涡流电磁阻尼和电磁驱动课件-高二下学期物理人教版选择性

§3涡流、电磁阻尼和电磁驱动感生电动势感生电动势：由于磁场变化而产生的感应电动势问题：谁来作为电源提供非静电力？感生电动势的本质麦克斯韦认为：变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为涡旋电场或感生电场。(1)感生电场位于与磁场垂直的平面上(2)感生电场的电场线是闭合的(3)可根据楞次定律判断感生电场的方向感生电动势的本质变化的磁场激发感生电场力自由电荷形成闭合导体感应电流（非静电力）产生感生电动势电子感应加速器真空室ii现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁体线圈中电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。当电磁铁线圈电流的方向与如下图所示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子逆时针（俯视图）加速？涡流铁环铁管铁柱铁片可以看做多个半径逐渐变化的铁环铁柱可以看做多个铁片叠加而成iNSNS铁管可以看做多个铁环叠加而成NS铁片涡流大块金属沿涡流路径的电阻一般很小，不大的感应电动势就能在它内部形成强大的涡电流，释放出大量的焦耳热。根据麦克斯韦电磁场理论，当磁场变化时，导体中的自由电子就会在感生电场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，简称涡流。涡流涡流的热效应：电磁炉

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，使铁锅底部产生涡流，放出大量的热量，将饭菜煮熟。涡流

冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。涡流的热效应：真空冶炼炉涡流涡流的磁效应：线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场。附近的金属物品，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。探测器变化电流涡流危害：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。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。②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。涡流的危害与防止：交变电流整块铁心交变电流彼此绝缘的薄片电磁阻尼与电磁驱动1.导体棒向右运动，其受到安培力的方向？2.磁场匀速向右运动，导体棒受到安培力的方向？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。电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力促使导体运动起来。B电磁阻尼与电磁驱动电磁阻尼电磁驱动区别产生电流的原因由于导体相对磁场运动由于磁场相对于导体运动安培力方向安培力方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动导体受安培力方向与磁场运动方向相同，促进导体运动本质联系都属于电磁感应现象，安培力的作用效果是阻碍导体与磁场间的相对运动电磁阻尼的应用＋FAFA如图所示，磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上。在运输电流表时，一般会用导线将正负接线柱短接，想一想这样做是为了什么？汽车的电磁制动电磁驱动的应用交流感应电动机配置的三个线圈连接到三相电源上，就能产生类似上面演示验中的旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动。就这样，电动机把电能转化成机械能。电磁驱动的应用磁悬浮的基本原理很简单，就是利用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理，让磁铁对抗地心引力，让车辆悬浮起来（一般情况下不超过1厘米），然后利用电磁驱动力引导，推动列车前行。电磁驱动的应用①中国人民解放军海军福建舰，是中国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。是我国第一艘电磁弹射型航空母舰，也是我国第三艘航空母舰。②电磁炮磁悬浮列车是通过电磁力牵引列车运行，简化模型如图所示。导轨间存在垂直导轨平面的等间距的交替匀强磁场，相邻两匀强磁场的方向相反，每个磁场宽度与矩形线框的边长ad相等。磁悬浮列车放置于导轨上，当交替磁场以速度v向右匀速运动时，列车模型受磁场力由静止开始运动，试分析感应电流的方向及其所受安培力的方向？vvvvv导体板内是否有电流？导体板是否受安培力？

如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是（）A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动

同步P344．如图所示，用一阻值为2R的均匀细导线围成的金属环直径为a，匀强磁场的磁感应强度为B，垂直穿过金属环所在平面．电阻为R的导体杆AB，沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆的两端电压为(

)同步P32针对2.半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0=2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。同步P34

同步P346．如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，AB⊥ON，若AB以5m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，匀强磁场的磁感应强度为0.2T。问：(1)第3s末电流大小；(2)此过程中的平均感应电动势为多少。周末练习94．如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.4