2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2学案:第一章 7 涡流(选学)
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[目标定位] 1.了解涡流是怎样产生的及涡流现象的利用和危害.2.通过对涡流实例的分析,了解涡流现象在生活和生产中的应用.3.了解电磁阻尼和电磁驱动.

一、涡流 高频感应炉与电磁灶

1.定义:用整块金属材料作铁芯绕制的线圈,当线圈中通有变化的电流时,变化的电流会产生变化的磁场,变化的磁场穿过铁芯,整个铁芯会自成回路,产生感应电流,这种电流看起来像水的旋涡,因此把这种电流叫做涡电流,简称涡流.

2.对涡流的理解:

(1)本质:电磁感应现象.

(2)条件:穿过金属块的磁通量发生变化,并且金属块本身构成闭合回路.

(3)特点:整个导体回路的电阻一般很小,感应电流很大.故金属块的发热功率很大.

3.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.

4.应用--高频感应炉与电磁灶

5.涡流的危害与防止:

(1)涡流的危害

在各种电机、变压器中,涡流会使铁芯的温度升高,危及线圈绝缘材料的寿命;另外涡流发热要消耗额外的能量,使电机、变压器的效率降低.

(2)涡流的防止

为了减小涡流,变压器、电机中的铁芯不是由整块的钢铁制成,而是用薄薄的硅钢片叠压而成.一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大,从而减少损耗;另一方面,每层硅钢片之间都是绝缘的,阻断了涡流的通路,进一步减小了涡流的发热.

深度思考

发生涡流时,金属块并没有接入闭合电路,为什么会产生感应电流?

答案 金属块自身构成闭合回路,导体内部等效成许多闭合电路.当穿过金属块的磁通量变化时,金属块内部会产生感应电流.

例1 下列关于涡流的说法中正确的是(  )