本文格式為Word版，下載可任意編輯——渦流電磁阻尼和電磁驅動教案渦流、電磁阻尼和電磁驅動教案

教學目標：

1．理解渦流（重點、難點）2．了解電磁阻尼

3．理解電磁驅動（重點、難點）教學方法：學生閱讀課本完成教學過程：目標一：渦流

1．渦流的產生及特點：

定義：把塊狀金屬放在變化的磁場中，或讓他們在磁場中運動，金屬塊中會產生環形感應電流，像水中的漩渦，所以把它叫做渦電流，簡稱渦流。

特點：金屬塊本身自行構成許多的閉合電路，整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強，根據公式P=I2R知，熱功率的大小與電流的平方成正比，故金屬塊的發熱功率很大，即金屬塊會產生大量的熱量。

實質：是一種特別的電磁感應現象2．渦流的利用：

A、利用渦流的熱效應：真空冶煉爐、電磁爐、高頻感應爐

利用渦流冶煉金屬的優點是整個過程能在真空中進行，這樣就能防止空氣中的雜質進入金屬，可以冶煉高質量的合金。

B、利用渦流的磁效應：探雷器（隱蔽的金屬物改變通過探測線圈電流的大小和相位，從而探知金屬物）、安檢門、電磁制動裝置（利用渦流與磁場的相互作用制造出了電磁制動裝置，應用于電表的阻尼振動，高速機車制動的渦流閘）

3．渦流的防止：渦流使鐵芯發熱，浪費了能量，還可能損壞儀器途徑一：增大鐵芯材料的電阻率

途徑二：用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯

導練1：

如圖是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈A是通高頻交變電流的線圈，B是自行車零件，a是待焊接口，焊接時接口兩端接觸在一起。當A中通有交變電流時，B中會產生感應電流，使得接口處金屬熔化焊接起來。

（1）試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關系？

（2）試分析說明，為什么焊接過程中，接口`a處被熔化而零件的其他部分并不很熱？

分析：（1）渦流就是感應電流，A中交變電流的頻率越高，產生的磁場變化的越快，B中的

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磁通量變化率就越大，產生的感應電動勢就越大，感應電流就越大，所以電流熱功率也越大，焊接的越快。

（2）B中各處電流大小相等，但在接口a處電阻大，電流的熱功率大，而其它部分電阻小，電流熱功率小，所以接口a處被溶化而零件的其它部分并不很熱。導練2：

某磁場的磁感線如下圖，有一銅圓板自圖示A位置，落至B位置，在下落過程中，自上向下看，圓板中的渦流是（C）A．始終順時針B．始終逆時針C．先順時針再逆時針D．先逆時針再順時針目標二：電磁阻尼

（1）產生：閉合回路的部分導體在磁場中運動切割磁感線時產生感應電流，導體在磁場中就會受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙引起感應電流的導體與磁場的相對運動，這種現象稱為電磁阻尼。電磁阻尼是一種十分普遍的物理現象，任何在磁場中運動導體，只要給感應電流提供回路，就會存在電磁阻尼作用。

（2）應用：

磁電式儀表中利用電磁阻尼使指針迅速停下來，便于讀數。電磁制動器

（3）實質：電磁阻尼的實質仍是電磁感應現象，這表達了“阻礙〞的另一個含義：阻礙

相對運動，但不是阻止相對運動，從能量轉化角度看，機械能與電能之間進行相互轉換，正是戰勝了這種阻礙

目標三：電磁驅動（1）電磁驅動：

概念：磁場相對于導體運動時，導體產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來的現象稱為電磁驅動。

如下圖，當轉動蹄形磁鐵時，線圈也跟著轉動起來，產生這種現象的原因就是電磁驅動

（2）特點：線圈轉動方向與磁鐵轉動方向一致，但轉速小于磁鐵的轉速，即同

向異步

（3）實質：電磁驅動屬于電磁感應現象，安培力的作用是阻礙導體與磁體間的相對運動。

（4）應用：交流感應電動機

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導練3：

位于光滑水平面的小車上放置一螺線管，一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線水平穿過，如下圖，在此過程中（BC）

A．磁鐵做勻速直線運動B．磁鐵做減速運動C．小車向右做加速運動D．小車先加速后減速

點撥：感應電流所受的安培力總是阻礙引起感應電流的導體與磁場間的相對運動。所以這個安培力驅動螺線管的運動，阻礙磁鐵運動。應選BC

導練4：

如下圖，使一個銅盤繞其豎直的軸OO`轉動，且假設摩擦等阻力不計，轉動是勻速的。現把一個蹄形磁鐵移近銅盤，則（A）A．銅盤轉動將變慢B．銅盤轉動將變快C．銅盤仍以原來的轉速轉動

D．銅盤的轉動速度是否變化，要根據磁鐵的上下兩端的極性來決定

導練5：

光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如下圖，拋物線的方程是y=x2，下半部處在一個水平方向的勻強磁場中，磁場的上邊界是y=a的直線（如圖中的虛線所示），一個小金屬塊從拋物線上y=b（b>a）處以速度v沿拋物線下滑，假設拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產生的焦耳熱總量是（D）A．mgbB．mv2/2+mgbC．mg（b-a）

D．mg（b-a）+mv2/2

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導練6：

如下圖，通有恒定電流的螺線管豎直放置，一銅環R沿螺線管的軸線加速下落。在下落過程中，環面始終保持水平。銅環先后經過軸上1、2、3位置時的加速度分別為a1、a2、a3。位置2位于螺線管的中心，位置1、3與位置2等距，則（ABD）A．a1解析：通電螺線管內部為勻強磁場，銅環在其中間下落時，磁通量不變，沒有渦流產生，不受安培力作用，僅受重力，所以a2=g，做勻加速運動。由于v3>v1,所以圓環在3處所受向上的安培力F3大于在1處所受向上的安培力F1，a1=g-F1/m,a3=g-F3/m