文档介绍:课题:电磁阻尼
后塍高中高三物理备课组
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张家港市后塍高中 王廷斌
1.通过电磁阻尼、电磁驱动实例分析,进一步加深对楞次定律的理解
2.通过实验,讨论等方法来探究具体实例,加深对电磁感应中能量转化的理解
3.通过合作学习,体验成功的喜悦,增强学习的自信心
电磁阻尼、电磁驱动在实际中的应用
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同学回答
实验探究:灵敏电流计的短路保护
问题探究(1):拨动灵敏电流计指针,拨动停止后观察现象。在两个接线柱上接上一根导线(短
路线),再次拨动指针,拨动停止后再次观察现象,比较两次观察的现象有何不同?
第一次停止拨动后,可观察到指针要摆动多次,经一定时间才能停止下来;第二次可发现指针
摆幅迅速减小,比不连短路线时摆动的时间短得多。
问题探究(2):两次观察到不同的现象,是什么原因形成的?
结合事物,画出示意图分析。
这是由于与指针相连的线圈在磁场中摆动时产生了感应电流,线圈受到的安培力总是阻碍线圈
的转动,使指针摆幅迅速衰减。这样能起到阻尼保护的作用。
:像这样的现象物理中就把它称做电磁阻尼。
安培力总是阻碍导体的运动的现象
回应引题:
从本实验就知道了灵敏电流表的表头在运输时把两个接线柱连在一起,原来是为了防止在搬动
或运输过程中,电流计受到振动,指针振幅过大而被撞弯或轴尖脱落等情况。
问题探究(3):上述实验中,能量又是如何转化的?
从能量转换角度理解:使机械能转化为电能从而使其尽快静止或平衡
1 如图所示,abcd是一闭合的小金属线框,用一根绝缘的细杆
挂在固定点O,使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的
匀强磁场区域,磁感线方向跟线框平面垂直,若悬点摩擦和空气阻力不计,
则( )
A.线框进入或离开磁场区域时,都产生感应电流,而且电流的方向
相反
B.线框进入磁场区域后,越靠近OO′线时速度越大,因而产生的感
应电流也越大
C.线框开始摆动后,摆角会越来越小,摆角小到某一值后将不再减小
D.线框摆动过程中,机械能完全转化为线框电路中的电能
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后塍高中高三物理备课组
解析 线框在进入和离开磁场的过程中磁通量才会变化,也可以看做其部分在切割磁感线,因
此有感应电流,且由楞次定律或右手定则可确定进入和离开磁场时感应电流方向是相反的,故A项正确;当线圈整体都进入匀强磁场后,磁通量就保持不变了,此段过程中不会产生感应电流,故B错误,但提醒一下的是此时还是有感应电动势的(如果是非匀强磁场,则又另当别论了);
当线框在进入和离开磁场的过程中会有感应电流产生,则回路中有机械能转化为电能,或者说
当导体在磁场中做相对磁场的切割运动而产生感应电流的同时,一定会有安培“阻力”阻碍其相对运动,故线框的摆角会减小,但当线框最后整体都进入磁场中后,并只在磁场中摆动时,没有感应电
流产生,则机械能保持守恒,摆角就不会再变化,故C项正确,,正确答案是AC项.
如图所示为一光滑轨道,其中MN部分为一段对称的圆弧,两侧的直导轨与圆弧相
切,在MN部分有如图所示的匀强磁场,有一较小的金属环如图放置在P点,金属环由静止自由释放,经很多次来回运动后,下列判断正确的有( ) P Q A、金属环仍能上升到与P等高处;
B、金属环最终将静止在最低点;
C、金属环上升的最大高度与MN等高处;
????? D、金属环上升的最大高度一直在变小。 M N
2 地球是一个巨大的磁体,具有金属外壳的人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动,若
不能忽略所经之处地磁场的强弱差别,则( B C ).
A.运行速率将越来越小
B.运行周期将越来越小
C.轨道半径将越来越小
D.向心加速度将越来越小
实验探究:相同灵敏电流表在不同的连接方式下电流的方向。
问题探究(4):如图所示,取两个完全相同的磁电式电流表A、B,按图所示方法用导线连接起来,在把电流表A的指针向左边拨动的过程中,电流
表B的指针将如何偏转?
问题探究(5):如果改变连线方式,电流表 B的指针又将将如何偏转? 结合实物,画出示意图。 像这样的现象物理中就把它称做电磁阻尼。
二.电磁驱动
安培力总是使导体运动起来的现象
问题探究(6):上述实验中,能量又是如何转化的?
从能量转换角度理解:使电能转化为机械能(如磁悬浮列车)
3 某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性
地变换磁极方向而获得推进动力.其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距b的两
根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B和B,且B=B=