和原理；观察家用电磁灶，了解其结构和原理。 【学习目标】 （1）、说出涡流是如何产生的 （2）、说出涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流 （3）、通过自己旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因 （3）、说出一些实际问题中的一些涡流现象并能说出原理. 【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

电磁阻尼和电磁驱动

图中L 是一只有铁芯的线圈，它的电阻不计，E 表示直流电源的电动势。先将S 接通，稳定后再将S 断开．若将L 中产生的感应电动势记为E L ，则在接通和断开S 的两个瞬间，以下说法正确的是( ) A ．两个瞬间E L 都为零 B ．两个瞬间E L 的方向都与E 相反 C ．接通瞬间E L 的方向与E 相反 D ．断开瞬间 E L 的方向与E 相同 【自主学习】 1．金属块中的涡流要产生 ，如果金属的 ，则涡流 ，产生的 。 2． ，这种现象称为电磁阻尼。 3．交流感应电动机就是利用 的原理工作的。 【例题精讲】 例 1：如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ） A ．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B ．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C ．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D ．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大 例2：如图所示，闭合金属环从曲面上h 高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ） A ．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h B ．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C ．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D ．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h 【习题训练】 1．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A ．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B ．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C ．涡流有热效应，但没有磁效应

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 制作人：陈冬冬日期：2012-11-28 【自主学习】 一、涡流 1、定义： 2、涡流是否遵循法拉第电磁感应定律？ 二、电磁阻尼 1、定义： 2、阅读课本第27页的“思考与讨论”，回答下列问题： ⑴在图4.7-5中，安培力对线圈的运动有什么影响？ ⑵在图4.7-6中，铝框中的感应电流沿什么方向？铝框所受安培力沿什么方向？安培力对铝框的转动产生什么影响？使用铝框做线圈骨架有什么好处？ 三、电磁驱动 1、定义： 2、阅读课本第27页的“演示”，回答：怎样解释铝框的运动？ 四、电磁阻尼和电磁驱动的区别 1、电磁阻尼、电磁驱动中感应电流的成因有何不同？ 2、电磁阻尼和电磁驱动中安培力的效果有何不同？ 3、电磁阻尼和电磁驱动中能量转化情况有何不同？

【针对练习】 1．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 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 3．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( ) A．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 4.某磁场磁感线如图所示，有铜盘自图示A位置落至 B位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的涡流方向是( ) A．始终顺时针 B．始终逆时针 C．先顺时针再逆时针 D．先逆时针再顺时针 5.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 6．如图所示，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 7．如图4-7-13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．现把一个蹄形磁铁移近铜盘， 则( ) A．铜盘转动将变慢 B．铜盘转动将变快 C．铜盘仍以原来的转速转动 D．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定 8.如图4-7-14所示，abcd是一小金属块，用一根绝缘细杆挂在固定点O，使 金属块绕竖直线OO′来回摆动，穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟

高中物理人教版选修3选修3-2第四章第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动A卷

高中物理人教版选修3选修3-2第四章第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动A卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共5题；共10分) 1. （2分） (2017高二上·惠州期末) 电磁炉在炉内由交变电流产生交变磁场，使放在炉上的金属锅体内产生感应电流而发热，从而加热食品．电磁炉的工作利用了（） A . 电流的热效应 B . 静电现象 C . 电磁感应原理 D . 磁场对电流的作用 【考点】 2. （2分）下列说法中正确的是（） A . 光波不是电磁波 B . 电磁炉是利用涡流加热的 C . 用陶瓷器皿盛放食品可直接在电磁炉上加热 D . DVD光盘是利用磁粉记录信息的 【考点】 3. （2分） (2017高二上·海口期末) 电磁感应中下列说法正确的是（） A . 法拉第电磁感应定律公式是Q=I2Rt B . 高电压输电会增大导线上因发热而损失的电能 C . 电路中自感的作用是阻止电流的变化

D . 利用涡流的热效应可以制成一种新型的炉灶﹣﹣电磁炉 【考点】 4. （2分）下列说法中正确的是（） A . 磁电式电流表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止电磁感应 B . 精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场 C . 磁带录音机录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 D . 电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成 【考点】 5. （2分）在很多情况下，我们对物理规律的理解和认识是通过观察和比较物理现象来进行的．在下列的观察及根据观察所得出的相应结论中正确的是（） A . 相同的弹簧受到不同的拉力，拉力越大，弹簧的形变量越大，说明弹簧的劲度系数和拉力的大小有关 B . 变压器的铁芯使用了相互绝缘的硅钢片代替整块硅钢铁芯，减少了能量浪费，说明相互绝缘的硅钢片不会产生任何涡流 C . 把弹簧秤A和B的挂钩钩在一起，用两手同时拉A和B，发现两弹簧秤的示数相等，说明作用力与反作用力大小相等方向相反 D . 把一根条形磁铁插入闭合线圈，磁铁插入的速度越大，感应电流越大，说明感应电动势的大小和磁通量变化的大小有关 【考点】 二、多项选择题 (共3题；共9分)

涡流电磁阻尼和电磁驱动练习题及答案解析

涡流电磁阻尼和电磁驱 动练习题及答案解析 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

1．(2011年哈师大附中高二检测)下列应用与涡流有关的是( ) A．家用电磁炉B．家用微波炉 C．真空冶炼炉D．探雷器 解析：选ACD.家用电磁炉、真空冶炼炉、探雷器都是利用涡流工作，而家用微波炉是利用微波直接作用于食物． 图4－7－8 2．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图4－7－8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.高频感应炉的线圈通入高频交变电流时，产生变化的磁场，变化的磁场就能使金属中产生涡流，利用涡流的热效应加热进行冶炼．故选项C正确．A、B、D错误． 图4－7－9 3.如图4－7－9所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( ) A．做等幅振动 B．做阻尼振动 C．振幅不断增大 D．无法判定 解析：选B.小球在通电线圈的磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用阻碍它与线圈的相对运动，做阻尼振动． 图4－7－10 4.老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，如图4－7－10所示，同学们看到的现象是( )