选修3-2第四章第七节涡流_电磁阻尼_电磁驱动

1、 B 一、涡流一、涡流 用整块金属材料做铁芯绕制用整块金属材料做铁芯绕制 的线圈，当线圈中通有变化的的线圈，当线圈中通有变化的 电流时，变化的电流会产生变电流时，变化的电流会产生变 化的磁场，变化的磁场穿过铁化的磁场，变化的磁场穿过铁 芯，整个铁芯会形成回路，产芯，整个铁芯会形成回路，产 生生 ，这种电流看起来，这种电流看起来 像水中的旋涡，我们就把这种像水中的旋涡，我们就把这种 电流叫做电流叫做 ，简称，简称 感应电流感应电流 涡电流涡电流涡流涡流 基础知识梳理基础知识梳理 涡流的热效应涡流的热效应 1.应用应用 真空冶炼炉真空冶炼炉 2.防止：防止： 涡流的磁效应涡流的磁效应 1.探雷器探

2、雷器 2.安检门安检门 应用应用 变压器变压器 (发热浪费电能）发热浪费电能） 涡流的机械效应涡流的机械效应 1.电磁阻尼电磁阻尼 2.电磁驱动电磁驱动 一、涡流的产生及能量转化一、涡流的产生及能量转化 1涡流产生的条件：涡流产生的条件：涡流的本质是电涡流的本质是电 磁感应现象，涡流产生条件是穿过金属块磁感应现象，涡流产生条件是穿过金属块 的磁通量发生变化并且金属块本身可自的磁通量发生变化并且金属块本身可自 行构成闭合回路同时因为整个导体回路行构成闭合回路同时因为整个导体回路 的电阻一般很小，所以感应电流很大，就的电阻一般很小，所以感应电流很大，就 像水中的旋涡像水中的旋涡 核心要点突破核心要

3、点突破 2可以产生涡流的两种情况可以产生涡流的两种情况 (1)把块状金属放在变化的磁场中把块状金属放在变化的磁场中 (2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁让块状金属进出磁场或在非匀强磁 场中运动场中运动 3能量转化：能量转化：伴随着涡流现象，其他形伴随着涡流现象，其他形 式的能转化成电能，最终在金属块中转化为式的能转化成电能，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

4、块的机械能转化由于克服安培力做功金属块的机械能转化 为电能，最终转化为内能为电能，最终转化为内能 二、电磁驱动与电磁阻尼二、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，例如线圈处于如图所示的初始状态时，生变化，例如线圈处于如图所示的初始状态时， 穿过线圈的磁通量为零，当蹄形磁体转动时，穿穿过线圈的磁通量为零，当蹄形磁体转动时，穿 过线圈的磁通量就增加了，根据楞次定律，此时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，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因而

5、线圈会跟着一起转动起来 从动力学的观点来看，线圈中产生的感应电从动力学的观点来看，线圈中产生的感应电 流受到的安培力是使线圈转动起来的动力，对流受到的安培力是使线圈转动起来的动力，对 线圈而言是电磁驱动；而线圈对磁铁的作用力线圈而言是电磁驱动；而线圈对磁铁的作用力 对磁铁的转动起阻碍作用，对磁铁而言是电磁对磁铁的转动起阻碍作用，对磁铁而言是电磁 阻尼，因此电磁驱动和电磁阻尼是矛盾的两个阻尼，因此电磁驱动和电磁阻尼是矛盾的两个 方面，不可分割方面，不可分割 电磁阻尼中克服安培力做功，其他形式的能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；电磁驱动中由于转化为电能最终转化为内

6、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功，电能转化为导体的机械能而对外做功 交变电流交变电流 思考与讨论思考与讨论 交变电流交变电流 感应电流感应电流 线圈线圈 探雷器探雷器金属探测器金属探测器 二、电磁阻尼二、电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，如导体中出现当导体在磁场中运动时，如导体中出现 涡流，即感应电流，感应电流会受到安培涡流，即感应电流，感应电流会受到安培 力作用，安培力的作用总是力作用，安培力的作用总是 导体的运导体的运 动，这种现象叫做动，这种现象叫做 阻碍阻碍 电磁阻尼电磁阻尼 V 三、电磁驱动三、电磁驱动 如果磁场相对于导体运动，在导如果磁场相对于导体运动，在导 体中会产生感应电流，感应电流使导体中会产生感应电流，感应电流使导 体受到体受到