人教版高中物理选修3-2（课件） 4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动 （共12张PPT）

课件12张PPT。4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动涡流的本质是电磁感应现象，涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化．并且金属块本身可自行构成闭合回路．同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感应电流很大，热效应明显．（一）涡流
1．涡流：由于电流随时间变化 ，在导体中产生的像涡旋状的电流，请在图中画出感应电流的分布。
2．涡流通过导体也要产生热量 ，即涡流的热效应，导体的电阻率越小，则涡流越强 ，产生的热量越多 。 电阻一般很小，所以感应电流很大
热效应明显3．涡流的利用：（1）用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化并达到很高的温度。
（2）探测地雷的探雷器是利用涡流工作的，士兵手持一个长柄线圈从地面扫过，线圈中有变化的电流．如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场又会反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。 目的就是为了减弱铁芯中由于电磁感应而产生的涡流的热效应，从而减少电能的损耗，同时避免破坏绝缘层，对电器起到了保护的作用。涡流防止：电动机、变压器等设备中应防止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．问题1：（1）如图所示，一个单匝线圈落入磁场中，试分析画出它在图示位置时感应电流的方向和所受的安培力方向。安培力对线圈的运动有什么影响？ 单匝线圈落入磁场中，图示位置时感应电流方向为逆时针，由左手定则可判断安培力方向向上，安培力阻碍线圈的下落．（2）磁电式仪表的线圈常常绕在铝框上，如图。当仪表指针向右摆动时，在右图中标出铝框中感应电流的方向和所受到的安培力方向。安培力是对铝框的转动有什么影响？你认为用铝框做线圈骨架有什么好处？ 安培力阻碍线圈的转动．使用铝框做线圈骨架的目的是利用感应电流来起到电磁阻尼作用，使线圈偏转后尽快停下来．（3）你认为微安表的表头在运输时把两个接线柱用导线连在一起有什么好处？用导线把微安表的两个接线柱连在一起后，用手晃动表壳，表针的摆动幅度大大减小，因为用导线把微安表两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻碍它们的相对运动．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．
楞次定律的一种理解是阻碍相对运动，从而阻碍磁通量的增加，磁铁转动时，相对于线圈转动，所以线圈也同方向转动，从而“阻碍”这种相对运动，电磁驱动也可以用楞次定律来解释．由于导体在磁场中运动，导体中产生感应电流安培力方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动由于磁场相对于导体运动，导体中产生感应电流导体受安培力方向与导体运动方向相同，推动导体运动都属于电磁感应现象，安培力的作用效果是阻碍导体与磁场间发生相对运动问题2：
弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么? 无论磁铁怎么运动，都受到线圈中感应电流的磁场的阻碍作用。此时，磁铁和线圈的机械能转化为线圈的动能。