1、课 题涡流现象及其应用第 6 教时教学目标1知道涡流是如何产生的。2知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。3知道电磁阻尼和电磁驱动。重、难点1涡流的概念及其应用。2电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。3电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。教学过程修改意见一、课程导入出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。二、新课1、 涡流现象及其应用涡流实际是一种特殊的电磁感应现象，只要把金属块放在变化的磁场中，或者是让金属块在磁场中运动
2、，金属块均可产生涡流这种电流在金属块内会自成闭合电路，像水的漩涡一样，整块金属的电阻很小，故涡流通常很强磁场变化越快，导体的横截面积越大，导体的电阻率越小，形成的涡流就越大(1)涡流的热效应：例如日常生活用的电磁炉和工业生产用的感应炉演示1涡流生热实验。在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。 为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？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，
3、所以叫做涡流。分析：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。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，这就是涡流的热效应。课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。(2)涡流的阻尼作用：例如在一些电学仪表中，利用电磁阻尼使仪表的指针迅速地停在它所测出的刻度上，以及高速机
4、车制动的涡流闸等 导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，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。演示2涡流制动实验。演示3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。上述现象说明了什么？当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会很快停下来。涡流的应用【例】如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应
5、电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快C工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小D工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大答案：AD2、涡流探测涡流金属探测器具有一个通过一定频率交变电流的探测线圈，该线圈产生的交变磁场在金属物中激起涡流隐蔽金属物的等效电阻、电感也会反射到探测线圈中，改变通过探测线圈电流的大小和相位，从而探知金属物，涡流金属探测器可用于探测行李包中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜的厚度等。3涡流的防止
6、在生产和生活中，有时也要避免涡流效应，如电机、变压器的铁芯在工作时会产生涡流，增加能耗，并导致变压器发热，要减小涡流岢采用的方法是把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯，增大回路电阻，削弱涡流，减少发热损失。三、小 结用整块金属材料作铁芯的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流会产生变化的_，变化的_穿过_，整个铁芯会自行构成电路，产生_四、课堂练习1如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（ ）A铝环的滚动速度将越来越小 B铝环将保持匀速滚动C铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D铝环的
7、运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变答案：B2如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）A若是匀强磁场，环滚上的高度小于 hB若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h答案：BD3如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（ ）A铁 B木C铜 D铝答案：CD4如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则
8、磁铁在穿过环过程中，做_运动（选填“加速”、“匀速”或“减速”）答案：减速5如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）AA、B两点在同一水平线BA点高于B点CA点低于B点D铜环将做等幅摆动答案：B 6(双选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为()A增大涡流，提高变压器的效率B减少涡流，提高变压器的效率C增大铁芯的电阻，以产生更多的热量D增大铁芯的电阻，以减少发热量解析：不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流电路，减少电能转化为铁芯的内能，提高变压器的效率答案：BD7如下图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是_当S切断瞬间，通过电灯的电流方向是_解析：当S闭合时，流经R的电流是AB.当S切断瞬间，由于电源提供给R及线圈的电流立即消失，因此线圈要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小，所以电流流经R时的方向是BA.答案：ABBA教学反思注：课题用三号字加粗，其它用五号字，行距用固定值、20磅，双面打印。