1、 涡流，电磁阻尼和电磁驱动高二暑期物理预习班第二章第二章涡流涡流当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会产生感应电流。 实际上，这个线圈附 近的任何导体中都会产生感应电流。 如果用图表示 这样的感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以把它叫做涡 电流，简称涡流。 涡流涡流金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。应用应用用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通 入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流。 涡流产生的热 量使金属熔化。 利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在真 空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼 高质量
2、的合金。（1）冶炼金属（2）探测器探测地雷的探雷器是利用涡流工作的。 士兵手持一个长柄线圈在地面扫过，线圈中有变 化着的电流。 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。 这种探雷器可以用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷。机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。 （3）电磁炉电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，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，磁感线穿过锅体，使锅底产生强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热量，将饭菜煮熟。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
3、费了能量,还可能损坏电器。减少涡流的减少涡流的途径途径（1）增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。涡流的弊端涡流的弊端（2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。电磁阻尼和电磁驱动电磁阻尼和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。 电磁驱动电磁驱动 交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的电磁阻尼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，这种现象称为电磁阻尼。小结小结用整块金属材料做铁芯绕制的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流
4、会产生变化的磁场，变化的磁场穿过铁芯，整个铁芯会自成回路，产生感应电流，这种电流看起来像水中的旋涡，我们就把这种电流叫做涡电流，简称涡流涡流涡流产生的条件涡流的本质是电磁感应现象,涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化并且金属块本身可自行构成闭合回路同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感应电流很大，就像水中的旋涡(1)把块状金属放在变化的磁场中(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动产生涡流的两种情况涡流的能量转化伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能，最终在金属块中转化为内能如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则
5、由于克服安培力做功金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能特别提醒：涡流的本质是电磁感应现象，与一般导体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路，它同样遵守电磁感应定律电磁阻尼当导体在磁场中运动时，如导体中出现涡流，即感应电流，感应电流会受到安培力作用，安培力的作用总是阻碍导体的运动，这种现象叫做电磁阻尼电磁驱动如果磁场相对于导体运动，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，这种作用就是电磁驱动当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就发生变化，例如线圈处于如图所示的初始状态时，穿过线圈的磁通量为零，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就增加了，根据楞次定律，此时线圈中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，因而线圈会跟着一起转动起来从动力学的观点来看，线圈中产生的感应电流受到的安培力是使线圈转动起来的动力，对线圈而言是电磁驱动；而线圈对磁铁的作用力对磁铁的转动起阻碍作用，对磁铁而言是电磁阻尼，因此电磁驱动和电磁阻尼是矛盾的两个方面，不可分割电磁阻尼中克服安培力做功，其他形式的能转化为电能最终转化为内能；电磁驱动中由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能而对外做功电磁驱动与电磁阻尼
