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选修必修二 第二章第四节
涡流现象及其应用
涡流现象
问题：
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
涡流现象
1.麦克斯韦的解释：
磁场
变化
激发
感生
电场
力
导体中
自由电荷
形成
感应
电流
静止电荷
激发
静电场
感生电动势
（非静电力）
产生
导体
闭合
涡流现象
2.感生电场的特点
由磁场变化引起磁通量变化而产生的感应电动势称为感生电动势。变化的磁场在其周围空间会激发出感应电场（称为涡旋电场），这种电场迫使导体内的电荷做定向移动而产生感生电动势。
涡流现象
真空室
i
i
电子枪
真空室
B
i感
F洛
F洛
F洛
F洛
v
v
v
v
F
F
F
F
E感
E感
E感
E感
涡流现象
2.感生电场的特点
涡流现象
真空室
B
i感
E感
E感
E感
E感
E感
2.感生电场的特点
(2)感生电场的电场线是闭合的
(1)感生电场位于与磁场垂直的平面上
E感
B
涡流现象
E感
真空室
2.感生电场的特点
(2)感生电场的电场线是闭合的
(1)感生电场位于与磁场垂直的平面上
i感
B
增加
B感
(3)可根据楞次定律判断感生电场的方向
涡流现象
1、什么是涡流？
块状金属放在变化的磁场中，或者让它在非均匀的磁场中运动时，根据法拉第电磁感应定律，金属块也将产生感应电动势。该感应电动势在金属块内自成的闭合回路中产生感应电流，这种电流很像水的漩涡，因此叫做涡电流，简称涡流。
涡流现象
2、涡流的特点：
（1）是整块导体发生的电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律。
（2）磁场变化越快，导体的横截面积越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大。
涡流现象
3、如何利用涡流？
【观察与思考】出示变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。为什么要这样做呢？
【演示实验】
在可拆变压器的条形铁芯下插入一块厚约2 mm的铁板，原线圈接交流电，几分钟后，触摸铁芯和铁板，发现铁芯和铁板的温度都身高了，且铁板的温度比铁芯高。
涡流现象
金属块中的涡流会产生热量。
用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，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。
涡流现象
电磁炉的陶瓷玻璃面板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，在面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，进行烹饪。
AC
电阻率低
B
具铁磁性
涡流现象
涡流现象
涡流现象
涡流除了热效应外，磁场中的涡流会受到安培力的作用，表现出相应的机械效。
想一想：
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？
涡流现象
实验与探究：
如图所示，一个铝笼置于蹄形磁铁的两个磁极间，铝笼可以绕支点自由转动。转动磁铁，观察铝笼的运动，思考并讨论下列问题。
（1）该实验方案采用了什么方式探究磁场中涡流的机械效应？
涡流现象
当磁场相对于导体运动时，导体中产生的涡流使导体受到安培力，安培力使导体运动起来的现象叫作电磁驱动。
当导体在磁场中运动时，导体中产生的涡流使导体受到安培力，并且安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫作电磁阻尼。
涡流现象
涡流现象
涡流现象
涡流现象
涡流现象
金属探测器是利用涡流工作的，手持一个长柄线圈在地面上扫过，线圈中有变化的电流。如果地下埋着金属物品，金属中感应涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。
涡流现象
金属探测器是利用涡流工作的，手持一个长柄线圈在地面上扫过，线圈中有变化的电流。如果地下埋着金属物品，金属中感应涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。
涡流现象
金属探测器是利用涡流工作的，手持一个长柄线圈在地面上扫过，线圈中有变化的电流。如果地下埋着金属物品，金属中感应涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。

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