涡流、电磁阻尼和电磁驱动 ppt
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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．
人教版高中物理选修-涡流、电磁阻尼、电磁驱动-ppt精品课件
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观察发电机、电动机和变压器，可以看到它们的铁 芯都不是整块金属，而是许多相同绝缘的薄硅钢片 叠合而成的．为什么这样做呢？直接用一整块不就 更省事了吗？
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思考与讨论 1、安培力对线圈的运动 有什么影响？
方向向上，阻碍运动。
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三、电磁驱动
两者转动方向相同，转动快慢不同
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三、电磁驱动 1、如磁场相对于导体转动,在导体中会产
电磁阻尼
电磁驱动
来 导体相对于磁场运动 拒 去
留 安培力与导体运动
方向相反（阻碍）
磁场相对于导体运动
安培力与磁场运动 方向相同（驱动）
动生电动势
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感生电动势
•
•
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第2章 3 《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》课件ppt
使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来,这种作用常常称为电磁
驱动。
2.应用:交流感应电动机。
自我检测
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因。
(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。(
)
解析 涡流本质上是感应电流,是自身构成回路,是在穿过导体的磁通量变
化时产生的。
B.当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
C.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为顺时针方向
D.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
解析 感生电场中磁场的方向用楞次定律来判定,原磁场向上且磁感应强度
在增大,在周围有闭合导线的情况下,感应电流的磁场方向应与原磁场方向
答案 √
(2)涡流有热效应,但没有磁效应。(
解析 涡流既有热效应,又有磁效应。
答案 ×
)
(3)在硅钢中不能产生涡流。(
)
解析 硅钢电阻率大,产生的涡流较小,但仍能产生涡流。
答案 ×
(4)电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象,都遵循楞次定律和法拉第电磁
感应定律。(
)
解析 电磁阻尼、电磁驱动都是由于磁通量的变化引起的,所以都遵循楞次
(物理观念)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、电磁感应现象中的感生电场
一个闭合回路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内将会产生感
应电动势。
1.感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场,我们把它叫作感生电场。
2.感生电动势:由感生电场产生的感应电动势。
3.感生电场的方向:与所产生的感应电流的方向相同,可根据楞次定律和
驱动。
2.应用:交流感应电动机。
自我检测
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因。
(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。(
)
解析 涡流本质上是感应电流,是自身构成回路,是在穿过导体的磁通量变
化时产生的。
B.当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
C.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为顺时针方向
D.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
解析 感生电场中磁场的方向用楞次定律来判定,原磁场向上且磁感应强度
在增大,在周围有闭合导线的情况下,感应电流的磁场方向应与原磁场方向
答案 √
(2)涡流有热效应,但没有磁效应。(
解析 涡流既有热效应,又有磁效应。
答案 ×
)
(3)在硅钢中不能产生涡流。(
)
解析 硅钢电阻率大,产生的涡流较小,但仍能产生涡流。
答案 ×
(4)电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象,都遵循楞次定律和法拉第电磁
感应定律。(
)
解析 电磁阻尼、电磁驱动都是由于磁通量的变化引起的,所以都遵循楞次
(物理观念)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、电磁感应现象中的感生电场
一个闭合回路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内将会产生感
应电动势。
1.感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场,我们把它叫作感生电场。
2.感生电动势:由感生电场产生的感应电动势。
3.感生电场的方向:与所产生的感应电流的方向相同,可根据楞次定律和
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
2.电磁驱动
一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如图 4 所示，蹄形磁铁和闭合
线圈都可以绕 OO′轴转动.当蹄形磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动，
当磁铁逆时针转动时线圈也逆时针转动.
根据以上现象，回答下列问题：
(1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？
(2)线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动速度与磁铁的转动速度相
一、涡流
1.如图 1 所示，当磁场变化时，导体中就会产生感应电流，那么导体中的电荷为什么会定向 移动而形成电流？
答案 根据麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场会在其周围
空间产生感生电场，感生电场对导体中的自由电荷产生的
电场力会使电荷定向移动，从而形成电流.
图1
图2
2.如果磁场是用变化的电流来获取的，导体用整块铁代替，如图 2 所示.请问铁块中有感应 电流吗？如果有，它的形状像什么？
同吗？
图4
答案 (1)变化.
(2)线圈内产生感应电流受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来.线圈的转速 小于磁铁的转速.
[要点提炼] 电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系：
1.电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向 相反 ， 阻碍 导体运动；电磁驱动中导体 受安培力的方向与导体运动方向 相同 ， 推动 导体运动.
A.t1＞t2，v1＞v2
图9 B.t1＝t2，v1＝v2 C.t1＜t2，v1＜v2
D.t1＜t2，v1＞v2
解析 开关 S 断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a＝g； 当 S 闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故 a＜g.所以 t1＜t2，v1＞v2.
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
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。
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：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。
THANKS FOR
WATCHING
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
THANKS FOR
WATCHING
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
人教版高中物理选修324.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共46张PPT)
如图，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？
安培力阻碍线圈的运动
电磁阻尼
知道电磁阻尼现象的原理 知道电磁阻尼的几个应用
电表线圈骨架的作用
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
铝框
假定仪表工作时指针向右转动，铝框中感 应电流沿什么方向？
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。
电磁驱动的反思
在电磁驱动的这个小实验中，线圈转动的速度与磁铁转动的速度相比有何 关系？在此运动过程中，安培力起阻力还是动力作用？ 线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁 铁，即同向异步。
当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象， 在铜盘中产生感应电流，使铜盘受到安培力作用， 而安培力的方向阻碍导体的运动，所以铜盘很快就 停了下来
问题与练习
如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开， 磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使 磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。分析这个现象的产生原因，并 说明此现象中能量转化的情况。
安培力对以地为参照物来说，是动力。 但对相对磁体的运动来说，是阻力。
电磁驱动的应用
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
电磁驱动和电磁阻尼
电磁阻尼和电磁驱动有何区别和联系？
区别 联系
电磁阻尼
电磁驱动
产生电流的原因
由于导体在磁场中 由于磁场相对于导体运动，
涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
[解析] 当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切 割磁感线，线圈中产生交流电，故 C 正确，D 错误；由楞次定律的推广含 义可知，线圈将与磁极同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角 速度，如果两者的角速度相同，磁感线与线圈会处于相对静止，线圈不切 割磁感线，无感应电流产生，A 错误，B 正确。
3．涡流中的能量转化 涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并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，最终转化为内能。
[典例 1] (广东高考)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑 料管 Q 竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落 至底部。则小磁块( )
由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温，C 正确。
答案：选 C
考点二
电磁阻尼与电磁驱动的应用
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动 由于磁场运动引起磁通量的变化
成因 而产生感应电流，从而使 而产生感应电流，从而使导体受
导体受到安培力
到安培力
不
安培力的方向与导体运
同
效果
动方向相反，阻碍导体运
导体受安培力的方向与导体运动 方向相同，推动导体运动
点
动
能量 导体克服安培力做功，其 由于电磁感应，磁场能转化为电
转化 他形式能转化为电能，最 能，通过安培力做功，电能转化
终转化为内能
为导体的机械能，而对外做功Байду номын сангаас
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍 相同点 引起感应电流的导体与磁场间的相对运动
3．涡流中的能量转化 涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并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，最终转化为内能。
[典例 1] (广东高考)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑 料管 Q 竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落 至底部。则小磁块( )
由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温，C 正确。
答案：选 C
考点二
电磁阻尼与电磁驱动的应用
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动 由于磁场运动引起磁通量的变化
成因 而产生感应电流，从而使 而产生感应电流，从而使导体受
导体受到安培力
到安培力
不
安培力的方向与导体运
同
效果
动方向相反，阻碍导体运
导体受安培力的方向与导体运动 方向相同，推动导体运动
点
动
能量 导体克服安培力做功，其 由于电磁感应，磁场能转化为电
转化 他形式能转化为电能，最 能，通过安培力做功，电能转化
终转化为内能
为导体的机械能，而对外做功Байду номын сангаас
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍 相同点 引起感应电流的导体与磁场间的相对运动
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4.7 涡流、电磁阻尼和电磁 驱动
演示实验一
没有火苗，也没有看到烟，而且锅底 也没有变黑，水为什么这么快烧开了？
电加热？
为什么一个大大的线圈就可以让电磁炉工 作，能使锅子里面的水烧开了呢？
电磁感应？
演示实验二
用高考探测仪对一个学生（找一个可能带手机的学生） 进行探测，结果探出了该同学带着手机，学生很惊奇， 这个东西为什么能报警呢？
微安表是一种高灵敏度，高 精度电流表，表内的指针因振动 会产生摇摆，剧裂摇摆会使微安 表造成指针打偏、降低灵敏度、 或失灵等。故在运输中，用导线 短路两接线柱，使表头线圈闭合 产生电磁阻尼，大大降低因外界 的摇摆、振动对表头的影响。
电磁阻尼摆实验
磁铁的旋转使线圈跟着转动：
三、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。
思考并回答刚才两个演示现象的原因？
仔细阅读课本26页
一、涡流 1、定义：当线圈中的电流随时间变化时,这个线 圈附近的任何导体中都会产生感应电流-----涡 流。
涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律
涡流的利用
பைடு நூலகம்
1、如图所示的高频感应炉，利用涡流的热 效应来熔化金属。交流电的频率越高，金 属熔炉中的感应电动势就越大，金属材料 的电阻率越小，产生的涡流热效应就越强。
电学测量仪器要求指针的摆动很快停下来，也是 利用了铝框中产生的涡流，从而通过磁场对这个涡流 的作用力阻碍它们的摆动，使指针能很快地指到示数 的位置上。
二、电磁阻尼
电磁阻尼现象：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。
思考与讨论
涡流的危害
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。
思考与讨论
怎样减少涡流损耗？
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片
交变电流 交变电流
整块铁芯
彼此绝缘的薄片
思考与讨论
为什么磁电式电表的线圈要用铝框做骨架呢？
涡流的利用
生活中的电磁炉，也是利用电磁感应 中的涡流的热效应来烧菜做饭的。
涡流的利用
探雷器的长柄线 圈中，通有变化的 电流，在其周围就 产生变化的磁场， 埋在地下的金属物 品，由于电磁感应 而形成涡流，涡流 的磁场反过来又作 用于线圈，使仪器 报警。
线圈
涡流的利用
机场、车站及 重要场所的安检门 及工作人员手上的 探测器，也是利用 与探雷器类似的电 磁感应原理使仪器 报警，来探测进出 人员身上携带的金 属物品。
2、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。
涡流的利用 高频焊接机原理：线圈中通以高频电流，内部焊 接工件由于电磁感应产生感应电流，频率越高， 产生的感应电流越大。由于焊接缝处接触电阻很 大，放出的热量很多，致使温度升高将金属熔化， 焊接在一起。应用于焊接自行车车架。
交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。
电磁感应的其他一些应用
v
v
电磁阻尼，使金属盘，磁铁和金属球 快速停下，机械能转化为电能以热的形 式散发到周围的空气中。
祝同学们学习愉快！ 再见
演示实验一
没有火苗，也没有看到烟，而且锅底 也没有变黑，水为什么这么快烧开了？
电加热？
为什么一个大大的线圈就可以让电磁炉工 作，能使锅子里面的水烧开了呢？
电磁感应？
演示实验二
用高考探测仪对一个学生（找一个可能带手机的学生） 进行探测，结果探出了该同学带着手机，学生很惊奇， 这个东西为什么能报警呢？
微安表是一种高灵敏度，高 精度电流表，表内的指针因振动 会产生摇摆，剧裂摇摆会使微安 表造成指针打偏、降低灵敏度、 或失灵等。故在运输中，用导线 短路两接线柱，使表头线圈闭合 产生电磁阻尼，大大降低因外界 的摇摆、振动对表头的影响。
电磁阻尼摆实验
磁铁的旋转使线圈跟着转动：
三、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。
思考并回答刚才两个演示现象的原因？
仔细阅读课本26页
一、涡流 1、定义：当线圈中的电流随时间变化时,这个线 圈附近的任何导体中都会产生感应电流-----涡 流。
涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律
涡流的利用
பைடு நூலகம்
1、如图所示的高频感应炉，利用涡流的热 效应来熔化金属。交流电的频率越高，金 属熔炉中的感应电动势就越大，金属材料 的电阻率越小，产生的涡流热效应就越强。
电学测量仪器要求指针的摆动很快停下来，也是 利用了铝框中产生的涡流，从而通过磁场对这个涡流 的作用力阻碍它们的摆动，使指针能很快地指到示数 的位置上。
二、电磁阻尼
电磁阻尼现象：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。
思考与讨论
涡流的危害
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。
思考与讨论
怎样减少涡流损耗？
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片
交变电流 交变电流
整块铁芯
彼此绝缘的薄片
思考与讨论
为什么磁电式电表的线圈要用铝框做骨架呢？
涡流的利用
生活中的电磁炉，也是利用电磁感应 中的涡流的热效应来烧菜做饭的。
涡流的利用
探雷器的长柄线 圈中，通有变化的 电流，在其周围就 产生变化的磁场， 埋在地下的金属物 品，由于电磁感应 而形成涡流，涡流 的磁场反过来又作 用于线圈，使仪器 报警。
线圈
涡流的利用
机场、车站及 重要场所的安检门 及工作人员手上的 探测器，也是利用 与探雷器类似的电 磁感应原理使仪器 报警，来探测进出 人员身上携带的金 属物品。
2、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。
涡流的利用 高频焊接机原理：线圈中通以高频电流，内部焊 接工件由于电磁感应产生感应电流，频率越高， 产生的感应电流越大。由于焊接缝处接触电阻很 大，放出的热量很多，致使温度升高将金属熔化， 焊接在一起。应用于焊接自行车车架。
交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。
电磁感应的其他一些应用
v
v
电磁阻尼，使金属盘，磁铁和金属球 快速停下，机械能转化为电能以热的形 式散发到周围的空气中。
祝同学们学习愉快！ 再见