§ 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版选择性必修第二册）

§2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 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? B B B’ E 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 一．感生电场解释 2、感生电场应用实例---电子感应加速器 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。 一．感生电场解释 3、感生电场的特点： 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 v0=0 真空室 B i感 (2)感生电场的电场线是闭合的 E感 E感 E感 E感 E感 (1)感生电场位于与磁场垂直的平面上 俯视图 一．感生电场解释 3、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 E感 真空室 i感 B (3)可根据楞次定律判断感生电场的方向 B感 增加 i 增大 增大 感生电场(涡旋电场) 感生电动势 方向:就是感生电流的方向，用楞次定律判断 电场线:是闭合曲线 由感生电场产生的感应电动势 感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用 感生电场是产生感生电动势的原因 变化的磁场在周围空间激发的电场 ①如果环不断增粗直到变成一圆盘又会发生什么现象 请思考: ②变成方盘呢？ 二、涡流：块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时产生的在金属块内自成闭合回路的感应电流，叫涡电流，简称涡流。 ①涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。 ②由于整块金属的电阻通常很小，故涡流常常很大。 B增大 I 二、应用: 1、涡流的热效应：真空冶炼炉 冶炼金属的高频感应电炉就是利用高频交流电，通过线圈使装入冶炼炉内的金属中产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。 抽真空 2、涡流的热效应：电磁炉 电磁炉的台面下布满了金属导线缠绕的线圈， ①当通上交替 变化极快的交流电时， ②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， ③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。 二、应用: I B B I’ I’ I B B I’ I’ 2、涡流的热效应：电磁炉 二、应用: AC 电阻率低 具铁磁性 3、涡流的磁效应：探雷器 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。 二、应用: 报警器 变化电流 报警器 变化电流 3、涡流的磁效应：金属探测器、安检门等 涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。 二、应用: 怎样减少涡流损耗？ 交变电流 交变电流 整块铁心 彼此绝缘的薄片 三、危害与防止 1、危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流: 2、防止： ①使铁芯发热， ②浪费了能量， ③还可能损坏电器。 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 变压器铁芯中的涡流损耗及改善措施 1.增大铁芯的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢。 2.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 变压器 电动机 I入 I出 Q 【易错辨析】 (1)涡流跟平时常见的感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。 ( ) (2)涡流有热效应,但没有磁效应。 ( ) (3)在硅钢中不能产生涡流。 ( ) √ × × (4)电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象,都遵循楞次定律和法拉第电磁感应 定律。 ( ) (5)电磁阻尼是由电磁感应中安培力阻碍导体与磁场的相对运动产生的,而电磁 驱动是由于电磁感应现象中安培力增强磁场与导体间的相对运动产生的。( )