§2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅動第二章電磁感應高中物理(人教版2019)選擇性必修第二冊衢州市樂成寄宿中學

胡為富隔空取電2

電磁爐的內部結構變化的磁場為什么能使自由電荷發生定向移動呢？1.電磁爐線圈中電流是變化的還是恒定的？電流的磁場是變化的還是恒定的？2.導線中為什么產生了電流？3.電流的實質是什么？變化的，會產生變化的磁場磁場變化，產生了感應電流電荷的定向移動一、電磁感應中的感應電場：（英）麥克斯韋認為：磁場變化時會在周圍空間激發一種電場---------感生電場閉合導體的自由電荷在感生電場的電場力下做定向移動產生感應電流（感應電動勢）正電荷定向移動的方向正電荷所受感生電場作用力方向感生電場方向感應電流的方向：順時針正電荷所受感生電場作用力的方向：順時針感生電場的方向：順時針感生電場方向與感應電流的方向相同，可以用楞次定律來判斷方向穿過真空室內磁場的方向？由圖知電子沿什么方向運動？（俯視圖）要使電子沿此方向加速，感生電場的方向如何？要產生這樣的感生電場原來的磁場如何變化？豎直向上逆時針順時針原磁場在增大即電流在增大。感生電場應用實例---電子感應加速器1.渦流的定義

線圈中的電流隨時間變化時，磁場隨即變化，由于電磁感應，靠近它的導體內會產生漩渦狀電流，叫做渦電流，簡稱渦流。二、渦流若金屬的電阻率很小，則渦流往往很強，產生的熱量很多。2.渦流的應用（1）渦流熱效應：電磁爐，真空冶煉爐冶煉金屬的高頻感應電爐就是利用高頻交流電，通過線圈使裝入冶煉爐內的金屬中產生很強的渦流，從而產生大量的熱使金屬熔化。3.防止渦流的產生3電動機、變壓器等設備中為防止鐵芯中渦流過大而導致浪費能量，損壞電器。（1）途徑一：增大鐵芯材料的電阻率。（常用硅鋼）（2）途徑二：用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯。2(1)金屬探測器、安檢門4.渦流的磁效應的應用2(2)渦流的磁效應：探雷器

2.渦流的磁效應的應用探雷器：簡易結構圖2無線充電技術

3.渦流的其他應用2三.電磁阻尼21.電磁阻尼現象：當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現象稱為電磁阻尼。

導體的機械能轉化為電能三.電磁阻尼22應用：運輸磁電式儀表接通兩接線

電磁制動四.電磁驅動1.電磁驅動：磁場相對于導體轉動，在導體中產生感應電流，感應電流使導體受到安培力，安培力使導體跟著磁場轉動，這種現象稱為電磁驅動。磁場能轉化為電能和導體的機械能四.電磁驅動四

電磁驅動的應用連接到三相電源時能產生旋轉的磁場交流感應電動機電磁阻尼與電磁驅動的區別與聯系電磁阻尼電磁驅動區別安培力方向本質聯系由于導體相對磁場運動安培力方向與導體運動方向相反，阻礙導體運動由于磁場相對于導體運動導體受安培力方向與導體運動方向相同，推動導體運動都屬于電磁感應現象，安培力的作用效果是阻礙導體與磁場間發生相對運動產生電流的原因課堂小結：渦流、電磁阻尼和電磁驅動電磁感應現象中的感生電場電磁阻尼與電磁驅動的區別和聯系定義、特點、方向判斷感生電動勢電子感應加速器渦流由于電磁感應，在導體中產生的像水中漩渦樣的感應電流，所以把它叫做渦電流，簡稱渦流實質、特點、應用危害及減小渦流的途徑課后習題1.有一個銅盤，輕輕撥動它，能長時間地繞軸自由轉動。如果在轉動時把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤的邊緣，但并不與銅盤接觸（圖2.3-13），銅盤就能在較短的時間內停止。分析這個現象產生的原因。2.如圖2.3-14所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵。將磁鐵托起到某一高度后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈，使磁極上下振動時穿過它，磁鐵就會很快地停下來。分析這個現象的產生原因，并說明此現象中能量轉化的情況。課后習題課后習題3.在科技館中常看到這樣的表演：一根長1m左右的空心鋁管豎直放置（圖2.3-15甲），把一枚磁性比較強的小圓柱形永磁體從鋁管上端放入管口，圓柱直徑略小于鋁管的內徑。根據一般經驗，小圓柱自由下落1m左右的時間不會超過0.5s，但把小圓柱從上端放入管中后，過了許久它才從鋁管下端落出。小圓柱在管內運動時，沒有感覺到它跟鋁管內壁發生摩擦，把小圓柱靠著鋁管，也不見它們相互吸引。是什么原因使小圓柱在鋁管中緩慢下落呢？如果換用一條有裂縫的鋁管（圖2.3-15乙），圓柱在鋁管中的下落就變快了。這又是為什么？課后習題4.人造衛星繞地球運行時，軌道各處的地磁場的強弱并不相同，因此，金屬外殼的人造地球衛星運行時，外殼中總有感應電流。分析這一現象中的能量轉化情形。它對衛星的運動可能產生怎樣的影響？課后習題5.如圖2