高中物理公开课获奖课件精选——《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》.ppt
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1、,涡流、电磁阻尼和电磁驱动,执教教师:XXX,学习目标:1.知道涡流是如何产生的2知道涡流存在对我们的利与弊,以及如何利用和防止3知道电磁阻尼、电磁驱动的工作原理,以及在生产实际和技术中的应用,重点难点:1.对涡流概念的理解及解释有关现象2对涡流产生机理的理解易错问题:1.对涡流在金属中的闭合回路认识不清2对涡流受到的安培力产生的效果认识有误,一、涡流用整块金属材料做铁芯绕制的线圈,当线圈中通有变化的电流时,变化的电流会产生变化的磁场,变化的磁场穿过铁芯,整个铁芯会自成回路,产生 ,这种电流看起来像水中的旋涡,我们就把这种电流叫做 ,简称 ,基础知识梳理,感应电流,涡电流,涡流,二、电磁阻尼当
2、导体在磁场中运动时,如导体中出现涡流,即感应电流,感应电流会受到安培力作用,安培力的作用总是 导体的运动,这种现象叫做 ,阻碍,电磁阻尼,三、电磁驱动 如果磁场相对于导体运动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到 的作用, 使导体运动起来,这种作用就是 ,安培力,安培力,电磁驱动,一、涡流的产生及能量转化1涡流产生的条件:涡流的本质是电磁感应现象,涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化并且金属块本身可自行构成闭合回路同时因为整个导体回路的电阻一般很小,所以感应电流很大,就像水中的旋涡,核心要点突破,2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
3、强磁场中运动,3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块的机械能转化为电能,最终转化为内能,涡流的本质是电磁感应现象,与一般导体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路,它同样遵守电磁感应定律,二、电磁驱动与电磁阻尼当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化,例如线圈处于如图471所示的初始状态时,穿过线圈的磁通量为零,当蹄形磁体转动时,穿过线圈的磁通量就增加了,根据楞次定律,此时线圈中就有感应电流产生,以阻碍磁通量的增加,因而
4、线圈会跟着一起转动起来,图471,从动力学的观点来看,线圈中产生的感应电流受到的安培力是使线圈转动起来的动力,对线圈而言是电磁驱动;而线圈对磁铁的作用力对磁铁的转动起阻碍作用,对磁铁而言是电磁阻尼,因此电磁驱动和电磁阻尼是矛盾的两个方面,不可分割电磁阻尼中克服安培力做功,其他形式的能转化为电能最终转化为内能;电磁驱动中由于电磁感应,磁场能转化为电能,通过安培力做功,电能转化为导体的机械能而对外做功,如图472所示,一金属球用绝缘细线悬挂于O点,将金属球拉离平衡位置并释放,金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A、B为该磁场的竖直边界若不计空气阻力,则(),课堂互动讲练,图472,A金属球
5、向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度B在进入和离开磁场时,金属球中均有感应电流C金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大D金属球最终将静止在平衡位置,【解析】如图473所示,当金属球从1位置开始下落,进入磁场时(即2和3位置),由于金属球内磁通量发生变化,所以有感应电流产生同时,金属球本身有内阻,必然有能量的转化,即有能量的损失,图473,因此金属球不会摆到4位置随着金属球进出磁场,其能量逐渐减少,金属球摆动的振幅越来越小当金属球只在匀强磁场中摆动时,金属球内无磁通量的变化,无感应电流产生,无机械能向电能的转化题意中不存在空气阻力,摆线的拉力垂直于金属球的速度方向,拉力对金属球不做
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