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2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
电磁感应
第二章
现象1：隔空熔铁
现象2：时空隧道
现象3：念力移物
磁场变化时会在周围空间激发一种电场 ——感生电场
闭合导体中的自由电荷在这种 电场中做定向运动
产生感应电流(感生电动势)
感生电动势的非 静电力是感生电 场对自由电荷的
麦克斯韦( 1831-1879 )
作用力。
1.感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电 场。这种电场与静电场不同，它不是电荷产生 的，我们把它叫作感生电场。
2.感生电动势：如果感应电动势是由感生电 场产生的，它也作感生电动势。
3.感生电场应用实例--- 电子感应加速器
一、电磁感应现象中的感生电场
电子感应加速器:应用感生电场来加速电子的一种设备。
柱形电磁铁： 产生变化的磁场；
环形真空管道： 是电子运行的轨道
工作过程：
磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场。射入 其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速。
电子枪
v
E感
F
F
v
E感
v0=0
(2)感生电场位于与磁场垂直的平面上
(1)
感生电场的电场线是闭合的
3、感生电场的特点
感
E感
E感
B
E感
真空室
E感
真空室
俯视图
真空室
F
v
v
E感
E感
E感
感
F
F
F
F
F
B
洛
洛
洛
洛
i
i
i
i
E感
真空室
(2)感生电场位于与磁场垂直的平面上
(3)可根据楞次定律判断感生电场的方向
感
B 增加
B感
B
(1)
感生电场的电场线是闭合的
3、感生电场的特点
i 增大
增大
E感
i
静电场
感生电场
产生 由静止的电荷产生
由变化的磁场在周围空间激发
电场线特点 由正电荷(无穷远)发出，到 负电荷(无穷远) 终止，电 场线不闭合。
感应电场是一种涡旋电场，
电场线是闭合的。
电场方向判断 正电荷受力的方向
感生电流的方向
(楞次定律)
静电场和感生电场的区别
线圈中的电流随时
间变化时，由于电磁感 应，靠近它的导体内会 产生漩涡状电流，叫做 涡电流，简称涡流。
i
AC
二、涡流
1.涡流的成因
i
B
当金属块的电阻比较小时，形成的涡流的电流强度就会很大，进而产生
①涡流冶炼的优点： 加热快、能耗少、易控温、无杂质
2.涡流的热效应及其应用
大量的焦耳热。
②电磁炉的原理
③ . 探雷器
A
C
B
涡流的危害——防止
危害： 电动机和变压器的工作原理都跟电磁感应现象有关，内部都有
铁芯结构， 线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热, 浪费了能量,还可能损坏电器。
(1) 增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢
(2) 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯
减少涡流的途径
想一想
一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 和线圈所受安培力的方向。此时安培力对线圈的运动有什么影 响？
思考：磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架， 把线圈绕在铝框上，如图所示。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。安培力是沿什么方向的？安培力 对铝框的转动产生什么影响？使用铝框做线圈 骨架有什么好处？
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。
电磁阻尼
三、
现象2：时空隧道
N
S
旋转U型磁铁时穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，使铝 框受到安培力的作用，最终驱动铝框随磁场一起运动。
如图所示 ，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。怎样解释铝框的运动
I
F
N
S
F
B
B
做一做：
交流感应电动机就 是利用电磁驱动的 原理工作的
磁场相对于导体转动
，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，
安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为
线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。
应用：交流感应电动机：磁场能→ 电能→机械能
连接到三相电源时 能产生旋转的磁场
电磁驱动
一种交流感应 电动机的结构
电磁驱动
四、
。
磁悬浮列车
现象3：意念移物
安培力的作用都是阻碍它们间的相对运动。
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系：
电磁阻尼是安培力充当阻力;
电磁驱动是安培力充当动力
阻尼摆
用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替
一、电磁感应现象中的感生电场
三、涡流的机械效应
2.涡流的危害防止
(2)真空冶炼炉
(3)金属探测器
变压器
整块硅钢铁芯
课堂小结：
1.涡流的利用
(1)电磁炉
2.电磁驱动
1.电磁阻尼
二、涡流

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