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涡流电磁阻尼和电磁驱动知识元涡流电磁阻尼和电磁驱动知识讲解1．涡流（1）定义：由于电磁感应，在大块金属中会形成感应电流，电流在金属块内组成闭合回路，很像水的旋涡，因此叫做涡电流，简称涡流．（2）决定因素：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）涡流产生的条件①穿过金属块的磁通量发生变化．②金属块自身构成闭合回路．③金属块的电阻较小．（4）利用．①电磁炉：金属块内产生涡流时将会产生电热，因此可以用涡流来加热物体．电磁炉就是利用了这一原理．②真空冶炼：用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入周期性变化的电流，炉内的金属中产生涡流．涡流产生的热量使金属熔化并达到很高的温度，利用涡流冶炼的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金．（5）防止：①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．②用互相绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少．2．涡流现象中的能量分析伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能．（1）金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能最终转化为内能．（2）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，就会产生电热．3．电磁阻尼（1）电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，导体中产生的感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼．（2）应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停下来，便于读数．4．电磁驱动（1）概念：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的现象．（2）应用：交流感应电动机．例题精讲涡流电磁阻尼和电磁驱动例1.下列现象中利用涡流的是（）A．金属探测器B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠压成铁芯C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架例2.用下述方法给仪器内部的金属部分加热：把含有玻璃外壳的仪器放在通有交变电流的线圈中，仪器内部的金属部分变热了，而玻璃外壳还是冷的。
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）教案一、教学目标1.了解涡流、电磁阻尼和电磁驱动的基本概念和原理。
2.掌握涡流、电磁阻尼和电磁驱动的实验方法及注意事项。
3.能够运用所学知识解决实际问题，提高动手实践能力。
二、教学内容和步骤1. 涡流1.1 什么是涡流涡流是指在导体中，由于磁感线在导体中的变化而产生的感生电流，这一现象称为涡流。
1.2 涡流的基本特征涡流的基本特征有以下几点：•涡流存在于导体内部。
•涡流是感生电流的一种，因此只存在于变化的磁场中。
•涡流的大小与导体材料、宽度、高度和磁感应强度等有关。
1.3 涡流的实验涡流的实验步骤：•准备一个通有交流电的线圈和一个铜管。
•将铜管放入线圈内部。
•测量线圈的电流值和磁感应强度。
•观察铜管的运动状态。
涡流实验的注意事项：•实验过程中须注意电压、电流、磁感应强度等参数的安全性。
•对于铜管的大小、形状、材质、温度等要求较高。
2. 电磁阻尼2.1 什么是电磁阻尼电磁阻尼是指通过电磁感应产生的阻力而使机械系统减速的现象。
2.2 电磁阻尼的实验电磁阻尼的实验步骤：•准备一个小车和连接线圈的电路。
•将线圈和小车固定在光滑的滑槽上。
•在滑槽上施加一个水平方向的初始速度。
•测量小车的运动速度和电路的电流。
•观察小车的运动状态。
电磁阻尼实验的注意事项：•实验过程中须注意电流、电压、磁场等参数的安全性。
•对于小车的形状、质量、速度等要求较高。
3. 电磁驱动3.1 什么是电磁驱动电磁驱动是指利用电磁感应作用力来驱动物体运动的现象。
3.2 电磁驱动的实验电磁驱动的实验步骤：•准备一个导体和线圈。
•将导体放在线圈内部，使导体与线圈垂直。
•通过交流电流产生磁场。
•观察导体的运动状态。
电磁驱动实验的注意事项：•实验过程中须注意电流、电压、磁感应强度等参数的安全性。
•导体的长度、材质、形状等都会影响实验结果。
三、课堂互动1.向学生提出涡流、电磁阻尼和电磁驱动的高频实际应用场景，让学生思考在这些场景中涡流、电磁阻尼和电磁驱动起到了什么作用。
第07讲 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课程标准课标解读 1.通过实验，了解涡流现象。
2.能举例说明涡流现象在生产生活中的应用。
3.了解电磁炉的结构和原理。
1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。
2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用。
3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用。
知识点01 电磁感应现象中的感生电场1．感生电场麦克斯韦认为：磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场叫作感生电场．2．感生电动势由感生电场产生的电动势叫感生电动势．3．电子感应加速器 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速．【知识拓展1】1．变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关．如果在变化的磁知识精讲目标导航场中放一个闭合电路，自由电荷在感生电场的作用下发生定向移动．2．感生电场可用电场线形象描述．感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的，而静电场的电场线不闭合．3．感生电场的方向根据楞次定律用右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt计算． 【即学即练1】高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。
磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N 极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。
图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。
下列有关铝盘刹车的说法正确的是（ ）A ．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场B ．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场C ．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速D ．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力变大【答案】C【解析】A ．铝盘甲区域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流方向为逆时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向外，故A 错误；B ．铝盘乙区域中的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流方向为顺时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向里，故B 错误；C ．由“来拒去留”可知，磁铁与感应电流之间有相互阻碍的作用力，则会使铝盘减速，故C 正确；D ．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，这样会导致涡流产生的磁场减弱，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果明显低于实心铝盘，故D 错误。
第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动学习目标要求核心素养和关键能力1.了解感生电场的概念。
2.知道涡流、电磁驱动和电磁阻尼的概念，理解涡流的产生原理。
3.理解电磁驱动和电磁阻尼的原理，了解其在生产和生活中的应用。
1.核心素养(1)能在问题情境中应用涡流原理进行分析。
(2)通过实验探究分析电磁阻尼和电磁驱动的原理。
2.关键能力应用物理原理分析实际问题的能力。
知识点一电磁感应现象中的感生电场如图，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，闭合电路内也能产生感生电动势和感生电流吗？提示导体中的自由电荷在感生电场作用下做定向运动，产生感应电动势和感应电流。
❶感生电场麦克斯韦认为：磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场叫作感生电场。
❷感生电动势由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
❸电子感应加速器电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
1.感生电场的理解(1)变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关。
如果在变化磁场中放一个闭合电路，自由电荷在感生电场的作用下发生定向移动。
(2)感生电场可用电场线形象描述。
感生电场是一种漩涡电场，电场线是闭合的，而静电场的电场线不闭合。
(3)感生电场的方向根据楞次定律和安培定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E＝n ΔΦΔt计算。
2.感生电场与静电场的区别静电场感生电场产生条件由电荷激发由变化的磁场激发电场线特点静电场的电场线不闭合，总是始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处，不闭合、不相交、也不相切感生电场的电场线是闭合曲线，没有终点和起点电场对电荷做功单位正电荷在静电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功为零单位正电荷在感生电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功不为零电场方向的判断方法正电荷所受电场力的方向与静电场的方向一致，沿电场线的切线方向感生电场方向是根据磁场的变化情况由楞次定律和安培定则判断的[例1] (多选)某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系，下列描述正确的是()A.当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向B.当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向C.当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向D.当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向答案AD解析感生电场中磁场的方向用楞次定律来判定，原磁场向上且磁感应强度在增大，在周围有闭合导线的情况下，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则知感应电流的方向即感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向，所以A、D正确。
§4.7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【学习过程】1．涡流概念：2．涡流产生原因：3．涡流的利用(1)热效应的利用，如：(2)磁效应的利用，如：4．涡流的防止：电动机和变压器中为减小涡流常采用哪两种途径？5．电磁阻尼概念：6．电磁阻尼的应用： 7．电磁驱动概念：8【典例分析】：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？例题2、如图所示是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是()A．2是磁铁，在1中产生涡流B．1是磁铁，在2中产生涡流C．该装置的作用是使指针能够转动D．该装置的作用是使指针能很快地稳定变式训练1、如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内上下振动，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．线圈中产生方向不变的电流D．线圈中产生方向变化的电流变式训练2、如图所示，一块长方形光滑铝板放在水平桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则：()A．铝环的滚动速度将越来越小B．铝环将保持匀速滚动C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变变式训练3、如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球()A．整个过程匀速B．进入磁场过程中球做减速，穿出过程球做加速C．整个过程都做匀减速运动D．穿出时的速度一定小于初速度例题3、如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触．当磁铁绕轴转动时，铜盘将()A．以相同的转速与磁铁同向转动B．以较小的转速与磁铁同向转动C．以相同的转速与磁铁反向转动D．静止不动变式训练4、见教材第29页5题【课堂小结】：。
