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文档简介
第二章
电磁感应2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动现象1:隔空熔铁现象2:时空隧道现象3:念力移物麦克斯韦(1831-1879)磁场变化时会在周围空间激发一种电场——感生电场闭合导体中的自由电荷在这种电场中做定向运动产生感应电流(感生电动势)感生电动势的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力。一、电磁感应现象中的感生电场1.感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场。这种电场与静电场不同,它不是电荷产生的,我们把它叫作感生电场。2.感生电动势:如果感应电动势是由感生电场产生的,它也作感生电动势。3.感生电场应用实例---电子感应加速器电子感应加速器:应用感生电场来加速电子的一种设备。柱形电磁铁:产生变化的磁场;环形真空管道:是电子运行的轨道工作过程:磁场发生变化时,就会沿管道方向产生感生电场。射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。3、感生电场的特点真空室ii电子枪真空室Bi感F洛F洛F洛F洛vvvvFFFFE感E感E感E感v0=0真空室Bi感(1)感生电场的电场线是闭合的E感E感E感E感E感(2)感生电场位于与磁场垂直的平面上俯视图3、感生电场的特点(1)感生电场的电场线是闭合的(2)感生电场位于与磁场垂直的平面上E感BE感真空室i感B(3)可根据楞次定律判断感生电场的方向B感增加i增大增大静电场感生电场产生电场线特点电场方向判断由静止的电荷产生由正电荷(无穷远)发出,到负电荷(无穷远)终止,电场线不闭合。正电荷受力的方向由变化的磁场在周围空间激发感应电场是一种涡旋电场,电场线是闭合的。感生电流的方向(楞次定律)静电场和感生电场的区别二、涡流B1.涡流的成因线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,靠近它的导体内会产生漩涡状电流,叫做涡电流,简称涡流。iiAC
当金属块的电阻比较小时,形成的涡流的电流强度就会很大,进而产生大量的焦耳热。①涡流冶炼的优点:加热快、能耗少、易控温、无杂质2.涡流的热效应及其应用②电磁炉的原理ACB③.
探雷器涡流的危害——防止危害: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,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。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(2)用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯一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线圈所受安培力的方向。此时安培力对线圈的运动有什么影响?想一想三、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,这种现象称为电磁阻尼。思考: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?现象2:时空隧道
如图所示,一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极间,可以绕支点自由转动。转动磁体,观察铝框的运动。怎样解释铝框的运动?BNSNSBIFF旋转U型磁铁时穿过铝框的磁通量发生变化,铝框中产生感应电流,使铝框受到安培力的作用,最终驱动铝框随磁场一起运动。做一做:线圈转动与磁铁同向,但转速小于磁铁,即同向异步。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的连接到三相电源时能产生旋转的磁场一种交流感应电动机的结构应用:交流感应电动机:磁场能→电能→机械能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。四、电磁驱动磁悬浮列车现象3:意念移物电磁阻尼是安培力充当阻力;电磁驱动是安培力充当动力安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系:阻尼摆课堂小结:一、电磁感应现象中的感生电场二、涡流1.涡流的利用(
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