2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

涡流/电磁阻尼/电磁驱动 英国物理学家麦克斯韦认为变化的磁场会在空间激发一种电场。这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，叫作感生电场。如果此空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流。产生的感应电动势和感生电场有关，产生感应电动势的非静电力也和感生电场有关。 感生电场 Physics 基础理解 概念 1、感生电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。 2、感生电动势：由感生电场产生的感应电动势叫作感生电动势。 ①感生电场不是静电场； ②感生电场的电场线是闭合的，因此也叫涡旋电场； ③感生电场的方向与感应电流方向相同（可由楞次定律判断）； ④感生电场对放入其中的电荷也有力的作用，称为感生电场力。 ①大小： ②非静电力：感生电场力 Physics 基础理解 概念 麦克斯韦的电学研究始于1854年，当时他刚从剑桥毕业。他读到了法拉第的《电学实验研究》，被书中新颖的实验和见解吸引。法拉第是实验大师，有着常人所不及之处，但唯独欠缺数学功力，所以他的创见都是以直观形式来表达的。在认真地研究了法拉第的著作后，麦克斯韦感受到力线思想的宝贵价值，也看到法拉第在定性表述上的弱点。于是这个刚刚毕业的年轻人决定用数学来弥补这一点。1855年麦克斯韦发表了第一篇关于电磁学的论文《论法拉第的力线》。1873年出版了《论电和磁》，被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。一般认为麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一整个阶段中最伟大的理论物理学家。1879年他因病与世长辞，那一年爱因斯坦正好出生。 麦克斯韦和麦克斯韦方程组 麦克斯韦用这组方程 改变了人类文明的进程！ Physics 基础理解 概念 当线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流.这种感应电流看起来很像水中的漩涡,所以叫做涡电流,简称涡流. 涡流 Physics 基础理解 概念 涡流的利用: 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 Physics 基础理解 概念 Physics 基础理解 概念 涡流的防止: 为了减小涡流,可以采用电阻率较大的硅钢做铁芯的材料,并把硅钢做成彼此绝缘的薄片叠成铁芯,这样可以大大减小涡流. Physics 基础理解 概念 3、涡流：当某个线圈中电流变化时，使得附近的导体中产生涡旋状的电流，简称涡流。 ①涡流具有热效应，金属导体电阻率越小，涡流越明显； 4、涡流的特点： ②涡流具有磁效应。 5、涡流的应用： ①热效应的应用：电磁炉、真空冶炼炉 ②磁效应的应用：金属探测器、安检门 Physics 基础理解 概念 （1）危害：电动机、变压器线圈中流过变化的电流时，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。 （2）防止（减少涡流的途径）： 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。 6、涡流的危害与防止 Physics 基础理解 概念 电磁阻尼 概念:导体在磁场中运动时,感应电流会是导体受到安培力,而安培力方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼. Physics 基础理解 概念 Physics 基础理解 概念 构成闭合回路，利用电磁阻尼现象，减小表针晃动。 Physics 基础理解 概念 7、电磁阻尼：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，这种现象叫作电磁阻尼。 8、应用: 磁电式仪表铝框、电气机车的电磁制动、阻尼摆等。 Physics 基础理解 概念 如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----电磁驱动 电磁驱动 Physics 基础理解 概念 9、电磁驱动：当磁场相对于导体转动时，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而运动起来的现象。 连接到三相电源时能产生旋转的磁场 10、交流感应电动机利用电磁驱动的原理工作。 Physics 基础理解 概念 Lavf58.12.100 无标题项目 Lavf58.29.100 $$