1、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?v 安培力对线框的运动有何影响？安培力对线框的运动有何影响？IFB安培力对线圈运动起阻碍作用运动。安培力对线圈运动起阻碍作用运动。vIFBvvIFIF 安培力对线框的运动有何影响？安培力对线框的运动有何影响？若线圈离开磁场呢？若改变磁场方向呢？ 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。 当导体在磁场中运动时，当导体在磁场中运动时，感应电流感应电流会使导体受到会使导体受到安培力安培力作用，作用，安培力总是安培力总是阻碍导体的运动阻碍导体的运动，这
2、种现象称为，这种现象称为电磁阻尼电磁阻尼。电磁阻尼1.定义：定义： 安培力做负功，使导体的机械能转安培力做负功，使导体的机械能转化为导体内的电能。化为导体内的电能。 思考：线圈落入磁场中，安培力做什么功？ 为什么灵敏电流表在运为什么灵敏电流表在运输时总要用导线把两个接输时总要用导线把两个接线柱连在一起？线柱连在一起？连接接线连接接线柱的导线柱的导线电磁阻尼连接接线连接接线柱的导线柱的导线回顾：磁电式电表内部结构 如图是演示所用的磁电式电表核心装置回顾：磁电式电表内部结构 如图红色部分作用是使中心区域存在幅向磁场 主要研究右图螺旋弹簧线圈铝框铁质圆柱指针回顾：磁电式电表内部结构 电表通电时，线圈
3、受到磁场的安培力作用带动指针发生偏转。 线框和固定底座通过螺旋弹簧来连接。回顾：磁电式电表内部结构 研究螺旋弹簧作用结果：发现线圈转动时螺旋弹簧发生形变反抗线圈的转动，安培力越大，弹簧形变越大，最终使线圈平衡指针稳定在某一位置。电磁阻尼 在运输过程中线圈中没有通电，不会有安培力使线圈转动，但是路上不免有所颠簸指针就会随之摆动。电磁阻尼电磁阻尼vv电磁阻尼 若指针摆动幅度过大，可能会损坏电表，所以我们需要减小指针摆动的幅度，方法就是利用电磁阻尼现象。 在摆动过程中会切割磁感线某时刻速度方向如图所示vv电磁阻尼 把接线柱连接起来，就产生感应电流。 若两接线柱并不连接，线圈没有闭合，这时并不会产生感
4、应电流。 分析：此时产生感应电流的方向电磁阻尼 可以看出左右两侧产生的感应电流在回路中的绕向是相同的，所以两个感应电流叠加之后，电流方向如图示。vvFF电磁阻尼 分析：左右两侧所受安培力方向 结果：线圈所受安培力阻碍线圈的转动，所以在运输的颠簸中接线柱连在一起的电表指针摆动幅度会减小，电表损坏的概率也会降低。电磁阻尼vBIF电磁阻尼 若放入磁场的不再是线框而是金属板呢？感应电流的方向如何?安培力对金属板的运动会有什么影响呢？思考：哪部分会产生感应电流？ 进入磁场部分思考：若把金属板看做无数个线框组成，能否大致画出其电流流向？思考：进入磁场部分所受安培力如何？ 安培力仍然阻碍金属板的运动，与线框
5、在磁场中一样。电磁铁电磁铁双线摆双线摆电磁阻尼挂上不同铜片电磁阻尼结果：完整的铜片在电磁铁通电之后很快的停了下来，而被刻上很多缝的铜片在通电之后摆动几乎不受影响。思考：为什么会产生以上结果呢？电磁阻尼 根据我们刚才分析两种铜片在进入和离开磁场时，铜片中均有磁通量变化，所以都会产生涡流，大致画出方向，由于完整的金属片内部有无数多条回路，所以形成了大范围的涡流，涡流较强，电磁阻尼作用比较强，铜片很快便会停下来。电磁阻尼 由于缝对回路的阻断作用，大范围的涡流不会出现，只有在磁通量变化的一小部分区域内才有涡流。涡流较弱，电磁阻尼的作用也很弱弱，摆动受到的作用就不明显了。电磁驱动磁极磁极磁极磁极铝框铝框
6、 通过我们刚才分析，安培力给我们的印象其似乎总是阻碍导体的运动，事实真如此吗？ 我们来观察这样一个实验，图片中的蓝色门型框中装有两块异极相对的磁铁，转动上方手柄，门型框会带动磁铁转动，门中间是一个铝框，可以绕支点转动，转动门型框，观察铝框会如何运动。电磁驱动结果：摇动门型框，铝框从静止开始跟随门框转动。思考：如何解释这个现象呢？BNS电磁驱动俯视图让磁场相对铝框转动NSBIFF电磁驱动NS电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，如果磁场相对于导体转动，感应电流感应电流会使导体会使导体受到受到安培力安培力作用，安培力作用，安培力使导体运动起来使导体运动起来，即，即电磁驱动电磁驱动。 磁体的机械能转化为
7、导体的机械能。电磁驱动交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。连接到三相电源时能产生旋转的磁场连接到三相电源时能产生旋转的磁场一种交流感应电动机的结构一种交流感应电动机的结构电磁驱动电磁阻尼电磁阻尼电磁驱动电磁驱动区区别别安培力方向安培力方向本质联系本质联系由于导体相对磁场运动由于导体相对磁场运动安培力方向与导体运动方向安培力方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动相反，阻碍导体运动由于磁场相对于导体运动由于磁场相对于导体运动导体受安培力方向与导体运动导体受安培力方向与导体运动方向相同，推动导体运动方向相同，推动导体运动都属于电磁感应现象，都属于电磁感应现象，安培力的作用效果是安培力的作用效果是阻碍阻碍导体与磁场间发生导体与磁场间发生相对运动相对运动产生电流的产生电流的原因原因电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系小结情景情景对导体的对导体的作用作用表现表现原因原因vFvF导体在磁场中运动磁铁相对导体运动阻尼驱动阻碍相对运动阻碍磁通量变化小结情景情景对导体的对导体的作用作用能量观能量观vFvF导体在磁场中运动磁铁相对导体运动阻尼驱动导体的机械能转化为电能磁体的机械能转化为导体的机械能小结
