2019-2020年高中物理 第四章第七節(jié) 渦流電磁驅(qū)動電磁阻尼教案 新人教版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第四章第七節(jié) 渦流電磁驅(qū)動電磁阻尼教案 新人教版選修3-2學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解渦流是怎么產(chǎn)生的,了解電磁阻尼和電磁驅(qū)動。2、了解渦流現(xiàn)象的利用和危害。3、通過對渦流實例的分析,了解渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)重點、難點重點:渦流的形成,電磁驅(qū)動和電磁阻尼。難點:利用渦流及電磁驅(qū)動和電磁阻尼解釋相關(guān)現(xiàn)象。學(xué)習(xí)過程:一、渦流1、閱讀課本了解渦流是怎樣形成的?線圈中電流隨時間變化時,在線圈附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生旋渦狀的感應(yīng)電流。稱作渦流。 2、閱讀課本了解渦流在實際生產(chǎn)和生活中有何應(yīng)用?有何危害?應(yīng)用:真空冶煉金屬、高頻焊接、地雷探測器、安檢門、電磁爐。防止辦法:增大鐵芯材料的電阻率,常用的材料是硅鋼。用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯實例:電動機(jī)、變壓器等。二、電磁阻尼1、閱讀課本了解什么叫電磁阻尼?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,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體運(yùn)動的現(xiàn)象稱為電磁阻尼。2、閱讀課本“思考與討論”回答:磁電式儀表的指針為何偏轉(zhuǎn)?為什么用做線圈的骨架?外加電流使線圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動,指針偏轉(zhuǎn);鋁框內(nèi)磁通量變化產(chǎn)生渦流,受安培力作用抑制指針的擺動,使指針較快地穩(wěn)定在指示位置上。3、思考:運(yùn)輸靈敏電流表時為什么要用導(dǎo)體把兩個接線柱連在一起?與線圈構(gòu)成閉合回路,當(dāng)運(yùn)輸過程中指針擺動時,產(chǎn)生電磁阻尼抑制指針擺動。三、電磁驅(qū)動1、閱讀課本了解電磁驅(qū)動是怎樣實現(xiàn)的?磁場相對導(dǎo)體運(yùn)動時,導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受安培力作用而運(yùn)動的現(xiàn)象。2、右圖中,一個鋁框放在蹄形磁鐵的兩個磁極間,可以繞支點自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動磁極,鋁框會隨磁極一起轉(zhuǎn)動。怎樣解釋鋁框的運(yùn)動?當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時,通過鋁框的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流所受的安培力阻礙磁通量的變化使鋁框隨蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動。其他實例:發(fā)電機(jī)、交流感應(yīng)電動機(jī)等。3、思考:彈簧上端固定,下端懸掛一根磁鐵,將磁鐵托到某一高度后放開,磁鐵能振動較長一段時間才停下來。如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈,使磁鐵上下振動時穿過它(右圖所示),磁鐵就會很快停下來。解釋這個現(xiàn)象,并說明此現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化情況。當(dāng)磁鐵上下振動時,穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙磁鐵的相對運(yùn)動,彈簧及磁鐵的機(jī)械能損失較快,故磁鐵能很快停下來。鞏固提高:1、磁電式儀表的線圈通常用鋁框作骨架,把線圈繞在鋁框上,這樣做的目的是()A、防止渦流而設(shè)計的 B、利用渦流而設(shè)計的C、起電磁阻尼的作用 D、起電磁驅(qū)動的作用2、變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的,而不是采用一整塊硅鋼,這是因為()A、增大渦流,提高變壓器的效率B、減小渦流,提高變壓器的效率C、增大鐵芯中的電阻,以產(chǎn)生更多的熱量D、增大鐵芯中的電阻,以減小發(fā)熱量3、在水平放置的光滑導(dǎo)軌上,沿導(dǎo)軌固定一個條形磁鐵,右圖所示?,F(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙,使它們從導(dǎo)軌上的A點以某一初速度向磁鐵滑去,各滑塊在未接觸磁鐵前的運(yùn)動情況將是()A、都做勻速運(yùn)動 B、甲、乙做加速運(yùn)動C、甲、乙做減速運(yùn)動 D、乙、丙做勻速運(yùn)動4、一塊銅片置于右圖所示的磁場中,如果用力把這銅片從磁場拉出或把它進(jìn)一步推入,在這兩個過程中有關(guān)磁場對銅片的作用力,下列敘述正確的是()A、拉出時受到阻力 B、推入時受到阻力C、推出時不受磁場力 D、推入時不受磁場力5、右圖所示,在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場,銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B。不考慮空氣阻力,則下列說法正確的是( )A、此現(xiàn)象為電磁驅(qū)動 B、此現(xiàn)象為電磁阻尼C、A點低于B點 D、銅環(huán)將做等幅擺動6、右圖所示,閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下,又沿曲面的另一側(cè)上升,設(shè)環(huán)的初速為零,摩擦不計,曲面處在圖示磁場中,則( )A、若是勻強(qiáng)磁場,環(huán)滾上的高度小于hB、若是勻強(qiáng)磁場,環(huán)滾上的高度等于hC、若是非勻強(qiáng)磁場,環(huán)滾上的高度等于hD、若是非勻強(qiáng)磁場,環(huán)滾上的高度小于h7、右圖所示,一光滑水平桌面的左半部分處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場內(nèi),當(dāng)一電阻不計的環(huán)形導(dǎo)線圈在此水平桌面上向右以某一速度開始滑行時( )A、若整個線圈在磁場內(nèi),線圈一定做勻速運(yùn)動B、線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程,必做加速運(yùn)動C、線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程,必做減速運(yùn)動D、線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程,必定放熱8、右圖所示,讓一金屬圓盤接近磁鐵的兩極,但不接觸。使磁鐵轉(zhuǎn)動,圓盤也會跟著轉(zhuǎn)動。請解釋其原因。當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)起來時,緊靠磁鐵的金屬圓盤因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生渦流,根據(jù)楞次定律,渦流與磁場相互作用,驅(qū)動圓盤運(yùn)動。9、右圖所示是利用高頻交流電焊接自行車車架的原理示意圖。當(dāng)線圖中通以高頻交流電時,待焊接的車架中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,使得焊縫處金屬熔化而焊接起來。(1)為什么在其他條件不變的情況下,交流電流的頻率越高,焊接越快?(2)為什么焊接過程中,待焊接的焊縫處已被熔化而車架的其他部分并不是很熱?(1)依據(jù)高頻焊接的原理可知,當(dāng)線圈中接入高頻電流時,待焊車架內(nèi)就會產(chǎn)生電磁感應(yīng),出現(xiàn)渦電流,由電磁感應(yīng)的知識可判斷當(dāng)線圈中電流頻率越高時,車架中的磁通量改變越快,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越強(qiáng),在其他條件不變的情況下,渦電流的熱功率就越大。(2)在待焊處,顯然接觸電阻比其他部分大,而通過的渦電流又一樣,故焊接處的熱功率比其他位置大得多。10、右圖所示,在光滑的水平面上有一半徑r=10 cm、電阻R=1、質(zhì)量m=1kg的金屬環(huán),以速度v=10m/s向一有界磁場滑去,勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里,B=0.5 T,從環(huán)剛進(jìn)入磁場算起,到剛好有一半進(jìn)入磁場時,圓環(huán)釋放了32 J的熱量。求:(1)此時圓環(huán)中電流的瞬時功率;(2)此時圓環(huán)運(yùn)動的加速度。參考答案1. BC2. BD 3. C4. AB 5. B 6. BD 7. A CD 8. 略 9.略10、解:(1)設(shè)此時環(huán)的速度為,由能量守恒可得:E=2BrI=E/RP=I2R得:P=0.36W(2)F安=2BIr- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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