涡流、电磁阻尼与驱动
合集下载
一轮复习： 涡流、电磁驱动和电磁阻尼
涡流、电磁驱动和电磁阻尼
1．涡流现象 (1)涡流：块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动 时，金属块内产生的旋涡状感应电流。
(2)产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流。 (3)涡流的利用：冶炼金属的高频感应炉利用涡流产生焦耳热使 金属熔化；家用电磁炉也是利用涡流原理制成的。
(4)涡流的减小：各种电动机和变压器中，用涂有绝缘漆的硅钢 片叠加成铁芯，以减小涡流。
2．电磁阻尼与电磁驱动的比较 Nhomakorabea(2017·全国卷Ⅰ)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品 表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜 薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。 无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出 现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效 的方案是( )
(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守法拉第电 磁感应定律，磁场变化越快，导体横截面积越大，导体材料 的电阻率越小，形成的涡流就越大。 (2)电磁阻尼是导体棒在磁场中运动产生感应电流，导体棒受 到的安培力阻碍导体棒运动的现象。电磁驱动是磁场运动， 在导体棒中产生感应电流，导体棒受到安培力的作用，跟随 磁场一起运动的现象。 (3)电磁阻尼、电磁驱动现象中安培力的效果阻碍相对运动， 应注意电磁驱动中阻碍的结果，导体运动速度要小于磁场的 运动速度。
(2015·全国卷Ⅰ)(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名 的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上 方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验 中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时， 磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是
1．涡流现象 (1)涡流：块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动 时，金属块内产生的旋涡状感应电流。
(2)产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流。 (3)涡流的利用：冶炼金属的高频感应炉利用涡流产生焦耳热使 金属熔化；家用电磁炉也是利用涡流原理制成的。
(4)涡流的减小：各种电动机和变压器中，用涂有绝缘漆的硅钢 片叠加成铁芯，以减小涡流。
2．电磁阻尼与电磁驱动的比较 Nhomakorabea(2017·全国卷Ⅰ)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品 表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜 薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。 无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出 现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效 的方案是( )
(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守法拉第电 磁感应定律，磁场变化越快，导体横截面积越大，导体材料 的电阻率越小，形成的涡流就越大。 (2)电磁阻尼是导体棒在磁场中运动产生感应电流，导体棒受 到的安培力阻碍导体棒运动的现象。电磁驱动是磁场运动， 在导体棒中产生感应电流，导体棒受到安培力的作用，跟随 磁场一起运动的现象。 (3)电磁阻尼、电磁驱动现象中安培力的效果阻碍相对运动， 应注意电磁驱动中阻碍的结果，导体运动速度要小于磁场的 运动速度。
(2015·全国卷Ⅰ)(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名 的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上 方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验 中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时， 磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是
19.5涡流电磁阻尼电磁驱动
19.5 涡流、电磁阻尼、电磁驱动
要点一.涡流
1.定义
在变化的磁场中的导体内产生的感应电流，就像水中的漩涡。
所以把它叫作涡电流，简称涡流。
2.本质及特点
1.本质
涡流的本质是电磁感应现象.
与一般导体或线圈的区别是：金属块自称闭合回路，但是同样遵循电磁感应定律. 2.特点
若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生的热量很多。
3.大小
涡流大小的决定因素：E=n ∆B
∆t S I=E
R ①磁场变化越快(ΔB
Δt 越大)，涡流越大。
②导体的横截面积S 越大,涡流越大。
③导体材料的电阻率越小，涡流越大。
4.产生涡流的两种情况
（1）块状金属放在变化的磁场中。
（2）块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
5.对涡流的能量转化
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内能。
（1）金属块放在变化的磁场中：磁场能转化为电能，最终转化为内能。
（2）如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动：由于克服安培力做功，金属块的机
电磁炉的工作原理
管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管。
涡流,电磁阻尼和电磁驱动
注意：涡流的本质是电磁感应现象，与一般导 体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路， 它同样遵守电磁感应定律．
5.应用与预防
A）应用：（1）涡流的热效应：高频真空冶炼炉 （2）涡流的磁效应：探雷器，安检门
B）预防方法： （1）增大铁心材料的电阻率 （2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来 代替整块硅钢铁芯
【答案】 B 【点评】 产生涡流的条件 是：金属球的磁通量变化．
2）如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿
曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲 面处在图示磁场中，则（ BD） A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻大
3．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．
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动．
4．能量转化：
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．
二、电磁阻尼 1）定义：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力作用，安培力的作用 总是_阻__碍___导体的运动，这种现象叫做 电磁阻尼．
V0
三、电磁驱动 1）定义：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产 生感应电流，感应电流使导体受到 安培力的作用，安_培__力_ 使导体运动起来，这种作用就是 电磁驱动．
5.应用与预防
A）应用：（1）涡流的热效应：高频真空冶炼炉 （2）涡流的磁效应：探雷器，安检门
B）预防方法： （1）增大铁心材料的电阻率 （2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来 代替整块硅钢铁芯
【答案】 B 【点评】 产生涡流的条件 是：金属球的磁通量变化．
2）如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿
曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲 面处在图示磁场中，则（ BD） A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻大
3．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．
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动．
4．能量转化：
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．
二、电磁阻尼 1）定义：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力作用，安培力的作用 总是_阻__碍___导体的运动，这种现象叫做 电磁阻尼．
V0
三、电磁驱动 1）定义：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产 生感应电流，感应电流使导体受到 安培力的作用，安_培__力_ 使导体运动起来，这种作用就是 电磁驱动．
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》 知识清单
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》知识清单一、涡流1、涡流的定义当线圈中的电流发生变化时，在附近的导体中就会产生像水中漩涡一样的感应电流，这种电流叫做涡流。
2、涡流的产生条件涡流的产生需要两个条件：一是存在导体，二是导体中的磁通量发生变化。
3、涡流的特点（1）涡流是一种在整块导体内部发生的电磁感应现象。
（2）涡流在导体中自成闭合回路，形状类似于水的漩涡。
4、涡流的热效应由于涡流在导体中会产生电阻，当有电流通过时会发热。
例如，变压器和电动机的铁芯在工作时都会产生涡流，从而导致铁芯发热，不仅浪费能量，还可能损坏设备。
为了减少涡流的热效应，通常会采用增大铁芯材料电阻（如使用硅钢片）或把铁芯做成片状等方法。
5、涡流的应用（1）真空冶炼炉：利用涡流的热效应来熔化金属。
在真空冶炼炉中，强大的涡流产生大量的热量，能够在短时间内将金属熔化。
（2）安检门：当人通过安检门时，随身携带的金属物品会在安检门内部产生涡流，从而被检测出来。
二、电磁阻尼1、电磁阻尼的定义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，这种现象称为电磁阻尼。
2、电磁阻尼的实例（1）灵敏电流计：在灵敏电流计中，线圈在磁场中转动时会产生感应电流，感应电流受到的安培力会阻碍线圈的转动，从而使指针能够尽快稳定，准确地指示读数。
（2）磁电式电表的制动：在磁电式电表中，当指针快速摆动时，由于电磁阻尼的作用，指针能够迅速停止摆动，准确地指示测量值。
3、电磁阻尼的应用电磁阻尼常用于需要快速稳定或减速的场合，如电气机车和电梯的制动系统。
三、电磁驱动1、电磁驱动的定义如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。
2、电磁驱动的实例（1）异步电动机：在异步电动机中，定子绕组产生旋转磁场，旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用，从而驱动转子转动。
（2）电磁搅拌器：在一些工业生产中，如金属熔炼，利用电磁驱动原理制成的电磁搅拌器可以使金属液体更加均匀地混合。
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
涡流、电磁阻尼、电磁驱动
电磁阻尼的应用
磁悬浮列车：利用电磁阻尼原理实现列车与轨道之间的无接触悬浮和导向。
电梯：利用电磁阻尼系统实现电梯的平稳启动和停止提高乘坐舒适性。
电机：在电机设计中电磁阻尼技术可以用来抑制转子的振动提高电机的稳定性和可靠 性。 磁力矩器：利用电磁阻尼原理实现精确控制和调节力矩广泛应用于各种机械和电气设 备中。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼是利 用磁场对电流 的阻力作用来 减缓物体的运
动速度。
ห้องสมุดไป่ตู้
当导体在磁场 中运动时导体 中的电流会产 生磁场这个磁 场与原磁场相 互作用产生一 个阻力使导体
减速。
电磁阻尼的大 小取决于导体 的运动速度、 导体的材料、 导体的长度和 磁场的强度等
因素。
电磁阻尼在日 常生活中的应 用非常广泛如 磁悬浮列车、 电动自行车等。
添加标题
添加标题
涡流的大小与磁场强度、导体运动 速度和导体的形状有关
涡流的应用包括电磁炉、电磁吸盘、 磁力悬浮等
涡流的产生原理
变化的磁场在 导体中产生感
应电流
导体中的感应 电流形成闭合
回路
感应电流与原 磁场相互作用 产生涡旋状的
电动势
涡旋状的电动 势在导体中产
生涡流
涡流的应用
涡流检测：利用涡流检测技术对金属材料进行无损检测 涡流热成像：通过涡流检测设备的热成像功能对材料进行温度检测和热流分析 涡流清洗：利用涡流产生的振动和冲击力清洗管道、容器等设备 涡流发生器：在船舶、飞机等交通工具中利用涡流发生器产生涡流提高推进效率
应用场景的比较
涡流：在电机、 变压器、发电机 等电气设备中涡 流的应用场景主 要涉及能量的转
换和传输。
电磁阻尼：在各 种电磁感应装置 中如磁悬浮列车、 电磁炉等电磁阻 尼的应用场景主 要涉及能量的吸
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
安检门 门框
线圈
报警电路
~ 交流电
三、涡流的防止
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 a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢. b.用互相绝缘的硅 钢片叠成的铁芯来代
替整块硅钢铁芯.
四、电磁阻尼
1.定义 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
二、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。
二、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
二、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。
穿过金属环的磁通量不变化，因此不产生感应电
流，不会阻碍相对运动。
例2.桌面上放一铜片，一条形磁铁的N极自上而下 接近铜片的过程中，铜片对桌面的压力 ( A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断是否变化 )
解析：选A.磁铁的N极接近时，自上而下穿过铜片的
磁通量增大，在铜片内会产生逆时针方向绕行的感应
导体的运动-----电磁阻尼
思考与讨论:(1)为什么用铝框做线圈骨架？
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。
(2)微安表的表头在运输时为何把两个接线柱连在一
起？
2.应用： 磁电式电表中安装的使指针 很快地停下的铝框； 电气机车内部可使机车快速停 下的电磁制动器等
高中物理《涡流电磁阻尼电磁驱动》
涡流、电磁阻尼、电磁驱动
B逐渐 减小
···· ·
···· ·
···· ·
···· ·
B逐渐 减小
···· · 涡 流 ···· ·
···· · ···· ·
1.涡流： (1)定义：由于电磁感应现象，在块状金属中产 生的水涡状的电流。
1.涡流： (1)定义：由于电磁感应现象，在块状金属中产 生的水涡状的电流。
(2)应用：真空冶炼炉、电磁灶、金属探测器等。
(3)防止：变压器铁芯的制作。
2.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。
3.电磁驱动： 磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到 安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种 现象称为电磁驱动。
练习题：
1．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁
铁，有一小球的材料可能
是（ ）CD A．铁 B．木
C．铜
D．铝
练习题：
2．如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下， 又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩 擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ） BD A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
B逐渐 减小
···· ·
···· ·
···· ·
···· ·
B逐渐 减小
···· · 涡 流 ···· ·
···· · ···· ·
1.涡流： (1)定义：由于电磁感应现象，在块状金属中产 生的水涡状的电流。
1.涡流： (1)定义：由于电磁感应现象，在块状金属中产 生的水涡状的电流。
(2)应用：真空冶炼炉、电磁灶、金属探测器等。
(3)防止：变压器铁芯的制作。
2.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。
3.电磁驱动： 磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到 安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种 现象称为电磁驱动。
练习题：
1．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁
铁，有一小球的材料可能
是（ ）CD A．铁 B．木
C．铜
D．铝
练习题：
2．如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下， 又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩 擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ） BD A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
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
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
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
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．
2．思考判断 (1)涡流是由整块导体发生的电磁感应现象，不遵从电磁 感应定律．(×) (2) 通 过 增 大 铁 芯 材 料 的 电 阻 率 可 以 减 小 涡 流 的 产 生．(√) (3)变压器的铁芯用硅钢片叠成是为了减小涡流．(√)
【提示】 如果导体速度和磁场速度一样，则两者相对 速度为零，感应电流便不会产生，这时的电磁驱动作用就会 消失，所以导体速度总要比磁场速度慢一些.
对涡流的理解
【问题导思】 1．产生涡流的条件是什么？ 2．发生涡流时，伴随着哪些能量发生转化？
1．涡流的产生 涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象，当导体处在变 化的磁场中，或者导体在非匀强磁场中运动时，导体内部可 以等效成许许多多的闭合电路，当穿过这些闭合电路的磁通 量变化时，在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流， 即导体内部产生了涡流．
【答案】 C
1．如图 4－7－3 所示，是高频焊接原理示意图，线圈中 通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流， 感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接 在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法中正确的是
()
图 4－7－3
A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快 B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快 C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电 阻小 D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电 阻大中运动 而产生感应电流，从而 使导体受到安培力
由于磁场运动引起磁通 量的变化而产生感应电 流，从而使导体受到安 培力
不 同 点
效 果
安培力的方向与导体运 动方向相反，阻碍物体 运动
2．思考判断 (1)涡流是由整块导体发生的电磁感应现象，不遵从电磁 感应定律．(×) (2) 通 过 增 大 铁 芯 材 料 的 电 阻 率 可 以 减 小 涡 流 的 产 生．(√) (3)变压器的铁芯用硅钢片叠成是为了减小涡流．(√)
【提示】 如果导体速度和磁场速度一样，则两者相对 速度为零，感应电流便不会产生，这时的电磁驱动作用就会 消失，所以导体速度总要比磁场速度慢一些.
对涡流的理解
【问题导思】 1．产生涡流的条件是什么？ 2．发生涡流时，伴随着哪些能量发生转化？
1．涡流的产生 涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象，当导体处在变 化的磁场中，或者导体在非匀强磁场中运动时，导体内部可 以等效成许许多多的闭合电路，当穿过这些闭合电路的磁通 量变化时，在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流， 即导体内部产生了涡流．
【答案】 C
1．如图 4－7－3 所示，是高频焊接原理示意图，线圈中 通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流， 感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接 在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法中正确的是
()
图 4－7－3
A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快 B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快 C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电 阻小 D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电 阻大中运动 而产生感应电流，从而 使导体受到安培力
由于磁场运动引起磁通 量的变化而产生感应电 流，从而使导体受到安 培力
不 同 点
效 果
安培力的方向与导体运 动方向相反，阻碍物体 运动
上课用第七节：涡流、电磁阻尼和电磁驱动
实验目的
实验目的和原理介绍
实验器材准备和操作步骤说明
线圈
电源
用于产生磁场。
提供实验所需电能。
03
电压表
测量电路中的电压。
01
导体
用于产生涡流。
02
电流表
测量电路中的电流。
实验器材准备和操作步骤说明
实验器材准备和操作步骤说明
滑动变阻器：调节电路中的电阻，从而控制电流的大小。 支架、导线等辅助器材。 操作步骤
表现形式
涡流表现为在导体内部产生的环形电流；电磁阻尼表现为阻碍导体运动的力；电磁驱动表现为驱动导体运动的力。
三者之间内在联系与区别
三者相互作用关系分析
涡流与电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，涡流的产生会增强电磁阻尼效应，因为涡流产生的磁场会与原磁场相互作用，增强阻碍导体运动的力。
涡流与电磁驱动
三者相互作用关系分析
影响因素
电磁驱动的效果受到多个因素的影响，包括磁场强度、电流大小、线圈匝数、铁芯材料等。
电磁驱动产生条件及影响因素
电磁驱动在工程技术中应用
电机 电磁阀 电磁泵 磁悬浮列车 电磁驱动在电机中得到了广泛应用，如直流电机、交流电机等。 电磁阀利用电磁驱动原理控制阀门的开关，广泛应用于液压、气动等控制系统中。 电磁泵利用电磁驱动原理将电能转化为机械能，实现液体的输送和增压。 磁悬浮列车利用电磁驱动原理实现列车的悬浮和导向，具有高速、安全、舒适等优点。
电磁阻尼原理及特点
定义
电磁阻尼指的是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。
分类
根据产生电磁阻尼的方式不同，可以分为动生电磁阻尼和感生电磁阻尼。
电磁阻尼定义与分类
实验目的和原理介绍
实验器材准备和操作步骤说明
线圈
电源
用于产生磁场。
提供实验所需电能。
03
电压表
测量电路中的电压。
01
导体
用于产生涡流。
02
电流表
测量电路中的电流。
实验器材准备和操作步骤说明
实验器材准备和操作步骤说明
滑动变阻器：调节电路中的电阻，从而控制电流的大小。 支架、导线等辅助器材。 操作步骤
表现形式
涡流表现为在导体内部产生的环形电流；电磁阻尼表现为阻碍导体运动的力；电磁驱动表现为驱动导体运动的力。
三者之间内在联系与区别
三者相互作用关系分析
涡流与电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，涡流的产生会增强电磁阻尼效应，因为涡流产生的磁场会与原磁场相互作用，增强阻碍导体运动的力。
涡流与电磁驱动
三者相互作用关系分析
影响因素
电磁驱动的效果受到多个因素的影响，包括磁场强度、电流大小、线圈匝数、铁芯材料等。
电磁驱动产生条件及影响因素
电磁驱动在工程技术中应用
电机 电磁阀 电磁泵 磁悬浮列车 电磁驱动在电机中得到了广泛应用，如直流电机、交流电机等。 电磁阀利用电磁驱动原理控制阀门的开关，广泛应用于液压、气动等控制系统中。 电磁泵利用电磁驱动原理将电能转化为机械能，实现液体的输送和增压。 磁悬浮列车利用电磁驱动原理实现列车的悬浮和导向，具有高速、安全、舒适等优点。
电磁阻尼原理及特点
定义
电磁阻尼指的是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。
分类
根据产生电磁阻尼的方式不同，可以分为动生电磁阻尼和感生电磁阻尼。
电磁阻尼定义与分类
高中物理选修3-2-涡流+电磁阻尼和电磁驱动
涡流电磁阻尼和电磁驱动知识元涡流电磁阻尼和电磁驱动知识讲解1．涡流（1）定义：由于电磁感应，在大块金属中会形成感应电流，电流在金属块内组成闭合回路，很像水的旋涡，因此叫做涡电流，简称涡流．（2）决定因素：磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大．（3）涡流产生的条件①穿过金属块的磁通量发生变化．②金属块自身构成闭合回路．③金属块的电阻较小．（4）利用．①电磁炉：金属块内产生涡流时将会产生电热，因此可以用涡流来加热物体．电磁炉就是利用了这一原理．②真空冶炼：用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入周期性变化的电流，炉内的金属中产生涡流．涡流产生的热量使金属熔化并达到很高的温度，利用涡流冶炼的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金．（5）防止：①增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大．②用互相绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少．2．涡流现象中的能量分析伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能．（1）金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能最终转化为内能．（2）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，就会产生电热．3．电磁阻尼（1）电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，导体中产生的感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，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停下来，便于读数．4．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，安培力使导体运动起来的现象．（2）应用：交流感应电动机．例题精讲涡流电磁阻尼和电磁驱动例1.下列现象中利用涡流的是（）A．金属探测器B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠压成铁芯C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架例2.用下述方法给仪器内部的金属部分加热：把含有玻璃外壳的仪器放在通有交变电流的线圈中，仪器内部的金属部分变热了，而玻璃外壳还是冷的。
涡流电磁阻尼和电磁驱动
下列现象属电磁阻尼旳是____________，属电磁 驱动旳是________．
A．磁电式仪表线圈旳骨架用铝框来做 B．微安表旳表头在运送时要把两接线框短接 C．自制金属地雷探测器 D．交流感应电动机 E．当右图中B变大时，a、b在固定 光滑导轨上滑动
解析： 电磁阻尼是指导体在磁场中运动时，感应电流会 使导体受到安培力，安培力旳方向总是阻碍导体运动；而电磁 驱动是磁场相对导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电 流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动而不是阻碍导体 运动．
工具
第四章 电磁感应
高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交 流电，金属工件旳焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊 接．要使焊接处产生旳热量较大，可采用( )
A．减小交变电流旳频率 B．增大交变电流旳频率 C．增大焊接缝旳接触电阻 D．减小焊接缝旳接触电阻
工具
第四章 电磁感应
解析：
答案： BC
答案： AB DE
◎ 教材资料分析 〔思索与讨论〕——教材P27 分析电表线圈骨架旳作用
磁电式仪表旳线圈经常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 图乙．假定仪表工作时指针向右转动，铝框中旳感应电流沿什 么方向？因为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旳？安培力对铝框旳转动产生什么影 响？使用铝框做线圈骨架有什么好处？
(2)陶瓷和玻璃是绝缘体，不能产生感应电流 电阻率小， 电热少，效率低
(3)能起到加热作用，因为线圈产生旳磁场能穿透纸板到达 锅底，在锅底产生感应电流，利用电流旳热效应起到加热作用.
练习：1、下列应用与涡流有关旳是( )
A．家用电磁炉
B．家用微波炉
C．真空冶炼炉
D．探雷器
解析： 家用电磁炉和真空冶炼炉利用涡流旳热效应工作，
高中物理-涡流_电磁阻尼和电磁驱动
课堂练习
（2015年全国新课标1卷19题） 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”实验中将一铜圆盘水 平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所 示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁 针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是 A. 圆盘上产生了感应电动势 B. 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C. 在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D. 在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
形式能转化为电能，最终转 化为内能
由于电磁感应，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
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻 碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动.
课堂练习
（2014年全国大纲卷20题）很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向 叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖 直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始 下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率 A.均匀增大 B.先增大，后减小 C.逐渐增大，趋于不变 D.先增大，再减小，最后不变
电磁阻尼与电磁驱动的比较
成因
不 同
效果
点
能量 转化
相同点
电磁阻尼电磁Βιβλιοθήκη 动由于导体在磁场中运动而产
生感应电流，从而使导体受 到安培力
由于磁场运动引起磁通量
的变化而产生感应电流， 从而使导体受到安培力
安培力的方向与导体运动方
向相反，阻碍物体运动
导体受安培力的方向与导
体运动方向相同，推动
导体运动
导体克服安培力做功，其他
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
电磁阻尼
电磁驱动
由于电磁感应，磁场 能 导体克服安培力做功， 不 能转化为电能，通 量 其他形式能转化为 同 过安培力做功，电 电能，最终转化为 转 能转化为导体的机 点 内能 化 械能，而对外做功 相 两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都 同 是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间 的相对运动. 点
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
涡流
1.定义：在变化的磁场中的导体内产生的 感应电流 ， 就像水中的漩涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流．
2．涡流的防止和利用． (1)金属块的电阻率小， 涡流很强， 产生的 热量很多 ， 可以用来治炼合金钢． (2)探雷器就是利用涡流工作的．探雷器线圈中有变化 的电流． 线圈在地面扫过时， 如果地面下埋着 金属物品 ， 金属中产生 涡流 ， 涡流的磁场又会反过来影响线圈中的
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 停止摆动，便于读数.
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
使导体运动 起 流， 感应电流使导体受到 安培力 的作用，
来． 2．应用：交流感应电动机．
电流，使仪器报警．如飞机场的安检门可以检测人身携带 的 金属物品．
3．涡流的防止 电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上．当线圈中流过 变化的电流时，在铁芯中会产生 涡流 ，使铁芯发热，
Hale Waihona Puke 浪费能量， 并损坏电器． 为减小涡流我们采用 硅钢 这种
电阻率大
的材料，并且用互相绝缘的硅钢片来代替整
块硅钢铁芯．
电磁阻尼
二、电磁阻尼与电磁驱动的比较
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
3．电磁驱动 (1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中会产生感应 电流，感应电流使导体受到 安培力 的作用， 安培力 使 导体 运动起来 ，这种作用称为电磁驱动。 (2)应用：交流感应电动机。
1．涡流的实质 (1)涡流仍然是由电磁感应而产生的，它仍然遵循感应 电流的产生条件，特殊之处在于涡流产生于块状金属中。 (2)严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流 产生，只是涡流的大小有区别，以致一些微弱的涡流被我 们忽视了。
[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对， D错；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。
[答案] BC
A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯 C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯
图4－7－4
[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)穿过回路的磁通量变化是产生涡流的必要条件。 (2)涡流是在导体内产生的。
[解析] 通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会 产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变 化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导 体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是 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，故C正确。
械能，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
[名师点睛] 电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象，在这两种现 象中可以运用楞次定律分析导体的受力情况，运用力学知 识和能量守恒定律分析导体的运动情况和能量转化情况。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、电磁驱动
三、电磁驱动
1. 如磁场相对于导体转动，在导体 中会产生感应电流，感应电流使导体受 到安培力的作用，安培力使导体运动起 来——电磁驱动。
三、电磁驱动
1. 如磁场相对于导体转动，在导体 中会产生感应电流，感应电流使导体受 到安培力的作用，安培力使导体运动起 来——电磁驱动。
2. 交流感应电动机就是利用电磁驱 动的原理工作的。
2. 讨论: (1)为什么用铝框做线圈骨架？
v
二、电磁阻尼
1. 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——电磁阻尼。
2. 讨论: (1)为什么用铝框做线圈骨架？ (2)微安表的表头在运输时为何应该把 两个接线柱连在一起？
v
电学测量仪表要求指针的摆动很快停 下来，以便可以迅速读出读数。电流表的 线圈要绕在铝框上，当被测电流通过线圈 时，线圈带动指针和铝框一起转动。铝框 在磁场中转动时产生涡流，磁场对这个涡 流的作用力阻碍它们的摆动，于是使指针 很快地稳定指到读数位置上。
涡流_电磁阻尼和电磁驱动
一、涡流
1. 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。
一、涡流
1. 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。
2. 金属块中 的涡流也要产生 热量。
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；b. 探雷器；
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；b. 探雷器；c. 安检门
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；b. 探雷器；c. 安检门
三、电磁驱动
三、电磁驱动
1. 如磁场相对于导体转动，在导体 中会产生感应电流，感应电流使导体受 到安培力的作用，安培力使导体运动起 来——电磁驱动。
三、电磁驱动
1. 如磁场相对于导体转动，在导体 中会产生感应电流，感应电流使导体受 到安培力的作用，安培力使导体运动起 来——电磁驱动。
2. 交流感应电动机就是利用电磁驱 动的原理工作的。
2. 讨论: (1)为什么用铝框做线圈骨架？
v
二、电磁阻尼
1. 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——电磁阻尼。
2. 讨论: (1)为什么用铝框做线圈骨架？ (2)微安表的表头在运输时为何应该把 两个接线柱连在一起？
v
电学测量仪表要求指针的摆动很快停 下来，以便可以迅速读出读数。电流表的 线圈要绕在铝框上，当被测电流通过线圈 时，线圈带动指针和铝框一起转动。铝框 在磁场中转动时产生涡流，磁场对这个涡 流的作用力阻碍它们的摆动，于是使指针 很快地稳定指到读数位置上。
涡流_电磁阻尼和电磁驱动
一、涡流
1. 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。
一、涡流
1. 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。
2. 金属块中 的涡流也要产生 热量。
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；b. 探雷器；
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；b. 探雷器；c. 安检门
3. 应用 (1)利用
a. 真空冶炼炉；b. 探雷器；c. 安检门
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
导体的运
动，这种现象称为电磁阻尼.
(2)电磁驱动：若磁场相对导体转动，在导体中会产生感应
电流，感应电流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相驱反动. 阻碍
(3)电磁阻尼中安培力的方向与导体相运同动方推向动
，
导体运动；电磁驱动中导体受安培力的方向与导体运动方
【试题】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，使磁铁上下振 动时穿过它(如图2所示)，磁铁就会很快停下来，解释这 个现象.
体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安
培力的作用而运动起来的现象。线圈转动与磁 铁2磁.应同式用向速：，度感但表应转等电速。动小机于、磁电铁能，表即、同汽向车异上步用。的电
请你比 电较磁：阻尼与电磁驱动的区别与联系：
(1)电磁阻尼：当导磁体场在中
运动时，导体中产生的感
应电流会使导体受到阻安碍培力，安培力总是
一、涡率小，则涡流很强，产生的热量
也很多。 真空冶炼炉
高频焊接 焊
线圈导
接
线
处
交流电
源
电磁炉
待焊接元件
一、涡流
3.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
一、涡流
门框
安检门 线圈
金属块
报警电路
~ 交流 电
C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋12mv2
【试题】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( ) A.都做匀速运动 B.甲做加速运动 C.乙做匀速运动
7 涡流、电磁阻尼和电 磁驱动
杨伟勤
学习目标 1.知道涡流的产生原因及涡流的防止和应用.
2.知道电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用.
一、涡流
当磁场变化时，在磁场周围会产生感生电
场，使导体中的自由电子定向移动产生感应电流，
闭合的曲线像旋涡一样，我们把它叫涡电流——
涡流。 B
金
属
E
片
一、涡流
1.涡流：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. （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。
【试题】光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如
图所示，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( )
A．mgb
B.12mv2
A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B.磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈
绕在铝框上 C.变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率
很大的硅钢片叠合而成 D.变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化
【试题】如图所示，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( )
【试题】(多选) 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 距管口等高处无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小 A球.A先管落是到用地塑面料.下制面成对的于，两B管管是的用描铜述中可能正确的是 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
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.
【试题】(多选)如图所示，蹄形磁铁和 矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动.从上 向下看，当磁铁逆时针转动时，则 A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小 C.线圈转动时将产生大小、方向周期性 变化的电流 D. 线 圈 转 动 时 感 应 电 流 的 方 向 始 终 是 abcda
【试题】(多选)如图9所示是用涡流金属 探测器探测地下金属物的示意图，下列 说法中正确的是（ ） A.探测器内的探测线圈会产生交变磁场 B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测 到 C.探测到地下的金属物是因为探头中产生 了涡流 D.探测到地下的金属物是因为金属物中产 生了涡流
【试题】（多选）下列哪些措施是为了防止涡流 的危害（ ）
何导感体应中电都流会产生
，电流水在中导的体旋中涡组成闭
合回路，很像
，所以把它叫做涡电流，
简称涡流.
快 ΔB 大 Δt
2.涡大流大小的决定因素：小磁场变化越 ( 越 )，导体
的 真空横冶炼炉 探截雷器 面
积
S
越 ，导体材料的电阻率越 ，形成的涡流就越
大.
相互绝缘的硅钢片
3.应用：
、
、安检门等.
涡流的理解、利用和防止
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
【试题】(多选)1824年，法国科学家阿拉 果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将 一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用 柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针， 如图所示.实验中发现，当圆盘在磁针的 磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时， A磁.圆针盘也上随产着生一了起感转应电动动起势来，但略有滞后. B下.圆列盘说内法的正涡确电的流是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
二、电磁阻尼
1.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2.应动用—:—磁电电磁式阻仪尼表。、电气机车的电磁制动、阻尼 摆等. (1)为什么用铝框做线圈骨架？
二、电磁阻尼 (2) 微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱 连在一起？
构成闭合回路，防止指针摆动。
1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中. (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动. 2.产生涡流时的能量转化 (1)金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终 转化为内能. (2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，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.
【试题】一个闭合线圈放在蹄形磁铁的 两磁极之间，如图所示，蹄形磁铁和闭 合线圈都可以绕轴转动.当蹄形磁铁顺时 针转动时线圈也顺时针转动；磁铁逆时 针(1)转蹄动形时磁线铁圈转也动逆时时，针穿转过动线. 圈的磁通 变量是否变化？ 化(2).线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动速度与 磁铁的转动速度什么关系？
一、涡流 3.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。 4. 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。
一、涡流
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅 钢铁芯。
涡流（小结）
1.涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任
【试题】(多选) 如图所示，闭合金属环从光滑曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度 为零，摩擦不计，曲面处在图中磁场中，则（ ） A.若是匀强磁场，环上升的高度小于 h B.若是匀强磁场，环上升的高度等于 h C.若是非匀强磁场，环上升的高度等 于h D.若是非匀强磁场，环上升的高度小
【试题】(多选)如图4所示是高频焊接 原理示意图.线圈中通以高频变化的 电流时，待焊接的金属工件中就会产 生感应电流，感应电流通过焊缝产生 很多热量，将金属熔化，把工件焊接 在A.一电起流，变而化工的件频其率他越部高分，发焊缝热处很的少温，度升高的越快 以B.下电说流法变正化确的的频是率（越低），焊缝处的温度升高的越快 C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的 电阻小 D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电磁阻尼的理解
1.闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应 电流时，导体在磁场中就要受到磁场力的作用，根据 楞次定律，磁场力总是阻碍导体的运动，于是产生电 磁阻尼. 2.电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象，任何在磁场 中运动的导体，只要给感应电流提供回路，就会存在 电磁阻尼作用.
三、电磁驱动 1.电磁驱动：当磁场相对于导体转动时，在导