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涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件PPT

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涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件

光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 4-7-3 所示，抛物线的方程
为 y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 y＝a 的
直线(如图中的虚线所示)．一个小金属块从抛物线上 y＝b(b>a)处以速度 v 沿抛
物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总
量是( )
A．mgb
B.12mv2
C．mg(b－a)
D．mg(b－a)＋12mv2
图 4-7-3
【解析】 由初状态到末状态(金属块在磁场区域内往ห้องสมุดไป่ตู้运动)能量守恒．初状 态机械能 E1＝mgb＋12mv2，末状态机械能 E2＝mga，焦耳热 Q＝E1－E2＝mg(b －a)＋12mv2. 【答案】 D
求解此题应把握以下两点： (1)金属块进出磁场时，产生焦耳热，损失机械能． (2)金属块整体在磁场中运动时，其机械能不再损失，在磁场中做往复运动．
电磁阻尼与电磁驱动的理解
电磁阻尼
电磁驱动
成因
由导体在磁场中运动形成
由磁场运动形成
安培力的方向与导体运动方 安培力的方向与导体运动方向
不 效果
向相反，为阻力
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一、涡流
1．定义：由于电电磁磁感感应应 ，在导体中产生的像水中漩涡样的感感应应 电流． 2．特点：若金属的电阻率小，涡流往往很很强强，产生的热量很很多多． 3．应用 (1)涡流热效应：如真真空空冶冶炼炼炉炉． (2)涡流磁效应：如探探雷雷器器、安安检检门门．
4．防止 电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器． (1)途径一：增大铁芯材料的电阻率 ． (2)途径二：用相互绝缘的硅钢钢片片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯． 二、电磁阻尼和电磁驱动 1．电磁阻尼 (1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力 ，安培力的方 向总是阻阻碍碍导体运动的现象． (2)应用：磁电式仪表中利用电电磁阻尼 使指针迅速停止到某位置，便于读数．

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件

电磁阻尼的分析
例1 如图4－7－2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( )
A．A、B两点在同一水平线上
B．A点高于B点
C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动
图4－7－2
【思路点拨】 电磁阻尼现象中要抓住两点，一是 金属能够自身形成闭合回路，形成涡流，二是磁通 量要发生变化，形成涡流，阻碍相对运动． 【精讲精析】 铜环进入磁场和出磁场的过程中， 都有涡流产生，阻碍铜环的摆动，从而有机械能转 化为内能，A点高于B点，最终铜环将在磁场中做 等幅摆动．答案为B.
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿 过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流 的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流
二、电磁驱动与电磁阻尼 当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量 就发生变化，例如线圈处于如图4－7－ 1 所示的初始状态时，穿过线圈的磁通 量为零，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈 的磁通量就增加了，根据楞次定律，此 图4－7－1 时线圈中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加， 因而线圈会跟着一起转动起来．
而对于小车上的螺线管来说，在此过程中，螺线管 受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向 右运动，且一直做加速运动，C对． 【答案】 BC 【规律总结】 无论是导体运动，还是磁场运动， 电磁感应现象中感应电流所受安培力总是阻碍导体 和磁场间发生相对运动．
电磁感应中的能量问题
例3 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 4－7－6所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在 一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物面 上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物面下滑，假设抛物面 足够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总 量是( )

涡流电磁阻尼和电磁驱动完整版课件

涡流电磁阻尼和电磁驱动完整版课件
答案： C
涡流现象中的能量转化问题 伴随着涡流现象，其他形式的能转化为电能，最终在金属 块中转化为内能．如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转 化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀 强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化 为电能，最终转化为电能．
光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，
答案： D
对电磁阻尼和电磁驱动的理解
电磁阻尼和电磁驱动的比较：见下表
项目 比较内容
电磁阻尼
电磁驱动
不同点 成因
由于导体在磁 场中运动而产 生感应电流
由于磁场运动引起磁通量 的变化而产生感应电流
项目 比较内容
电磁阻尼
电磁驱动
安培力的方向与导体运 导体所受安培力的方向
效果 动方向相反，阻碍导体 与导体运动方向相同，
4．防止：电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过 大而导致浪费能量，损坏电器．
(1)途径一：增大铁芯材料的__电__阻__率__． (2)途径二：用相互绝缘的_硅__钢__片___叠成的铁芯代替整块硅 钢铁芯．
涡流的本质是电磁感应现象，遵守电磁感应定 律和楞次定律．
电磁阻尼和电磁驱动 1．电磁阻尼 (1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 安培力的作用，安培力的方向总是_阻__碍__导__体__的__运__动__． (2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便 于读数． 2．电磁驱动 (1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流， 感应电流使导体受到_安__培__力___的作用，_使__导__体__运__动___起来． (2)应用：交流感应电动机．
答案： A
3．(2014·广州高二检测)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ列应用与涡流有关的是( )

涡流 电磁阻尼和电磁驱动 课件

涡流 电磁阻尼和电磁驱动 课件

得焊缝处金属熔化而焊接起来．
选修3-2
第4章 第七节
第4章 电磁感应
人
教
版
(1)试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么
物 理
关系？
(2)试解释说明，为什么焊接过程中，接口 a 处被熔化
而零件的其他部分并不很热？
选修3-2
第4章 第七节
第4章 电磁感应
解析：(1)A 中交变电流的频率越高，B 中磁通量的变
达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到
加热作用．
选修3-2
第4章 第七节
电磁阻尼
电磁驱动
由于电磁感应，磁场
能
不
导体克服安培力做功， 能转化为电能，通过 人
量
教
同
其他形式能转化为电 安培力做功，电能转
版 物
转
理
点
能，最终转化为内能 化为导体的机械能，
化
而对外做功
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都 相同点 是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的
相对运动.
选修3-2
第4章 第七节
选修3-2
第4章 第七节
第4章 电磁感应
解析：本题为电磁驱动，可由楞次定律判断作用力的
方向，再由牛顿第二定律判断运动情况．
磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞 人
教
次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运
版 物
理
动．同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的
相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速
第4章 电磁感应
涡流 电磁
第 七 节 阻尼和电磁驱动
人 教
版
物

涡流电磁阻尼和电磁驱动ppt课件

涡流电磁阻尼和电磁驱动ppt课件
（1）涡流是在整块金属内产生的感应电流。 （2）涡流的产生遵守法拉第电磁感应定律。
4
2.金属块中的涡流要产生热量,如果金属的电阻率小，则 涡流很强，产生的热量也很多。 3.应用： (1)涡流的热效应：
真空冶炼炉
高频焊接 焊
线圈导线
接
处
电磁炉
交流电源
待焊接元件
5
生活中的物理：电磁灶的工作原理
电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上 交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生 强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强 涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热 量，将饭用： （1）.通电瞬间等效为断路 （2）.电路稳定后等效为直流电阻 （3）.断电瞬间等效为电源
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁 场，能量储存在磁场中，开关断开时，线 圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化 成电能。
2
B变化导体环中发生的现 象?如果环不断增粗直到 变成一圆盘又会发生什么 现象?
采用身体略向前倾的姿势有利于将上颌窦内积存的分泌物排出体外根据麦克斯韦电磁场理论当如右图所示的磁场变化可能是由于产生磁场的电流变化时在磁场周围会产生感生电场导体中的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流这种感应电流是像旋涡一样的闭合的曲线我们把它叫涡电流
4、7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
6
（2）涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈 中的电流，使仪器报警。
金属探测仪
探雷器
7
门框
安检门 线圈
金属块
报警电路
~ 交流电
8
4、危害：线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的 涡流使铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。 5、防止（减少涡流的途径）： ①增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动-ppt

涡流、电磁阻尼和电磁驱动-ppt
涡流：随着能源转换和传输需求的增加，涡流效应在电气设备中的应用将更加广泛，同时涡流技术也将在节能减排、环保等领域发挥重要作用。
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感谢您的观看
涡流在磁场中受到的力与金属或导电材料的运动方向相反，从而产生阻碍运动的力，即电磁阻尼力。
电磁阻尼力的大小与磁场强度、金属或导电材料的性质、运动速度等因素有关。
当金属或导电材料在磁场中运动时，会产生感应电流，即涡流。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼在许多领域都有应用，如机械工程、航空航天、交通运输等。
在航空航天领域，电磁阻尼技术可以用于控制飞行器的振动和噪声，提高飞行器的性能和安全性。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
CATALOGUE
目录
涡流 电磁阻尼 电磁驱动 涡流、电磁阻尼和电磁驱动的比较
01
涡流
当导体在磁场中发生相对运动时，导体内部产生的感应电流。
涡流
涡流具有旋涡状的物理形态，其大小和方向随时间变化。
特点
涡流的定义
涡流的产生
产生条件
导体在磁场中作切割磁感线运动或导体中的磁通量发生变化。
利用涡流加热金属工件，可实现快速、均匀加热，提高生产效率和产品质量。
03
02
01
涡流的应用
02
电磁阻尼
电磁阻尼的定义
电磁阻尼是指利用磁场对金属或导电材料产生的作用力来减缓或阻止其运动的一种技术。
电磁阻尼器是一种利用电磁原理工作的阻尼器，它能够通过磁场对金属或导电材料的作用力来吸收或转化振动能量，从而达到减振降噪的目的。
电磁驱动具有结构简单、响应速度快、控制精度高等优点，因此在自动化、机器人、精密仪器等领域得到了广泛应用。
电磁驱动的定义

涡流、电磁阻尼和电磁驱动[可修改版ppt]

涡流、电磁阻尼和电磁驱动[可修改版ppt]
涡流、电磁阻尼和 电磁驱动
工具
第四章 电磁感应
一、涡流
1．概念：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，把这种电流叫做
涡电流，简称涡流．
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 图乙．假定仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流沿什 么方向？由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培 力．安培力是沿什么方向的？安培力对铝框的转动产生什么影 响？使用铝框做线圈骨架有什么好处？
乙 为什么用铝 框做线圈骨架？
【点拨】 仪表工作时指针向右转动，铝框中的感应电流 方向(从上往下看)沿铝框逆时针方向，铝框左边受向下的安培力， 而右边受向上的安培力，安培力阻碍线圈的转动．使用铝框做 线圈骨架的目的是利用感应电流来起到电磁阻尼作用，使线圈 偏转后尽快停下来．
练习、如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘 和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接 触．当磁铁绕轴转动时，铜盘将( )
A．以相同的转速与磁铁同向转动 B．以较小的转速与磁铁同向转动 C．以相同的转速与磁铁反向转动 D．静止不动
〔况．用导线把微安表的正、负两个接线柱连在一起，再次晃 动表壳，表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同？怎样解 释这种差别？
【点拨】 用导线把微安表的两个接线柱连在一起后，用 手晃动表壳，表针的摆动幅度大大减小，因为用导线把微安表 两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻 碍它们的相对运动．
2．应用 (1)涡流热效应的应用，如 真空冶炼炉 ． (2)涡流磁效应的应用，如 探雷器 ．

涡流电磁阻尼驱动PPT课件

涡流电磁阻尼驱动PPT课件

【解析】选C。高频感应炉的原理：给线圈通以高频交变电流 后，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生 涡流，由于电流的热效应，可使金属熔化。故只有C正确。
二 对电磁阻尼和电磁驱动的理解
电磁阻尼和电磁驱动的比较：
电磁阻尼
电磁驱动
共同点
两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍 导体与磁场间的相对运动
【思考辨析】 1.判断正误： （1）涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的 磁通量变化而产生的。（ ） （2）涡流有热效应，但没有磁效应。（ ） （3）在硅钢中不能产生涡流。（ ） （4）电磁灶是在金属锅体中产生热效应，从而达到加热和烹 饪食物的目的。（ ） （5）电磁驱动和电磁阻尼中，感应电流的结果总是阻碍磁场 跟线框的相对运动。（ ）
【标准解答】选C。铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁 通量发生变化，因此在其内部产生涡流，反过来涡流产生的感 应磁场对原磁场的变化起阻碍作用，所以铜块和铝块向磁铁运 动时会受阻碍而做减速运动，有机玻璃为非金属，不产生涡流 现象。故C正确。
【变式训练】如图所示，有一铝质圆形 金属球以一定的初速度通过有界匀强磁 场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁 场过程中（磁场宽度大于金属球的直径），小球（ ） A.整个过程做匀速运动 B.进入磁场过程中小球做减速运动，穿出过程做加速运动 C.整个过程都做匀减速运动 D.穿出时的速度一定小于初速度
【解析】选D。小球在进入和穿出磁场时，有涡流产生，受阻 力作用，做减速运动；完全处于磁场中时，穿过小球的磁通量 不发生变化，小球中无涡流，做匀速运动。故A、B、C错误， D正确。
【变式备选】高频感应炉是用来熔化金 属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金 属的高频感应炉的示意图，炉内放入被 冶炼的金属，线圈通入高频交变电流， 这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易 控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特 种金属。该炉的加热原理是（ ） A.利用线圈中电流产生的焦耳热 B.利用线圈中电流产生的磁场 C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 D.给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
防止 (1)途径一:增大铁芯材料的⑦ 电阻率 (2)途径二:用相互绝缘的⑧ 硅钢片 叠成的铁芯代替整个硅钢铁
芯
2.电磁阻尼
(1)概念:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培
力,安培力的方向总是⑨ 阻碍 (选填“促进”或“阻碍”)导体的
运动,这种现象称为电磁阻尼。
(2)应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速⑩ 停下来 ,
(2)阅读教材中“演示”的相关内容,回答下面问题。 如图所示,一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间,蹄形磁铁
和闭合线圈都可以绕 OO'轴转动。当转动蹄形磁铁时,观察线圈的运
动。怎样解释线圈的运动?
解答:当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化。例如, 线圈处于图中所示的初始状态时,穿过线圈的磁通量为零,蹄形磁铁 一转动,穿过线圈的磁通量就增加了,根据楞次定律,此时线圈中就 有感应电流产生,以阻碍磁通量的增加,因而线圈会跟着一起转动起 来。
主题 2:电磁阻尼、电磁驱动(重点探究) (1)阅读教材中的“思考与讨论”,回答下列问题。
①如图甲所示,一个单匝线圈落入磁场中,分析它在图示位置时
感应电流的方向和所受安培力方向。安培力对线圈的运动有什么影 响?
②磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,如
图乙所示。假定仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流沿什么 方向?由于铝框转动时其中有感应电流,铝框要受到安培力,安培力 沿什么方向?安培力对铝框的转动产生什么影响?使用铝框做线圈骨 架有什么好处?
解答:①单匝线圈落入磁场中图示位置时感应电流方向为逆时
针,由左手定则可判定安培力方向向上,安培力阻碍线圈的下落。
②仪表工作时指针向右偏转,铝框中的感应电流方向(从上往下

物理人教版(2019)选择性必修第二册2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共14张ppt)

物理人教版(2019)选择性必修第二册2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共14张ppt)
F
mg 从磁通量角度分析：安培力阻碍磁通量的变化
三：电磁阻尼
电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培 力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。
实验步骤： （1）先不放铝板，把磁铁拉开一定的角度，轻 轻释放，观察停止摆动的位置 （2）底部再放上铝板，重复刚才的实验，观察 停止摆动的位置
新课讲三授 ：电磁阻尼的具体运用 问题：为什么运输时要用导线连接电流表的正负极？
i 增大 在感生电场的作用下定向移动从而产生感 应电流，这种感应电流是像旋涡一样的闭
合的曲线，我们把它叫涡电流，简称涡流。
i
2.产生条件：
① 空间内有磁场的变化
② 具有良好导电性能的导体
③ 导体内部可以形成闭合的回路
二、涡流的热效应
B
AC
鹌鹑蛋熟了的原因
高频冶炼
二：涡流的磁效应—角色互换入场安检
F
F
短接导线
新课讲四授 ：电磁驱动
电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导 体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。
新课讲四授 ：电磁驱动的运用——三相电机
实验步骤： （1）左手整体压住木板不动 （2）右手快速旋转塑料瓶盖，注意不要碰到易拉罐 （3）观察易拉罐的是否旋转，如有旋转，旋转方向 有什么特点
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一、麦克斯韦电磁场理论
靠近电磁炉 （接交流电）
灯泡亮了
变化的磁场
导体内 有电场
灯泡没有外接电源
灯泡有感应电流 电荷的定向移动 电荷受到驱动力
变化的 磁场 激发
感生 电场 力
自由 电荷
闭合 回路
形成
感应 电流

物理课件《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》ppt高中物理

物理课件《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》ppt高中物理

• 从图2.3-1甲中可以看到，磁场方向由下向上， 如果从上向下看(2.3-1乙)，电子沿逆时针方 向运动。电子带负电，它在电场中受力的方 向与电场方向相反。为使电子加速请思考以 下问题：
感生电场方向是顺时针还是逆时针？
顺时针
磁场应该由强变弱还是由弱变强？ 由弱变强
电磁铁线圈中的电流应该由小变大还是由大变小？ 由小变大
二、涡流 1.定义
2.涡流的应用
1.真空冶炼炉
2.探雷器
3.金属探测仪
金属探测仪
4.安检门
安检门
3.涡流的危害： 在各种电动机、变压器中，涡流是非 常有害的。它会使铁芯的温度升高，从而危及线圈绝缘 材料的寿命，严重时会使材料报废。其次涡流发热要消 耗额外的能量，会使电动机、变压器的效率降低。
如图2.3-7所示，一个单匝线圈落入磁 2．碰撞遵守的规律
[师]在物理学中物体运动的快慢用速度(velocity)表示．同学们刚才求出的就是两名运动员各自的速度．速度等于什么呢? 师：用一个塑料袋装满水，用一个钉子从底部扎一小孔，水就会从底部流出。
场中，分析它在图示位置时感应电流 近视眼的成因和矫正与学生的生活密切相关，同时也是本节课的重难点，应用到的物理知识也比较多，所以采用对比实验探究法、观察法、归纳法，使学生经历、领会近视眼的成
• A．圆盘上没有产生感应电动势 • B．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 • C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发
生了变化 • D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的
磁场导致磁针转动
B
针对训练1.
• 如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测 到地下的金属物时，______（选填“金属物”或“探头”）中产 生涡流。
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思考与讨论
一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位 置时感应电流的方向和所受安培力的方向。安培 力对线圈的运动有什么影响？ （P27）磁电式电流表使用铝框做线圈骨架 有什么好处？ FA I
v
铝框在磁场中转动时产生感应电流，磁场 对感应电流作用力阻碍铝框的转动，指针随着 铝框很快就稳定地指在读数位置上，达到能够 迅速读出数据的功能。
真空冶炼炉
涡流的应用
电磁灶采用了磁场感应涡流的加热原理。它利用陶 瓷玻璃板下方的线圈产生交变磁场，这样，铁锅的 锅底部就处在交变磁场中而产生环状电流（即涡流） 使锅本身高速发热，从而能将饭菜煮熟。
探雷器
金属探测器 安检门的原理：金属探测器的探 头和安检门里都有通着变化电流的线圈。当有 金属靠近时，会在金属中产生涡流，涡流的磁 场会影响线圈中的电流，使仪器报警。
题型一：关于涡流的利用和防止
类型一
电磁阻尼的分析
如图4－7－2所示，一金属球用绝缘细线悬挂于O点， 将金属球拉离平衡位置并释放，金属球摆动过程中经过有 界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界．若不 计空气阻力，则( B ) A．金属球向右穿过磁场后，还能摆至 原来的高度 B．在进入和离开磁场时，金属球中均 有感应电流 C．金属球进入磁场后离平衡位置越近 速度越大，感应电流也越大 D．金属球最终将静止在平衡位置
【习题2】：如如图所示，A、B为大小、形状 均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖 直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从 A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球 比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描 述可能正确的是（ AD ） A．A管是用塑料制成的， B管是用铜制成的 B．A管是用铝制成的， B管是用胶木制成的 C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
第四章
电 磁 感 应 选修3—2
第七节：涡流 电磁阻尼和电磁驱动
在上次课我们学习了一个线圈中的电流变化时，附近 互感 。实际 的另一个线圈中会产生感应电流，这叫_____ 上不但这个线圈中会产生感应电流，靠近线圈中的任 何导体中都会产生感应电流。如图所示，长方体的金 属块上绕有线圈，线圈中通入大小随时间变化的电流 ，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在空间激 感生电场）。这个________ 感生电场 为涡旋电场。 发电场（________ 金属块中的自由电子在涡旋电场的作用下，产生涡电 流，简称涡流。 B
联 系
【习题1】：下列关于涡流的说法中正确的是 （ A） A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是 因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感 应电流的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流
【解析】：涡流本质上是感应电流，是自身构成 回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A对 B错。涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效 应，C错。硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能 产生涡流，D错。
铁块会被磁化， 与磁铁相互吸 引
铝块不会被磁 化，形成涡流， 与磁铁相互排斥
【变式训练1】：在水平放置的光滑导轨上，沿 导轨固定一个条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机 玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点 以某一初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的 运动情况是（BD） A．都做匀速运动 B．甲做加速运动 C．乙做匀速运动 D．丙做匀速运动
类型二
电磁驱动的分析和应用
位于光滑水平面的小车上放置一螺线 管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线 管的轴线水平穿过，如图4－7－5所示， 在此过程中( C )
A．磁铁做匀速直线运动 B．磁铁做减速运动 C．小车向右做加速运动 D．小车先加速后减速 【思路点拨】 本题为电磁驱动，可由楞 次定律判断作用力的方向，再由牛顿第二定律 判断运动情况．
☆ ．思考与讨论……
电动机和变压器的工作原理都跟电磁感应现 象有关，内部都有铁芯结构，为什么电动机和变 压器等的铁芯都不是整块金属，而是用许多相互 绝缘的薄硅钢片叠合而成？
变压器的铁芯
涡流的防止
变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施
电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上．线圈 中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯 发热，浪费了能量，还可能损坏电器。用相互绝 缘的薄硅钢片叠合而成的铁芯能够有效的减小涡 流。
二、电磁阻尼
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。
如图，把铝片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆。 在电磁铁线圈未通电时，铝片可以自由摆动，要经过较长 时间才会停下来。 一旦当电磁铁通电之后，由于穿过运动导体的磁通量 发生变化，铝片内将产生感应电流。感应电流使铝片受到 的安培力的作用，安培力阻碍铝片的运动，使铝片迅速停 止摆动。
E
像其他电流一样，金属块中的涡流也要产生热量， 如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也 很多。
Q I Rt
2
涡流在生活生产中有哪些应用？
涡流的利用
高频感应炉：利用涡流的热效应来熔化金属 。炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉 内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属融 化。
高频感应炉优点：速 度快，温度易控制，整个 过程在真空中进行，能避 免有害杂质混入被冶炼的 金属中，适于冶炼特种合 金和特种钢。
三、电磁驱动
磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受 到安培力磁阻尼与电磁驱动的比较
电磁阻尼 电磁驱动
区 别
由于磁场相对于 产生电流 由于导体在磁 导体运动，导体 的原因 场中运动 中产生感应电流 安培力方向与 导体受安培力方 安培力 导体运动方向 向与导体运动方 方向 相反，阻碍导 向相同，推动导 体运动 体运动 都属于电磁感应现象，安培力的作用效 果都是阻碍导体与磁场间发生相对运动
题型二：电磁阻尼的分析
【解析】：选AD. 磁性小球穿过金属圆管过程中，将圆管看 做由许多金属圆环组成，小球的磁场使每个圆 环中产生感应电流，据楞次定律，该电流阻碍 磁性小球的下落，小球向下运动的加速度小于 重力加速度； 小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不 会产生感应电流，小球仍然做自由落体运动， 穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的 时间少．
【变式2】：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（BD ） A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D．增大铁芯中的电阻，以减少放出的热量
【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，来减少电 能转化成铁芯的内能，提高效率，是防止涡流而采 取的措施.
图4－7－5
变式训练
2.如图4－7－6所示，把一个闭合线 框放在蹄形磁体的两磁极之间，蹄形磁体 可以绕竖直轴转动，闭合线框也可以绕竖 直轴转动，当蹄形磁体逆时针(从上往下 看)转动时，有关线圈的运动下列说法正 确的是( ) 图4－7－6 A．线圈将顺时针方向转动 B．线圈仍保持静止 C．线圈将逆时针方向转动，转速与磁铁相同 D．线圈将逆时针方向转动，转速比磁铁小 解析：选D.根据电磁驱动，磁铁转动，线圈会 产生感应电流和受到安培力作用，这个安培力驱动 线圈运动，其转动的效果是阻碍它们的相对运动， 因此线圈转动方向与磁铁相同，但转速比磁铁小．

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