4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动.ppt
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课标定位 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. 如图所示,线圈接入反复变化的电流,某段时间内,若电流变大,则其磁场变强,根据麦克斯韦理论,变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的,在感生电场作用下,这些线圈中产生了感生电动势,从而产生涡旋状的感应电流。 当线圈中的电流发生变化时,这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡,所以叫做涡流。 涡 流 真空冶炼炉 高频焊接 电磁炉 涡流的应用 涡流的应用 交变电流 交变电流 怎样减少涡流损耗? 整块铁心 彼此绝缘的薄片 思考与讨论 采用互相绝缘的硅钢片叠加起来代替整块铁芯,并使硅钢片平面与磁感应线平行。 变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施 如图,把铜片悬挂在电磁铁的两极间,形成一个摆。在电磁铁线圈未通电时,铜片可以自由摆动,要经过较长时间才会停下来。 一旦当电磁铁通电之后,由于穿过运动导体的磁通量发生变化,铜片内将产生感应电流。根据楞次定律,铜片摆锤的摆动便受到阻力而迅速停止。 演示实验1 电磁阻尼 导体在磁场中运动时,感应电流使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼。 思考与讨论 如图所示,弹簧下端悬挂一根磁铁,将磁铁托起到某高度后释放,磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈,磁铁会很快停下来。这种现象说明了什么? 演示实验2 如图所示,一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间,可以绕支点自由转动。转动磁铁,观察铝框的运动。怎样解释铝框的运动? 磁场相对于导体运动时,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,这种现象称为电磁驱动。 电磁驱动 交流感应电动机 如图所示,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( ) A.金属球向右穿过磁场后,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 电磁阻尼的分析 例1 【解析】 如图所示,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. 位于光滑水平面的小车上放置一螺线管,一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过,如图所示,在此过程中( ) A.磁铁做匀速直线运动 B.磁铁做减速运动 C.小车向右做加速运动 D.小车先加速后减速 电磁驱动的分析和应用 例2 * * 第四章 电磁感应 第6节 互感和自感 * *
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