一、【新課導(dǎo)入】在電磁的爐盤下有一個(gè)線圈。電磁爐工作時(shí)，它的盤面并不發(fā)熱，在爐盤上放置鐵鍋，鐵鍋就會發(fā)熱，你知道這是為什么嗎？二、【課程的主要內(nèi)容】
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電場
1.感生電場：磁場變化時(shí)會在空間激發(fā)一種電場。這種電場與靜電場不同，它不是電荷產(chǎn)生的，我們把它叫作感生電場。
2.感生電動勢：如果感應(yīng)電動勢是由感生電場產(chǎn)生的，它也作感生電動勢。
從圖2.3-1甲中可以看到，磁場方向由下向上，如果從上向下看(2.3-1乙)，電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動。電子帶負(fù)電，它在電場中受力的方向與電場方向相反。為使電子加速請思考以下問題：
感生電場方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針？
磁場應(yīng)該由強(qiáng)變?nèi)踹€是由弱變強(qiáng)？
電磁鐵線圈中的電流應(yīng)該由小變大還是由大變?。?br/>如果穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，它附近的任何導(dǎo)體都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖2.3-2中的虛線所示。這樣的感應(yīng)電流，看起來就像水中的旋渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流。
3.渦流的危害： 在各種電動機(jī)、變壓器中，渦流是非常有害的。它會使鐵芯的溫度升高，從而危及線圈絕緣材料的壽命，嚴(yán)重時(shí)會使材料報(bào)廢。其次渦流發(fā)熱要消耗額外的能量，會使電動機(jī)、變壓器的效率降低。
為了減少渦流，變壓器、電動機(jī)里的鐵芯不是由一整塊的鋼鐵制成。而是由薄薄的硅鋼片疊合而成。一方面硅鋼片的電阻率比一般鋼鐵的要大。另一方面，每層硅鋼片之間都是絕緣的。阻斷了渦流的通路，進(jìn)一步減少渦流的發(fā)熱。三、【課堂練習(xí)】
電磁爐又名電磁灶，是現(xiàn)代廚房革命的產(chǎn)物，它無需明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱直接在鍋底產(chǎn)生，因此熱效率得到了極大的提高。是一種高效節(jié)能廚具，完全區(qū)別于傳統(tǒng)所有的有火或無火傳導(dǎo)加熱廚具。如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖，下列說法正確的是（ ）
A．電磁爐通電線圈加恒定電流，電流越大，電磁爐加熱效果越好B．電磁爐原理是通電線圈加交流電后，在鍋底產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作C．電磁爐通電線圈通入大小和方向變化電流，電流變化越快，電磁爐加熱效果越好D．電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差


如圖2.3-7所示，一個(gè)單匝線圈落入磁場中，分析它在圖示位置時(shí)感應(yīng)電流的方向和所受安培力的方向。安培力對線圈的運(yùn)動有什么影響？
安培力對線圈的運(yùn)動起到阻礙的作用
電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動。這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。
電磁阻尼現(xiàn)象應(yīng)用于穩(wěn)定電表指針。
磁力剎車是游樂場中過山車采用的一種新型剎車裝置，工作效應(yīng)比靠摩擦力剎車更穩(wěn)定，如圖為該新型裝置的原理圖（從后面朝前看）；過山車的兩側(cè)裝有銅片，停車區(qū)的軌道兩側(cè)裝有強(qiáng)力磁鐵，當(dāng)過山車進(jìn)入停車區(qū)時(shí)銅片與磁鐵的相互作用能使過山車很快停下來，關(guān)于該裝置的下列說法正確的是（ ）
A．剎車原理是利用了電流的磁效應(yīng)B．過山車從進(jìn)入停車區(qū)到停止的過程，動能轉(zhuǎn)化成電能C．過山車進(jìn)入停車區(qū)的速度越大，剎車的阻力越大D．若將銅片換成有機(jī)玻璃片，也能達(dá)到相同的剎車效果
電磁驅(qū)動：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動起來，這種作用稱為電磁驅(qū)動。
應(yīng)用：交流感應(yīng)電動機(jī)即利用電磁驅(qū)動的原理工作的。
1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”．實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（ ）
A．圓盤上沒有產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B．圓盤內(nèi)的渦流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C．在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
如圖所示是用渦流金屬探測器探究地下金屬物的示意圖，當(dāng)探測到地下的金屬物時(shí)，______（選填“金屬物”或“探頭”）中產(chǎn)生渦流。

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3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第二冊

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