涡流电磁阻尼和电磁驱动.ppt

7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 情景导入 B变化,导体环中发生什么现象?如果环不断增粗直到变成一圆盘又会发生什么现象? 观察发电机、电动机和变压器，可以看到它们的铁芯都不是整块金属，而是许多相互绝缘的薄硅钢片叠合而成的为什么这样做呢？ 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.了解电磁阻尼和电磁驱动。 (难点) (重点) 新课探究 一、涡流 1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流——涡流。 涡流同样遵守电磁感应规律。 2.涡流的应用 电磁灶采用了磁场感应涡流的加热原理。它利用陶瓷玻璃板下方的线圈产生交变磁场，这样，铁锅的锅底部就处在交变磁场中而产生环状电流（即涡流）使锅本身高速发热，从而能将饭菜煮熟。 (1)涡流的热效应：金属块中的涡流也要产生热量,如果 金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。 高频感应炉 示意图 电源 待焊接元件 高频焊接 焊 接 处 线圈导线 请说明感应加热的原理。 （2）涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。 探雷器 金属探测仪 门框 ~ 交流电 报警电路 线圈 安检门 金属块 4.防止（减少涡流的途径）: 3.危害： 线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。 a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。 b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 电磁阻尼的原理是什么？ 二、电磁阻尼 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——电磁阻尼。 思考与讨论: (1)为什么用铝框做线圈骨架？ (2)微安表的表头在运输时为何把两个接线柱连在一起？ 三、电磁驱动 电磁驱动的原理是什么？ 2.交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。 1.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——电磁驱动。 旋转的磁场 【规律总结】 联系：电磁阻尼和电磁驱动，都是由于导体相对于磁场运动引起磁通量的变化，产生感应电流，安培力的方向与导体的相对运动方向相反，阻碍导体的相对运动。 电磁阻尼是导体运动(或者速度较大)时，安培力的方向与导体的运动方向相反，阻碍导体的运动。 电磁驱动是磁场运动，导体静止(或者速度较小)时，安培力对导体提供动力，使导体随磁场运动。 电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系 【训练1】扫描隧道显微镜(STM)可 用来探测样品表面原子尺度上的形貌,为了有效隔离外界 振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若 干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图 所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场; 出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效 的方案是(　　) A 解题关键：电磁阻尼表现为感应电流阻碍导体 与磁场间的相对运动，若二者相互靠近，二者间的相互作用力表现为斥力。 【对点训练2】桌面上放一铜片，一条形磁铁的N极 自上而下接近铜片的过程中，铜片对桌面的压力 将( )A.增大 B.减小C.不变 D.无法判断是否变化 A 解析：选A。磁铁的N极接近铜片时，自上而下穿过铜片 的磁通量增大，在铜片内会产生逆时针方向绕行的感应 电流(如图)，使铜片上方呈现N极，阻碍磁铁接近． 根据牛顿第三定律，磁铁对铜片有同样大小的作用力， 使铜片对桌面的压力增大。 知识小结 1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的 任何导体中都会产生感应电流——涡流。 2.当导体在磁场中运动时,在导体中会产生感应电流,感应电流会使导体受到安培力,安培力阻碍导体的运动——电磁阻尼。 3.如磁场相对于导体转动, 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——电磁驱动。 牛顿小试 1.(多选）变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的， 而不是采用一整块硅钢，这是因为（ ） A.增大涡流，提高变压器的效率 B.减小涡流，提高变压器的效率 C.增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D.增大铁芯中的电阻，以减小发热量 BD 2.(多选) 1824年,法国科学家阿拉果完 成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置, 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁 针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆 盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有 滞后。下列说法正确的是(　　 ) A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整 个圆盘的磁通量