高二物理选择性必修二2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动

第二章电磁感应2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？问题一电磁感应现象中的感生电场变化的磁场在闭合电路中产生了感应电动势.哪一种作用扮演了非静电力的角色?英国物理学家麦克斯韦认为，磁场的变化时会在空间激发一种电场。它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。如果此刻空间存在闭合导体,导体中自由电荷就会在这种电场的作用下做定向移动,产生感应电流,也就是说导体中产生感应电动势（感生电动势）。B向上增加电荷在电场力的作用下定向移动，形成电流现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备感生电场的应用电子感应加速器基本原理图电磁铁的两个磁极环形真空室电子逆时针电流顺时针由图原磁场方向向上乙图为真空室的附视图.如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动，那么当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？如果电流的方间与图示方向相反为使电子加速，电流又应怎样变化？感应电流的磁场方向向下电流增大增反当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中可能会产生感应电流。实际上，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流，这个电流看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。二

涡流涡流的应用涡流产生的热量使金属熔化。优点：整个过程可以在真空中进行，能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金。迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的线圈时，线圈周围产生迅速变化的磁场，变化的磁场使面板上方的铁锅底部产生涡流，铁锅迅速发热，从而达到加热食物的目的士兵手持一个长柄线圈在地面扫过，线圈中有变化的电流。如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。涡流的防止途径之一是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。另一个途径就是用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费能量，还可能损坏电器如何减小涡流呢？三

电磁阻尼××××××××××××××××××××××××v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的方向。安培力对线圈的运动有什么影响？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。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？铝框由楞次定律（或右手定则）感应电流方向为逆时针。由左手定则安培力方向向上，对线圈的下降起阻碍作用指针向右铝框顺时针转动穿过铝框的磁通量向左增加感应电流的磁场向右感应电流的方向逆时针铝框的左侧受安培力方向向下，右侧向上安培力对铝框的转动产生阻碍作用

电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力，安培力的方向总是要阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

取一只微安表，用手晃动表壳，观察表针相对表盘摆动的情况。连接两个接线柱的导线用导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次晃动表壳，表针相对表盘的摆动情况与刚才有什么不同？怎样解释这种差别？为什么灵敏电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起？短接接线柱闭合线圈回路产生电磁阻尼减小摆动幅度保护电流计

一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极间，可以绕支点自由转动。转动磁体，观察铝框的运动。怎样稀释铝框的运动？

四

电磁驱动如果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，这种作用常常称为电磁驱动。线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。

交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。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实验中的旋转磁场，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。电磁驱动的应用电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系电磁阻尼是导体相对于磁场运动;电磁驱动是磁场相对于导体运动.安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。1下列哪些措施是为了防止涡流的危害（多选）（）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层CD2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(

)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B3.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管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述可能正确的是（多