第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
课标解读 课本要求 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.了解电磁阻尼和电磁驱动。 1.物理观念：通过实验，了解电磁阻尼和电磁驱动。
2.科学恩维：了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。
3.科学探究：通过实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害。
4.科学态度与责任：通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用。
自主学习·必备知识
教材研习
教材原句
要点一 电磁感应现象中的感生电场
麦克斯韦认为，磁场 变化 ①时会在空间激发一种电场。这种电场与静电场 不同 ②，它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向 运动 ③，产生感应电流，也就是说导体中产生了感应电动势。
要点二 涡流
当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中可能会产生感应电流。实际上，这个线圈 附近 ④的任何 导体 ⑤，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡 电流 ⑥，简称涡流。
要点三 电磁阻尼和电磁驱动
当导体在磁场中 运动 ⑦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 ⑧。
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 ⑨。
自主思考
①均匀变化的磁场和非均匀变化的磁场产生的感生电场有什么不同？周期性变化的磁场产生的感生电场有何特点？
答案：提示 均匀变化的磁场产生恒定的感生电场，非均匀变化的磁场产生变化的感生电场。周期性变化的磁场产生周期性变化的感生电场，且频率相等。
- 1 - 课题：涡流 电磁阻尼和电磁驱动 课时：1课时
学习目标：1.了解涡流产生的原理，涡流的防止和应用．
2．了解电磁阻尼和电磁驱动．
3．了解一些电器设备的工作原理，培养应用理论知识解决实际问题的能力.
学习重难点：1.了解涡流产生的原理，涡流的防止和应用．
2．了解电磁阻尼和电磁驱动．
【课前自主学习】
一、涡流1．定义：由于 ，在导体中产生的像水中旋涡一样的感应电流．我们把它叫做涡电流，简称 ．
2．特点：如果产生涡流的导体电阻率很小，涡流往往很强，产生的热量 ．
3．涡流的应用：
(1)涡流热效应的应用，如 ．
(2)涡流磁效应的应用，如 ．
4．涡流的防止
电动机、变压器等设备应防止铁芯中涡流过大，而导致浪费能量，损坏设备，采取增大铁芯材料的
，用相互绝缘的 叠成的铁芯代替整个的硅钢铁芯．
二、电磁阻尼
1．概念：当导体在磁场中运动时， 会使导体受到安培力，安培力的方向总是 导体的运动．
2．应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使表针 ，便于读数．
三、电磁驱动
1．概念：磁场相对导体运动时，导体中产生感应电流，感应电流使导体受到 的作用，
使导体 的现象．
2．应用：交流感应电动机.
【课堂互动探究】
一、涡流
1．定义：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，电流在导体内自成闭合回路，很像水的漩涡，把它叫做涡电流，简称涡流．
2．产生：把金属块放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动时，金属块内都会产生涡流．
3．特点：电流在金属块内自成闭合回路，整块金属的电阻很小，涡流往往很强．
二、电磁阻尼
- 2 - 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．
第二章电磁感应
第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动
【素养目标】
1. 了解涡流是怎样产生的,了解涡流现象在日常生活和生产中的应用和危害。
2. 了解什么是电磁阻尼,什么是电磁驱动。了解电磁阻尼、电磁驱动在日常生活和生产中的应用。
【必备知识】
知识点一、电磁感应现象中的感生电场
1、感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫感生电场。磁场变化时闭合电路中产生了感应电动势，感生电场对自由电荷的作用“扮演”了非静电力的角色。
2、感生电场的方向判断
3、感生电动势：感生电场使导体中产生的电动势叫感生电动势。产生感生电动势的导体在电路中的作用是充当电源，其电路就是内电路，它与外电路连接就对会外电路供电。
知识点二、涡流
(1)概念
由于电磁感应,在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流。
(2)特点
整块金属的电阻很小,涡流往往很强,产生的热量很多。
(3)应用
①涡流热效应的应用:如真空冶炼炉。
②涡流磁效应的应用:如探雷器、安检门。
(4)防止 电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量,损坏电器。
①途径一:增大铁芯材料的电阻率。
②途径二:用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
知识点三、电磁阻尼
(1)概念
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运动的现象。
(2)应用
磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止摆动,便于读数。
(3)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。
【点睛】对涡流现象的进一步理解
(1)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。
(2)能量转化
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。如果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;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,金属的机械能转化为电能,最终转化为内能。
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涡流(选学)
一、涡流
线圈中的电流随时间变化，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，使导体中的自由电子发生定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流. 涡流大小的决定因素：磁场变化越快(ΔBΔt越大)，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.
1.产生涡流的两种情况
(1)块状金属放在变化的磁场中.
(2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动.
2.涡流的应用与防止
(1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等.
(2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，而且用相互绝缘的薄硅钢片叠合成铁芯来代替整块硅钢铁芯.
3具体应用：高频感应炉与电磁灶
1.高频感应炉是利用涡流熔化金属，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，能避免有害杂质混入被冶炼的金属中.
2.电磁灶：在灶内的励磁线圈中通入交变电流时，形成交变磁场，作用于铁磁材料制成的烹饪锅，使锅底产生涡流，锅底有适当的电阻，产生焦耳热，使锅底发热.
二、电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫电磁阻尼.
三、电磁驱动
若磁场相对导体运动，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.
涡流
1 (多选)如图4所示，闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图中磁场中，则（ BD ）
图4
A.若是匀强磁场，环上升的高度小于h
B.若是匀强磁场，环上升的高度等于h
C.若是非匀强磁场，环上升的高度等于h
D.若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
2 (多选)如图4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会产生感应电流，感应电流通过焊缝产生很多热量，将金属熔化，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( AD )
