2.3涡流电磁驱动和电磁阻尼-2020-2021学年高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第二册）

第二章 电磁感应 第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 一、涡流 1．定义 由于电磁感应，在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流． 2．特点 若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生的热量很多． 3．对涡流的理解 (1)本质：电磁感应现象． (2)条件：穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身构成闭合回路． (3)特点：整个导体回路的电阻一般很小，感应电流很大，故金属块的发热功率很大． 4．产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中； (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动． 5．产生涡流时的能量转化 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．例如，金属块放在了变化的磁场中，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． 6．应用 (1)涡流热效应的应用：如真空冶炼炉． (2)涡流磁效应的应用：如探雷器、安检门． 7．防止 电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器． (1)途径一：增大铁芯材料的电阻率． (2)途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯． 二、电磁阻尼和电磁驱动 1．电磁阻尼 (1)定义：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的现象． (2)应用：电学仪表中利用电磁阻尼使指针很快地停下来，便于读数． 2．电磁驱动 (1)定义：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的现象． (2)应用：交流感应电动机． 3．电磁驱动和电磁阻尼的形成原因 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． 4．电磁阻尼与电磁驱动的比较 电磁阻尼 电磁驱动 不同点 成 因 由于导体在磁场中运动而产生感应电