人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動圖片ppt課件

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1.線圈中磁場方向向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度在增強(qiáng)，線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？
2.感應(yīng)電流的方向如何？(俯視圖)
有，因為線圈中磁通量發(fā)生了變化.
原磁場的方向向上且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律(增反減同)，可得感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向相反，根據(jù)右手定則，可得感應(yīng)電流方向為順時針方向.
1.麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場能在周圍空間激發(fā)電場，這種電場叫作感生電場.2.由感生電場產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢.3.感生電動勢大小：E＝_____4.電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)備，當(dāng)線圈中電流的大小、方向發(fā)生變化時，產(chǎn)生的感生電場使電子加速.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場
1.如圖所示，B增強(qiáng)時，就會在空間激發(fā)一個感生電場E.如果E處空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會在電場力的作用下定向移動，而產(chǎn)生感應(yīng)電流.
(1)感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向有什么關(guān)系？如何判斷感生電場的方向？
感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向相同，感生電場的方向可以用楞次定律來判定.
(2)在上述情況下，哪種力扮演了非靜電力的角色？
感生電場對自由電荷的作用力.
2.感生電場有哪些特點？
(1)變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場，與閉合電路是否存在無關(guān).(2)感生電場是渦旋場，電場線是閉合的，靜電場電場線不閉合.(3)感生電場可以對帶電粒子做功.
1.現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場使電子加速的設(shè)備.如圖所示，上面為側(cè)視圖，上、下為電磁體的兩個磁極；下面為磁極之間真空室的俯視圖.若從上往下看電子在真空室中沿逆時針方向做圓周運(yùn)動，改變電磁體線圈中電流的大小可使電子加速.則下列判斷正確的是A.真空室中產(chǎn)生的感生電場沿逆時針方向B.通入電磁體線圈的電流在增強(qiáng)C.電子在軌道中加速的驅(qū)動力是洛倫茲力D.電子在軌道中做圓周運(yùn)動的向心力是電場力
電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場使電子加速的設(shè)備，電子帶負(fù)電，電場線方向與電子運(yùn)動的方向相反，所以真空室中產(chǎn)生的感生電場沿順時針方向，A錯誤；電磁體線圈中電流變大，產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，由楞次定律可知，產(chǎn)生的感生電場方向是順時針方向，電子受感生電場的力與運(yùn)動方向相同，電子的速度增大，B正確；
由于電磁體線圈中電流可以變化，可在真空室中產(chǎn)生感生磁場，電子在洛倫茲力的作用下做圓周運(yùn)動，D錯誤；由于感生電場使電子加速，即電子在軌道中加速的驅(qū)動力是電場力，故C錯誤.
2.英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場.如圖所示，一個半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是
該磁場變化產(chǎn)生的感生電動勢為E＝ ＝kπr2，小球在環(huán)上運(yùn)動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小W＝qE＝πr2qk，故D正確.
閉合回路(假定其存在)的感應(yīng)電流方向就表示感生電場的方向.判斷思路如下：
1.渦流：當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應(yīng)，線圈附近的任何導(dǎo)體，如果穿過它的磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)體內(nèi)都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，用圖表示這樣的感應(yīng)電流，就像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流.
2.渦流的應(yīng)用與防止(1)應(yīng)用：真空冶煉爐、探雷器、安檢門等.(2)防止：為了減小電動機(jī)、變壓器鐵芯上的渦流，常用電阻率較大的硅鋼做材料，而且用相互絕緣的硅鋼片疊成鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯.
在電磁爐的爐盤下有一個線圈.電磁爐工作時，它的盤面并不發(fā)熱，在爐盤上面放置鐵鍋，鐵鍋會發(fā)熱.你知道這是為什么嗎？
電磁爐的臺面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈，當(dāng)通上變化極快的電流時，在線圈周圍產(chǎn)生迅速變化的磁場，變化的磁場使鍋底產(chǎn)生渦流，當(dāng)渦流受材料電阻的阻礙時，就放出大量的熱量.
3.如圖所示是車站、機(jī)場等場所用于安全檢查的安檢門，“門框”內(nèi)有線圈，線圈中通有變化的電流.如果金屬物品通過安檢門，金屬中會被感應(yīng)出渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警.下列關(guān)于安檢門的說法正確的是A.安檢門能檢查出毒販攜帶的毒品B.安檢門能檢查出旅客攜帶的金屬水果刀C.安檢門工作時，主要利用了電流的熱效應(yīng)原理D.如果“門框”的線圈中通上恒定電流，安檢門也能正常工作
安檢門線圈中變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，會在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中電流發(fā)生變化，從而被探測到，可知，安檢門不能檢查出毒販攜帶的毒品；金屬水果刀是金
屬制品，安檢門能檢查出旅客攜帶的金屬水果刀；安檢門工作時，主要利用了電磁感應(yīng)原理，不是利用電流的熱效應(yīng)原理；根據(jù)工作原理可知，如果“門框”的線圈中通上恒定電流，安檢門不能正常工作，故選B.
4.(多選)“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中，它的工作原理是：在封口機(jī)工作時，套在瓶口上的封口頭內(nèi)的線圈有電流通過，致使靠近線圈(但與線圈絕緣)的鋁箔自行快速發(fā)熱，熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠，從而粘貼在被封容器的瓶口處，達(dá)到迅速封口的目的.下列有關(guān)說法正確的是A.封口材料可用普通塑料來代替鋁箔B.該封口機(jī)可用干電池作為電源以方便攜帶C.封口過程中溫度過高，可適當(dāng)減小所通電流的頻率來解決D.該封口機(jī)適用于玻璃、塑料等多種材質(zhì)的容器封口，但不適用于金屬 容器
由于封口機(jī)利用了電磁感應(yīng)原理，故封口材料必須是金屬類材料，而且電源必須是交流電源，A、B錯誤；減小內(nèi)置線圈中所通電流的頻率可降低封口過程中產(chǎn)生的熱量，即控制溫度，C正確；封口材料應(yīng)是金屬類材料，但對應(yīng)被封口的容器不能是金屬，否則同樣會被加熱，只能是玻璃、塑料等材質(zhì)，D正確.
線圈落入磁場中，分析它在圖示位置時感應(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？
感應(yīng)電流的方向沿逆時針方向，所受安培力的方向向上.安培力對線圈運(yùn)動起阻礙作用.
當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力作用，安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼.
1.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，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動.2.交流感應(yīng)電動機(jī)是利用電磁驅(qū)動的原理工作的，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能.
在運(yùn)輸微安表的表頭時為何應(yīng)該把兩個接線柱連在一起？
電流表正負(fù)接線柱短接后與線圈組成閉合電路，由于指針和線圈是固定在一起的，所以指針擺動時會帶動線圈在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流會產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動的效果，從而有效減輕了指針的擺動.
5.如圖所示，使一個銅盤繞其豎直的軸OO′轉(zhuǎn)動，且假設(shè)摩擦等阻力不計，轉(zhuǎn)動是勻速的.現(xiàn)把一個蹄形磁體移近銅盤，則A.銅盤轉(zhuǎn)動將變慢B.銅盤轉(zhuǎn)動將變快C.銅盤仍以原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動D.銅盤轉(zhuǎn)動速度是否變化，要根據(jù)磁體的上、下兩端的極性來確定
當(dāng)一個蹄形磁體移近銅盤時，銅盤轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知感應(yīng)電流所受的安培力阻礙其相對運(yùn)動，所以銅盤轉(zhuǎn)動將變慢.本題也可以從能量守恒的角度去分析，因為銅盤轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅盤的機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化成電能，銅盤轉(zhuǎn)動會逐漸變慢.選項A正確.
6.(2022·徐州市期中)如圖所示，磁性轉(zhuǎn)速表是利用電磁驅(qū)動原理工作的.下列說法正確的是A.在電磁驅(qū)動的過程中，其他形式能轉(zhuǎn)化為 鋁盤的機(jī)械能B.鋁盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因受洛倫茲力作用而轉(zhuǎn)動C.永久磁體和鋁盤應(yīng)裝在同一轉(zhuǎn)軸上，兩者同速轉(zhuǎn)動D.永久磁體和鋁盤應(yīng)裝在同一轉(zhuǎn)軸上，兩者轉(zhuǎn)動方向相反
在電磁驅(qū)動的過程中，通過安培力做功消耗電能轉(zhuǎn)化為鋁盤的機(jī)械能；當(dāng)永久磁體隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的磁場，在鋁盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這時永久磁體的磁場會對鋁盤上的感應(yīng)電流有安培力
的作用，而產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)動的力矩，使指針轉(zhuǎn)動，由于彈簧游絲的反力矩會使指針穩(wěn)定在某一刻度上；永久磁體固定在轉(zhuǎn)軸上，鋁盤固定在指針軸上，鋁盤和永久磁體不是同轉(zhuǎn)軸帶動，所以兩者轉(zhuǎn)動不是同步的；該轉(zhuǎn)速表運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理，由楞次定律知，鋁盤磁場總是阻礙永久磁體轉(zhuǎn)動，要減小穿過鋁盤磁通量的變化，永久磁體轉(zhuǎn)動方向與鋁盤轉(zhuǎn)動方向相同.