4[1]7涡流电磁阻尼和电磁驱动

1、第七节第七节涡流、电磁阻尼和电磁驱动涡流、电磁阻尼和电磁驱动洪湖市第一中学洪湖市第一中学 叶建明叶建明BE一一. .涡流涡流1.1.当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时, ,这个线圈附近这个线圈附近的的任何导体任何导体中都会产生感应电流中都会产生感应电流-涡流涡流. .2.2.金属块中的涡流也要产生金属块中的涡流也要产生热量热量, ,如果金属的电阻如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。率小，则涡流很强，产生的热量也很多。3.3.应用应用(1)(1)利用利用a.a.真空冶炼炉，高频焊接真空冶炼炉，高频焊接生活中的物理：电磁炉的工作原理生活中的物理：电磁炉的工作原理电磁

2、灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上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，就放出大量的热涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热量，将饭菜煮熟。量，将饭菜煮熟。b.b.探雷器探雷器门框门框报警电路线圈线圈c.安检门安检门 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流, ,在铁芯中产生的涡流使在铁芯中产生的涡流使铁芯发热铁芯发热, ,浪费了能量浪费了能量, ,还可能损

3、坏电器。还可能损坏电器。减少涡流的途径减少涡流的途径: :a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率, ,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。(2)减少涡流减少涡流b.b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。钢铁芯。二二. .电磁阻尼电磁阻尼1.1.当导体在磁场中运动时当导体在磁场中运动时, ,感应电流会使导体感应电流会使导体受到安培力受到安培力, ,安培力的方向总是阻碍导体的运安培力的方向总是阻碍导体的运动动-电磁阻尼电磁阻尼2.2.讨论讨论: : (1) (1)为什么用铝框做线圈骨架？为什么用铝框做线圈骨架？V(2)、微安表的表头在

4、运输时为何应该、微安表的表头在运输时为何应该 把两个接线柱连在一起？把两个接线柱连在一起？三三. .电磁驱动电磁驱动1 1、如磁场相对于导体转动、如磁场相对于导体转动, ,在导体中会产在导体中会产生感应电流生感应电流, ,感应电流使导体受到安培力的感应电流使导体受到安培力的作用作用, ,安培力使导体运动起来安培力使导体运动起来-电磁驱动电磁驱动。 2 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。原理工作的。 1 1、在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定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、铝和有机一个条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机

5、玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各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物块在碰上磁铁前的运动情况是( ) A、都做匀速运动、都做匀速运动 B、甲做加速运动、甲做加速运动 C、乙做匀速运动、乙做匀速运动 D、丙做匀速运动、丙做匀速运动铁块会被磁化，铁块会被磁化，与磁铁相互吸引与磁铁相互吸引铝块不会被磁化，铝块不会被磁化，形成涡流，与磁形成涡流，与磁铁相互排斥铁相互排斥练习练习BD2、如图所示为一光滑轨道，其中、如图所示为一光滑轨道，其中MN部分为一段对部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，

6、在称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN部分部分有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在置在P点，金属环由静止自由释放，经很多次来回点，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（运动后，下列判断正确的有（ ）A、金属环仍能上升到与、金属环仍能上升到与P等高处；等高处；B、金属环最终将静止在最低点；、金属环最终将静止在最低点；C、金属环最终将在、金属环最终将在MN两点之间往复运动；两点之间往复运动；D、金属环开始运动过程中的最大高度一直在变小。、金属环开始运动过程中的最大高度一直在变小。MNPQ CD3、如图所示，、如图所示

7、，abcd是一闭合的小金属线框，用一是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点根绝缘的细杆挂在固定点O，使金属线框在竖直平，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，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，则力不计，则( )A.线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，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而且电流的方向相反B.线框进入磁场区域后，越靠近线框进入磁场区域后，越靠近OO线时速度越大，线时速度越大，因而产生的感应电流也越大因而产生的感应电流也越大C.线框开始摆动后，线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小小到某一值后将不再减小D.线框摆动过程中，线框摆动过程中，机械能完全转化为线机械能完全转化为线框电路中的电能框电路中的电能 AC4、著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图、著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬