2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 麦克斯韦（1831-1879） 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感生电场下做定向运动 产生感应电流（感生电动势） 一、电磁感应现象中的感生电场 麦克斯韦 磁场变强 E E 有了顺时针方向的感应电流 I I 二、涡流 1.产生：在变化的磁场中的导体内产生的 ，就像水中的漩涡。所以把它叫作涡电流，简称涡流。 感应电流 （1）涡流的热效应应用 真空冶炼炉 2.应用： 电磁炉 （2）涡流的磁效应应用 探雷器 金属探测仪 安检门 3.防止： 电动机、变压器等设备中为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。 三、电磁阻尼 1.电磁阻尼现象：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。 安培力的方向总是阻碍导体的运动。 v 电磁阻尼摆 铝管中电磁阻尼 微安表是一种高灵敏度，高精度电流表，表内的指针因振动会产生摇摆，剧裂摇摆会使微安表造成指针打偏、降低灵敏度、或失灵等。故在运输中，用导线短路两接线柱，使内部表头线圈闭合产生电磁阻尼，大大降低因外界的摇摆、振动对表头的影响。 四、电磁驱动 1.电磁驱动：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，这种现象称为电磁驱动。 2.应用：交流感应电动机，家用电度表，车内的速度计等。 电动机 电表 速度计 电磁阻尼与电磁驱动的理解 电磁阻尼 电磁驱动 不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成 由磁场运动形成 效果 安培力的方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力的方向与导体运动方向相同，为动力 能量 转化 导体克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能 相同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场的相对运动 1．如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是（　　） A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热 B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热 C．电磁炉是利用变化的磁场在灶台台面产生涡流对食物加热 D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热 B 2.高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下:将磁铁的N极靠近一块正在逆时针方向旋转的圆形铝盘,使磁感线垂直铝盘向内,铝盘随即减速,如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域(虚线区域)朝磁铁方向运动,磁铁右方铝盘的乙区域(虚线区域)朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是 (　 　) A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C.磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力, 都会使铝盘减速 D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘,则磁铁对空洞铝盘的作用力更大 C 3．如图，一个铝框放在蹄形磁铁的两磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝框和磁铁静止，然后转动磁铁，若忽略空气和一切摩擦阻力，则（　　） A．铝框与磁铁的转动方向总相同 B．铝框与磁铁的转动方向总相反 C．当磁铁停止转动后，铝框将会保持匀速转动 D．若两者静止时转动铝框，磁铁则不会转动 A 例.如图所示，两条间距为L的光滑平行导轨由倾斜导轨和水平导轨两部分组成，倾斜导轨的倾角为300，其底端与水平导轨平滑连接，导体的顶端接有阻值为R的小灯泡，导轨电阻不计。在倾斜导轨平面与水平导轨平面均存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，长为L、电阻为r、质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，两端与导轨接触良好，将导体棒从倾斜导轨上某点由静止释放，导体棒在倾斜导轨上运动一段时间后，小灯泡稳定发光。重力加速度大小为g，求：(1)小灯泡稳定发光时导体棒的速度。(2)小灯泡稳定发光时消耗的电功率(3)导体棒能在水平导轨上滑行的最远距离和在水平导轨上滑行 的过程中回路中产生的焦耳热。 解：（1） 解得： （2） （3） Lavf58.29.100 $