第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 (强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.通过实验,了解涡流现象。2.能举例说明涡流现象在生产生活中的应用。 1.了解感生电场的概念,了解电子感应加速器的工作原理。2.理解涡流的产生原理,了解涡流在生产和生活中的应用。3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理,了解其在生产和生活中的应用。 逐点清(一) 电磁感应现象中的感生电场 [多维度理解] 1．麦克斯韦认为，磁场_____时会在周围空间激发一种电场，这种电场叫作感生电场。 2．由_____产生的感应电动势叫感生电动势。 3．电子感应加速器就是利用_____使电子加速的设备。当电磁铁线圈中_____的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。 4．感生电场的方向根据楞次定律用右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E＝n计算。 (1)静电场是由电荷激发而产生的，感生电场是由变化的磁场激发而产生的。 (2)静电场的电场线不是闭合的，而感生电场的电场线是闭合的。 [全方位练明] 1．(多选)关于感生电场，下列说法中正确的是( ) A．感生电场由变化的磁场产生 B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C．感生电场的方向可以用楞次定律来判定 D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向 2.某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针，这可能是原磁场( ) A．沿AB方向且在迅速减弱 B．沿AB方向且在迅速增强 C．沿BA方向且恒定不变 D．沿BA方向且在迅速减弱 3．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应 加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看，电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁铁线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是( ) A．真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B．通入电磁铁线圈的电流在增强 C．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的逐点清(二) 涡流 [多维度理解] 1．涡流：当某线圈中的_____随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生_____，如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。 2．涡流的应用与防止 (1)应用：_____、_____、_____等。 (2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的_____做铁芯材料，或者用相互绝缘的_____叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。 1．涡流的本质：电磁感应现象。 2．产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中。 (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 3．产生涡流时的能量转化 伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能，最终在金属块中转化为内能。 [典例] 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)。一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设滑动的时间足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是(重力加速度为g)( ) A．mgb B.mv2 C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋mv2 听课记录： [变式拓展] 对应[典例]中的情境，若虚线下方的磁场为非匀强磁场，则金属块在曲面上滑动时产生的焦耳热总量是多少？ /方法技巧/ (1)金属块进出匀强磁场时，产生焦耳热，损失机械能。 (2)金属块整体在匀强磁场中运动时，其机械能不再损失，在磁场中做往复运动。 (3)金属块整体在非匀强磁场中运动时，金属块内部有涡流产生，金属块的机械能仍转化为电能。 [全方位 ... ...
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