高二物理 4.7《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》课件（3）（新人教版选修3-2）

欢迎进入物理课堂 4 7涡流电磁阻尼和电磁驱动 安全检查报警器乘坐飞机的乘客登机前都要接受安全检查 图中是一种手持式安全检查报警器 一靠近金属体 它就会发出报警声 这是为什么呢 原来 在报警器内有一线圈 线圈中通有高频电流 因此线圈周围有着高频的变化磁场 当报警器靠近金属体时 线圈的磁场在金属体中感应出涡电流 涡电流产生的磁场又会穿过线圈 改变线圈中的原磁场 使相关的电子线路产生报警声 根据麦克斯韦电磁场理论 当如右图所示的磁场变化 可能是由于产生磁场的电流变化 时 在磁场周围会产生感生电场 导体中的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流 这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线 我们把它叫涡电流 简称涡流 B变化导体环中发生的现象 如果环不断增粗直到变成一圆盘又会发生什么现象 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 2 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 3 应用 1 涡流的热效应 a 真空冶炼炉 高频焊接 电磁灶 电源 焊接处 待焊接元件 线圈导线 生活中的物理 电磁灶的工作原理 电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈 当通上交替变化极快的交流电时 在台板与铁锅底之间产生强大的交变的磁场 磁感线穿过锅体 使锅底产生强涡流 当涡流受材料电阻的阻碍时 就放出大量的热量 将饭菜煮熟 b 涡流的磁效应 探雷器 c 涡流的磁效应 安检门 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 减少涡流的途径 a 增大铁芯材料的电阻率 常用的材料是硅钢 2 减少涡流 b 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯 二 电磁阻尼 1 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 2 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应该把两个接线柱连在一起 三 电磁驱动 1 如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 应用 感应电动机 电能表 汽车上用的电磁式速度表等 线圈转动与磁铁同向 但转速小于磁铁 即同向异步 电磁阻尼是导体相对于磁场运动 而电磁驱动是磁场相对于导体运动 安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动 磁铁的旋转磁场使铝框随之旋转 2 交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的 1 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hB 若是匀强磁场 环滚上的高度等于hC 若是非匀强磁场 环滚上的高度等于hD 若是非匀强磁场 环滚上的高度小于h 练习 2 如图所示 在O点正下方有一个具有理想边界的磁场 铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B 不考虑空气阻力 则下列说法正确的是 A A B两点在同一水平线B A点高于B点C A点低于B点D 铜环将做等幅摆动 3 在上一题中 铜环最终的运动状态是怎样的 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全