涡流电磁阻尼、电磁驱动

1、12一、涡流一、涡流 如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。 当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电

2、流看起来很像水的旋涡，所以叫做电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流涡流。 3涡流的应用涡流的应用 1、真空冶炼炉、真空冶炼炉抽真空抽真空42、高频焊接、高频焊接涡流的应用涡流的应用 53、电磁炉、电磁炉涡流的应用涡流的应用 64、金属探测器、金属探测器涡流的应用涡流的应用 7门框门框报警电路线圈线圈涡流的应用涡流的应用 85、超导体的磁悬浮、超导体的磁悬浮涡流的应用涡流的应用 9交变电流交变电流交变电流交变电流怎样减少涡流损耗？怎样减少涡流损耗？整块铁心整块铁心彼此绝缘的薄片彼此绝缘的薄片涡流的防止涡流的防止 10变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施采用叠

3、加起来的硅钢片代替整块铁芯采用叠加起来的硅钢片代替整块铁芯,并使硅钢片平面与磁感应线平行。并使硅钢片平面与磁感应线平行。11变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施12实验分析实验分析113 如图所示，弹簧下端悬挂一根磁如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。这种现象说明了什么？停下来。这种现象说明了什么？ 实验分析实验分析214思考与讨论思考与讨论115 取一灵敏电流计，用手晃动表壳

4、，观察表针相对表盘取一灵敏电流计，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。摆动的情况。 用导线把灵敏电流计的两个接线柱连在一起，再次晃用导线把灵敏电流计的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况与上次有什么不同，动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况与上次有什么不同，怎样解释这种差别？怎样解释这种差别？思考与讨论思考与讨论216二、电磁阻尼二、电磁阻尼 导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安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，培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为这种现象称为电磁阻尼电磁阻尼。 磁场相对于导体

5、运动时，感应电流使导体受到安培力的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，这种现象称为作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动电磁驱动。17电磁驱动的应用电磁驱动的应用 交流感应电动机交流感应电动机 18 例例1 1、如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频如图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产生感应电流，感应变化的电流时，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，将金属融化，把工件焊接在一电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是起

6、，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是( )( ) A A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C 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 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工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大典型例题典型例题AD19 例例2 2、如图所示，闭合金属铜环从高为如图所示，闭合金属铜环从高为h h的曲面滚下，沿曲面的另一的曲面滚下，沿曲面的另一侧上升

7、，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则( )( ) A A若是匀强磁场，环上升的高度小于若是匀强磁场，环上升的高度小于h h B B若是匀强磁场，环上升的高度大于若是匀强磁场，环上升的高度大于h h C C若是非匀强磁场，环上升的高度等于若是非匀强磁场，环上升的高度等于h h D D若是非匀强磁场，环上升的高度小于若是非匀强磁场，环上升的高度小于h h 解析：解析：若是匀强磁场，闭合环的磁通量不发生变化，无感应电流若是匀强磁场，闭合环的磁通量不发生变化，无感应电流产生，环也就受不到磁场力，所以环仍保持机械能守恒，上升的高度产生，环也就受不到磁场力，所以环仍保

8、持机械能守恒，上升的高度等于等于h h。若是非匀强磁场，闭合环的磁通量发生变化，有感应电流产。若是非匀强磁场，闭合环的磁通量发生变化，有感应电流产生，环受到磁场力作用去阻碍环与磁场间的相对运动，使环损失一部生，环受到磁场力作用去阻碍环与磁场间的相对运动，使环损失一部分机械能向电能转化，所以环上升的高度小于分机械能向电能转化，所以环上升的高度小于h h。因此答案。因此答案D D正确。正确。 D20 例例3 3、如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现

9、小球做减速运动，则小球的材料可能是则小球的材料可能是( )( ) A A铁铁 B B木木 C C铜铜 D D铝铝CD21例例4、如图所示，如图所示，A、B为大小、形状为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的均相同且内壁光滑，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圆管，竖直固定在相同高度两个相同的磁性小球，同时从磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初管上端的管口无初速度释放，穿过速度释放，穿过A管的小球比穿过管的小球比穿过B管的小管的小球先落到地面下面对于两管的描述可能球先落到地面下面对于两管的描述可能正确的是正确的是()AA管是用塑料制成的，管是用塑料制成的，B管是用铜制

10、成的管是用铜制成的BA管是用铝制成的，管是用铝制成的，B管是用胶木制成的管是用胶木制成的CA管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的管是用塑料制成的DA管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用铝制成的管是用铝制成的AD22例例6、如图所示，把一个闭合线框放如图所示，把一个闭合线框放在蹄形磁体的两磁极之间，蹄形磁体可以在蹄形磁体的两磁极之间，蹄形磁体可以绕竖直轴转动，闭合线框也可以绕竖直轴绕竖直轴转动，闭合线框也可以绕竖直轴转动，当蹄形磁体逆时针转动，当蹄形磁体逆时针( (从上往下看从上往下看) )转转动时，有关线圈的运动下列说法正确的是动时，有关线圈的运动下列说法正确的是(

11、() )A线圈将顺时针方向转动线圈将顺时针方向转动B线圈仍保持静止线圈仍保持静止C线圈将逆时针方向转动，转速与磁铁相同线圈将逆时针方向转动，转速与磁铁相同D线圈将逆时针方向转动，转速比磁铁小线圈将逆时针方向转动，转速比磁铁小解析：选解析：选D.根据电磁驱动，磁铁转动，线圈会根据电磁驱动，磁铁转动，线圈会产生感应电流和受到安培力作用，这个安培力驱动产生感应电流和受到安培力作用，这个安培力驱动线圈运动，其转动的效果是阻碍它们的相对运动，线圈运动，其转动的效果是阻碍它们的相对运动，因此线圈转动方向与磁铁相同，但转速比磁铁小因此线圈转动方向与磁铁相同，但转速比磁铁小D23例例7、光滑曲面与竖直平面的交

12、线是抛物线，如图光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图477所示，抛物线的方程是所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线的直线(图中的虚线所图中的虚线所示示)，一个小金属块从抛物面上，一个小金属块从抛物面上yb(ba)处以速度处以速度v沿抛物面沿抛物面下滑，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焦耳热总量是()【答案答案】D【点评点评】小金属块在进出磁场的过程中，磁通量发生变化，小金属块在进出磁场的过程中，磁通量发生变化，会产生涡流，机械能转化为内能但在匀强磁场中运动时，磁通会产生涡流，机械能转化为内能但在匀强磁场中运动时，磁通量不变，不产生涡流，机械能守恒量不变，不产生涡流，机械能守恒24例例8、如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管光滑螺旋管A.在弧形轨道