选修3-2第四章第7节涡流电磁阻尼和电磁驱动同步学案

选修3-2第四章第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步学案姓名____________班级__________学号____________一、本节知识要点1．涡流定义由于电磁感应，在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流特点若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生的热量很多应用(1)涡流热效应的应用：如真空冶炼炉(2)涡流磁效应的应用：如探雷器、安检门防止电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器(1)途径一：增大铁芯材料的电阻率(2)途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯[关键一点]变压器的铁芯用硅钢片叠成，是为了增大涡流回路的电阻，减少电能损失。2．电磁阻尼(1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体运动的现象。(2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停下来，便于读数。3．电磁驱动(1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中会产生感应电流，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，这种作用称为电磁驱动。(2)应用：交流感应电动机。二、随堂检测1．选修3-2教材第26页“涡流”，单项选择题甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当给以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度为B且大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图4.7-1所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断正确的是A．甲环先停B．乙环先停C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后图4.7-12．选修3-2教材第26页“涡流”、“图4.7-2”、“图4.7-3”，单项选择题如图4.7-2所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯3．选修3-2教材第27页“图4.7-8”，单项选择题如图4.7-3所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则()A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C．线圈转动时将不产生交流电D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda4．选修3-2教材第28页“问题与练习第1题”，单项选择题如图4－7－4所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则()A．铜盘转动将变慢B．铜盘转动将变快C．铜盘仍以原来的转速转动D．铜盘转动速度是否变化，要根据磁铁的上、下两端的极性来决定5．如图4.7-5甲所示,在一个正方形金属线圈区域内,存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm2,匝数n=1000,线圈电阻r=1.0Ω.线圈与电阻R构成闭合回路,电阻的阻值R=4.0Ω.匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图4.7-5乙所示,求:(1)在t=2.0s时刻,穿过线圈的磁通量和通过电阻R的感应电流的大小;(2)在t=2.0s时刻,电阻R消耗的电功率;(3)0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量.图4.7-2图4.7-3图4.7-4B甲R乙B/Tt/s00.42.00.24.06.08.0图4.7-5〖解〗解:(1)根据法拉第电磁感应定律,0~4.0s时间内线圈中磁通量均匀变化,产生恒定的感应电流.t1=2.0s时的感应电动势10411)(tSBBntΦnE根据闭合电路欧姆定律,闭合回路中的感应电流rREI11解得I1=0.2A(2)由图象可知,在4.0s~6.0s时间内,线圈中产生的感应电动势246222tΦΦntΦnE根据闭合电路欧姆定律,t2=5.0s时闭合回路中的感应电流rREI22=0.8A电阻消耗的电功率P2=I22R=2.56W(3)根据焦耳定律,0~4.0s内闭合电路中产生的热量Q1=I12(r+R)Δt1=0.8J4．0~6.0s内闭合电路中产生的热量Q2=I22(r+R)Δt2=6.4J0.~6.0s内闭合电路中产生的热量Q=Q1+Q2=7.2J