涡流、电磁阻尼与驱动

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【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，环上升的高度小于h
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.
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三、电磁驱动 1.电磁驱动：当磁场相对于导体转动时，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而运动起来的现象。线圈 转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 2.应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
3.应用： 真空冶炼炉 、 探雷器 、安检门等.
4.防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢
做材料，而且用 相互绝缘的硅钢片 叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.
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涡流的理解、利用和防止
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.
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百度文库 涡流（小结）
1.涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产 生 感应电流 ，电流在导体中组成闭合回路，很像 水中的旋涡 ，所以把
它叫做涡电流，简称涡流.
2.涡流大小的决定因素：磁场变化越 快
(
ΔB Δt
越大
)，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.
金属探测仪
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探雷器
一、涡流
安检门 线圈
门框
金属块
报警电路
~ 交流电
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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。
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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。
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请你比较：
电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系： (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)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驱 动. (3)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. (4)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
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【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，把工件焊接在一起，而 工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）
A.电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 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
（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。
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一、涡流
2.涡流的热效应：金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率 小，则涡流很强，产生的热量也很多。
真空冶炼炉
高频焊接
焊
线圈导线
接
处
交流电源
电磁炉
待焊接元件
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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。
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【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管的小球 先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是（ ） A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 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 D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
(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？
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.
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【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
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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动——电磁阻尼。 2.应用:磁电式仪表、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？
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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。 .
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【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.
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【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；磁铁逆时针转动 时线圈也逆时针转动. (1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？ 变化.
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
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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.
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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
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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.