1、4.7 4.7 涡流涡流 电磁阻电磁阻尼和电磁驱动尼和电磁驱动学习目标了解涡流的产生原理，了解涡流的防止和应用了解电磁驱动和电磁阻尼一一.涡流涡流1.1.当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近这个线圈附近的的任何导体任何导体中都会产生感应电流中都会产生感应电流-涡流涡流.2.2.金属块中的涡流也要产生金属块中的涡流也要产生热量热量.3.3.应用应用(1)(1)利用利用a.a.真空冶炼炉真空冶炼炉b.b.探雷器探雷器c.c.安检门安检门(2)(2)防止防止 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流在铁芯中产生的涡流使铁芯发热使铁芯发热,浪费了能量浪
2、费了能量,还可能损坏电器。还可能损坏电器。减少涡流的途径减少涡流的途径:a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。b.b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。块硅钢铁芯。二二.电磁阻尼电磁阻尼V1.1.当导体在磁场中运动时当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体感应电流会使导体受到安培力受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运安培力的方向总是阻碍导体的运动动-电磁阻尼电磁阻尼2.2.讨论讨论:(1):(1)为什么用铝框做线圈骨架？为什么用铝框做线圈骨架？(2)(2)微安表的表头在运输时为何应该把两个接微安
3、表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？线柱连在一起？在长途运输时，表壳会经常晃动，指针左右摆动很厉害，易损坏表针，用导线把微安表两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，指针摆动时磁通量变化产生感应电流从而阻碍它们的相对运动，这样表针的摆动幅度会大大减小，能保护电表.三三.电磁驱动电磁驱动1 1、如磁场相对于导体转动、如磁场相对于导体转动,在导体中会产在导体中会产生感应电流生感应电流,感应电流使导体受到安培力感应电流使导体受到安培力的作用的作用,安培力使导体运动起来安培力使导体运动起来-电磁电磁驱动驱动。2 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。
4、原理工作的。特别提醒：电磁阻尼、电磁驱动现象中安培力的效果是阻碍相对运动，应注意电磁驱动中导体的运动速度仍要小于磁场的运动速度.(1)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相对运动，这种现象称为电磁阻尼(2)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，这种作用常称为电磁驱动如高频感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的 下图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架
5、就是用这种办法焊接的 试定性地说明，为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多 解析：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为()A增大涡流，提高变压器的效率 B减小涡流，提高变压器的效率 C增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D增大铁芯中的电阻，以减少放出的热量 答案：BD 解析：不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，来减少电能转化成铁
6、芯的内能，提高效率，是防止涡流而采取的措施.弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图)，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况 解析：当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就使磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下来 位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中()A磁铁做匀速直线运动 B磁铁做减速运动 C小车向右做加速运动 D小车先加速后减速 解析：本题为电磁驱动，可由楞次定律判断作用力的方向，再由牛顿第二定律判断运动情况 磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项B是正确的 而对于小车上的螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右的，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，C对 答案：BC
