高中物理第4章电磁感应7涡流电磁阻尼和电磁驱动同步备课教学案新人教版选修3_213页

7　涡流、电磁阻尼和电磁驱动
[学习目标]　1.知道涡流的产生原因及涡流的防止和应用.2.知道电磁阻尼和电磁驱动的原
理和应用．
一、涡流
[导学探究]　如图 1所示，线圈中的电流随时间变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它
的形状像什么？
图 1
答案　有．变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，使导体中的自由电子发
生定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流．
[知识梳理]
1．涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，电流在
导体中组成闭合回路，很像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流．
2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快(
ΔB
Δt
越大)，导体的横截面积 S 越大，导体材料的电

阻率越小，形成的涡流就越大．
3．应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等．
4．防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，而且用相
互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯．
[即学即用]　判断下列说法的正误．
(1)涡流也是一种感应电流．(　　)
(2)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热．(　　)
(3)利用涡流制成的探测器也可探测毒品．(　　)
(4)涡流是一种有害的电磁感应现象．(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×
二、电磁阻尼和电磁驱动
[导学探究]
1. 弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁．将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长
时间才停下来．如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图 2所
示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现象．
图 2
答案　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
碍磁铁靠近或离开线圈，也就使磁铁振动时除了受空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，
克服阻力需要做的功较多，机械能损失较快，因而会很快停下来．
2. 一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如图 3所示，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕轴
转动．当蹄形磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动；磁铁逆时针转动时线圈也逆时针转动．
图 3

(1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？
(2)线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动速度与磁铁的转动速度什么关系？
答案　(1)变化．
(2)线圈内产生感应电流受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来．线圈的转速小
于磁铁的转速．
[知识梳理]　电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系：
(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，导体中产生的感应电流会使导体受到安培力，安培力
总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼．
(2)电磁驱动：若磁场相对导体转动，在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，这种作用常常称为电磁驱动．
(3)电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动；电磁驱动中导体受安培力
的方向与导体运动方向相同，推动导体运动．
(4)电磁阻尼中克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能；电磁驱动中由
于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能而对外做功．
[即学即用]　判断下列说法的正误．
(1)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律．(　　)
(2)电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化．(　　)
(3)电磁驱动现象中有感应电流产生，电磁阻尼中没有产生感应电流．(　　)
(4)电磁驱动可以被利用，而电磁阻尼不能被利用．(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×
一、涡流的理解、利用和防止
1．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．
2．产生涡流时的能量转化
(1)金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终转化为内能．
(2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电
能，最终转化为内能．

例 1　(多选)如图 4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
金属工件中就会产生感应电流，感应电流通过焊缝产生很多热量，将金属熔化，把工件焊接
在一起，而工件...