涡流电磁阻尼和电磁驱动

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1、导入新课上一节课我们学习了两种特殊的电磁感应现象—互感和自感，现在我们继续来学习另一种特殊的电磁感应现象—涡流。涡流在实际生活中有许多应用，比如：发电机、电动机和变压器等。当然涡流也有利和弊两个方面，我们如何去加以利用？如何去防止呢？这节课我们就学习这方面的知识第七节涡流电磁阻尼和电磁驱动1.知识与技能知道涡流是如何产生的。知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流。教学目标2.过程与方法用实验的方法引入新课激发学生的求知欲。通过旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因。利用理论联系实际的方法加深理解涡流。3.情感态度与价值观体验实验的乐趣，引发学生去分析问题，解决问题

2、，提高其学习掌握知识的能力。通过理论与实际相结合，提高学习情趣，培养其用理论知识解决实际问题的能力。教学重、难点教学重点涡流的产生原因和涡流的作用。教学难点涡流的产生原因。1.涡流2.电磁阻尼3.电磁驱动本节导航1.涡流前面我们讲过，根据麦克斯韦电磁场理论，当如右图所示的磁场变化时，导体中的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流，这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线，我们把它叫涡电流。BE定义变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们

3、把这种感应电流叫做涡流。定义由来实验1：如图线圈接入220V交变电源，块状铁芯插入线圈中，让一名学生感知铁芯的变化。现象：几分钟后学生感到铁芯变热。解释：原来把块状的金属放在变化的磁场中或让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合电路，很像水的漩涡，因此叫做涡电流，简称涡流。注意（1）金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。（2）涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。由于整块金属的电阻通常很小，故涡流常常很大。（3）涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律！应用

4、（1）真空冶炼炉，高频焊接冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。抽真空焊接原理：线圈中通以高频交流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起.电源焊接处待焊接元件线圈导线，交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快，根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大.而放出的电热与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高焊接处放出的热量越多.生活中的物理：电磁灶的工作原理电磁灶

5、的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热量，将饭菜煮熟。（2）探雷器自制金属探测器这种探雷器可以用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷。探测地雷的探雷器是利用涡流工作的，士兵手持一个长柄线圈在地面上扫过，线圈中有变化的电流。探雷器是利用涡流制成的探雷器如果地下埋着金属物品，金属中感应涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。探雷器（3）安检门门框~交流电报警电路线圈机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理和探

6、雷器是一样的。其它应用新型炉灶——电磁炉。金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。电磁炉危害导体在产生涡流的过程中，涡流也会产生热量这样的话会造成很多的能源浪费，还可能烧坏电器！（例如在电动机和变压器里面）问题：里面铁芯的作用？变压器、电机的铁芯都不是整块金属，而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成的，以减少涡流和电能的损耗，同时避免破坏绝缘层。铁芯的作用用硅钢片做变压器的铁芯防止原因：上面的实验中，把块状铁芯换成硅钢片铁芯，再接通电源，几分钟后，通过学生感知，温度没有明显变化。解释：涂有绝缘的薄硅钢片叠加的铁芯，在变化的磁场中，产生的涡流被限

7、制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，又因为硅钢片比普通的电阻大，可以进一步减小涡流损失，电动机和变压器的铁芯都不是整块金属。线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。（1）增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。减少涡流的途径（2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。知识拓展涡流损耗导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式

8、，结合具体问题的上述诸因