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高中物理课件 涡流

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高中物理 第四章 第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件 新人教版选修3-2

高中物理 第四章 第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件 新人教版选修3-2
答案：选 C
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10
考点二
电磁阻尼与电磁驱动的应用
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动 由于磁场运动引起磁通量的变化
成因 而产生感应电流，从而使 而产生感应电流，从而使导体受
导体受到安培力
到安培力
不 同
效果
安培力的方向与导体运 动方向相反，阻碍导体运
导体受安培力的方向与导体运动
点
动
方向相同，推动导体运动
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 叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯
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2
家用电磁炉是利用涡流工作的吗？微波炉呢？
解析：家用电磁炉是利用涡流的热效应工作的，而微波炉是利用电 磁波工作的。
2．电磁阻尼 (1)概念：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 导体运动的现象。 (2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速 停下来 ，便于读 数。
A．mgb
B.12mv2
C．mg(b－a)
D．mg(b－a)＋12mv2
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19
解析：金属块进出磁场时，会产生涡流，部分机械能转化成焦耳热， 所能达到的最高位置越来越低，当最高位置 y＝a 时，由于金属块中的磁 通量不再发生变化，金属块中不再产生涡流，机械能也不再损失，金属块 会在磁场中往复运动，此时的机械能 mga，整个过程中减少的机械能为全 部转化为内能，即 Q＝mg(b－a)＋12mv2，所以 D 项正确。
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1
1．涡流
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
特 点 若金属的电阻率小，涡流往往 很强 ，产生的热量很多

第2章 3 《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》课件ppt

第2章 3 《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》课件ppt
使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来,这种作用常常称为电磁
驱动。
2.应用:交流感应电动机。
自我检测
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因。
(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。(
)
解析 涡流本质上是感应电流,是自身构成回路,是在穿过导体的磁通量变
化时产生的。
B.当磁感应强度均匀增大时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
C.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为顺时针方向
D.当磁感应强度均匀减小时,感生电场的电场线
从上向下看应为逆时针方向
解析 感生电场中磁场的方向用楞次定律来判定,原磁场向上且磁感应强度
在增大,在周围有闭合导线的情况下,感应电流的磁场方向应与原磁场方向
答案 √
(2)涡流有热效应,但没有磁效应。(
解析 涡流既有热效应,又有磁效应。
答案 ×
)
(3)在硅钢中不能产生涡流。(
)
解析 硅钢电阻率大,产生的涡流较小,但仍能产生涡流。
答案 ×
(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。(
)
解析 电磁阻尼、电磁驱动都是由于磁通量的变化引起的,所以都遵循楞次
(物理观念)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、电磁感应现象中的感生电场
一个闭合回路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内将会产生感
应电动势。
1.感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场,我们把它叫作感生电场。
2.感生电动势:由感生电场产生的感应电动势。
3.感生电场的方向:与所产生的感应电流的方向相同,可根据楞次定律和

人教版高中物理选修3-2 4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动(20张PPT)

人教版高中物理选修3-2 4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动(20张PPT)

二：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。
v
2、应用：磁电式电表中安装的使指
针很快地停下的铝框；电气机车内部
可使机车快速停下的电磁制动器等
例题2.(多选)如图所示，磁电式仪表的线圈通 常是用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样
涡流的利用
探雷器的长柄线
圈中，通有变化的电流，
在其周围就产生变化的
磁场，埋在地下的金属
物品，由于电磁感应而
线圈
形成涡流，涡流的磁场
反过来又作用于线圈，
使仪器报警。
涡流的利用
机场、车站及重 要场所的安检门及工 作人员手上的探测器， 也是利用与探雷器类 似的电磁感应原理使 仪器报警，来探测进 出人员身上携带的金 属物品。
C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
思考与讨论 怎样减少涡流损耗？
交变电流
交变电流
整块铁芯
彼此绝缘的薄片
涡流的防止
变压器和电动机的铁芯不采用整块金属，而是由 许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成，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.如图所示,闭合导线环和条形磁
铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转
动,开始时磁铁和圆环都静止在竖直平
面内。若条形磁铁突然绕OO′轴，N极
向纸里、S极向纸外转动,在此过程中,
圆环将(
)A
A.产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端
向外随磁铁转动
B.产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端 向里转动

高中物理6自感现象涡流课件选修11高中选修11物理课件

高中物理6自感现象涡流课件选修11高中选修11物理课件

12/9/2021
第三页，共十六页。
目标导航
Z Z 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
一
二
三
二、电感器
1.定义:电路中的线圈叫作电感器。 2.描述电感器性能的物理量:自感系数,简称自感。 3.决定线圈自感系数的因素:线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁 芯。 4.线圈越粗、越长,匝数越密,它的自感系数就越大,另外有铁芯时的自感系
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第九页，共十六页。
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Z Z 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
一
二
2.涡流的危害与防止 (1)在各种电机、变压器中,涡流是非常有害的,首先它会使铁芯的温度升高,
从而危及线圈绝缘材料的寿命,严重时会使材料报废;其次涡流发热要消耗额外的
能量,使电机、变压器的效率降低。 (2)为了减少涡流,变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成的,而
是用薄薄的硅钢片叠合而成。一方面,硅钢片的电阻率比一般(yībān)钢铁的 要大,从而减少了损耗;另一方面,每层硅钢片之间都是绝缘的,阻断了涡流的 通路,进一步地减少了涡流的发热。计算表明:涡流的损耗与硅钢片的厚度的
D.以上说法都不对
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第十三页，共十六页。
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Z Z 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
类型
(lèixín g)一
类型
(lèixín g)二
解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过(tōngguò)时,两股导线中的电流 方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大反向的,所产 生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在该线圈中不会产生电 磁感应现象,因此消除了自感,选项A、B错误,C正确。

高中物理 第3章 电磁感应 6 自感现象 涡流课件1高二选修11物理课件

高中物理 第3章 电磁感应 6 自感现象 涡流课件1高二选修11物理课件
(2)线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越 多，线圈的自感系数越大，线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数 大．
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第十三页，共三十四页。
三、涡流的利用及防止 1．涡流的利用 (1)涡流的热效应．可以利用涡流来加热，例如电磁炉和高频感 应炉． (2)涡流的阻尼作用(称为电磁阻尼)，例如在一些(yīxiē)电学测量仪
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甲
乙
图 3－6－5
第二十五页，共三十四页。
A．在电路(diànlù)甲中，断开S，A将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗 D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 【答案】AD
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第二十六页，共三十四页。
12/9/2021
第九页，共三十四页。
2．断电自感的分析 (1)电路：如图 3－6－2 所示．
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图 3－6－2
第十页，共三十四页。
(2)装置要求：线圈L的电阻较小，目的是使接通电路的灯泡正常 发光时，通过(tōngguò)线圈的电流IL大于通过灯泡的电流IA，即IL>IA.
(3)实验现象：断开S时，发现灯泡A先闪亮一下，过一会儿才熄 灭．
第十一页，共三十四页。
特别提醒 灯泡的亮度由其电功率决定，功率越大，亮度 越高．由于 P＝I2R＝UR2，故增加灯泡两端的电压或通电电流， 灯泡都会变亮．
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第十二页，共三十四页。
二、自感系数
(1)自感(zìɡǎn)系数简称自感(zìɡǎn)或电感，不同的线圈，在电流变化 相同的条件下，产生的自感(zìɡǎn)电动势不同，电学中用自感(zìɡǎn)系数来 表示线圈的这种特性．

涡流、电磁阻尼和电磁驱动(高中物理教学课件)完整版7

涡流、电磁阻尼和电磁驱动(高中物理教学课件)完整版7

5.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上 的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底 盘周边沿其径向对称地安装若干对紫 铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微 小振动，如图所示。无扰动时，按下 列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场； 出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其 左右振动的衰减最有效的方案是( A )
锅体发热从而加热食物。下列相关的说法中正确 的是( A ) A.锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 B.电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工 作
C.金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电 磁炉来烹饪食物
D.电磁炉的上表面一般都是用金属材料制成，以 加快热传递、减少热损耗
例2. (多选)如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通 以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就会产生感
3.探雷器（应用）
士兵手持一个长柄线圈在地面扫过，线圈中有变化着的 电流。如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流， 涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。用 来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷。机场、 车站的安检门探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
三.涡流的应用与防止 4.变压器的铁芯（防止）
三.涡流的应用与防止 1.真空冶炼炉（应用）
线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金 属中产生涡流。涡流产生的热量使金属 熔化。炉体本身不发热，一般用耐高温 材料制作。
2.电磁炉（应用）
迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的 线圈时，面板上方的铁锅底部产生涡流， 铁锅迅速发热。面板本身并不发热。
三.涡流的应用与防止
电磁阻尼1
电磁阻尼2
例3.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车 装置，工作效应比靠摩擦力刹车更稳定，如图为该新 型装置的原理图（从后面朝前看）；过山车的两侧装 有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车 进入停车区时铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快 停下来，关于该装置的下列说法正确的是（ C ） A．刹车原理是利用了电流的磁效应 B．过山车从进入停车区到停止的过程，动能转化成 电能 C．过山车进入停车区的速度 越大，刹车的阻力越大 D．若将铜片换成有机玻璃片， 也能达到相同的刹车效果

高中物理选择性必修第二册教学课件《涡流现象及其应用》

导体内部可以等效成许许多多的闭合电路，当穿过
这些闭合电路的磁通量变化时，在导体内部的这些闭合
电路中将产生感应电流。即导体内部产生了涡流。
3、条件：（1）穿过导体（金属块）的磁通量发生变化
（2）导体（金属块）本身可自行构成闭合回路
涡流现象
对涡流本质的理解
【小试牛刀】下列哪种做法可能使金属圆盘产生涡流?
电磁炉
锅底产生强涡流，产生大量的热量使锅本身自行高速发热
课堂练习
【例1】(多选)如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电
流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量
热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其它部分发热很少，以下说
法正确的是( AD )
A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快
第五节 涡流现象及其应用
新课导入
既没火苗，也没黑烟，锅底也不变黑，为什么一个大大的线圈就能
让电磁炉工作，使锅里的水很快就烧开？
思考与讨论
1) 在变化磁场中放入金属圆环能否产生感应电流？
若能，感应电流的形状、方向如何？
2) 在变化磁场中放入金属圆盘能否产生感应电流？
若能，感应电流的形状、方向如何？
D.增大铁芯的电阻, 以减小发热量
5、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 ）
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
C.在锅和电磁炉中间放一绝缘物质,电磁炉不能起到加热作用
D.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅,主要原因是这些材料的导热

人教版高中物理选修3-2 第七节：涡流 (共12张PPT)

B变化导体环中发生的现 象?如果环不断增粗直到 变成一圆盘又会发生什么 现象?
根据麦克斯韦电磁场理论，当如右 图所示的磁场变化(可能是由于产生磁 场的电流变化)时，在磁场周围会产生 感生电场，导体中的自由电子就会在此 电场力的作用下定向移动从而产生感应 电流，这种感应电流是像旋涡一样的闭 合的曲线，我们把它叫涡电流。简称涡 流 B
V
二.电磁阻尼
1.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-----电磁阻尼
三.电磁驱动
（1）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。 应用：感应电动机、电能表、汽车 上用的电 磁式速度表等。 线圈转动与磁铁同向，但转速 小于磁 铁，即同向异步。 电磁阻尼是导体相对于磁场运动，而电磁 驱动是磁场相对于导体运动。
（2）交流感应电动机就是利用电磁驱动 的原理工作的。
练习：
1、（双选）如图所示，闭合金属环从曲面上 h高 处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为 零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ） A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
E
一.涡流
1.当线圈中的电流随时间变化时, 这个线圈附近的任何导体中都会 产生感应电流-----涡流. 2.金属块中的涡流也要产生热量, 如果金属的电阻率小，则涡流很 强，产生的热量也很多。
3.应用
(1)涡流的热效应
a.真空冶炼炉，电磁灶
(2).涡流的磁效应： 探雷器
c.涡流的磁效应：安检门
门框
2、如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界 的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B ．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点 C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动 3、在上一题中，铜环最终的运动状态是怎样的？

高中物理选修3-2第四章电磁感应-7.涡 流(课件)(共56张PPT)

这种最新的加热方式，能 减少热量传递的中间环节 ，可大大提升制热效率， 比传统炉具（电炉、气炉 ）节省能源一半以上。
①②③④
二、电磁阻尼
“思考与讨论”：如图4.7-12，一个单匝线 圈落入磁场中，分析在图示位置时感应电 流的方向和所受安培力的方向，安培力对 线圈的运动有什么影响？
v 图4.7-5
答：感应电流的方向为顺时针钟方向，所受安培力的 方向向上，对线圈的运动有阻碍作用。
机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是 一样的。
①②③④
④电磁灶
电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，采用磁场 感应涡加流加热原理，当通上交替变化极快的交流电时 ，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，当磁场内的磁力线通过 铁质锅底时会产生无数的涡流，使锅的本身自行高速发 热，就放出大量的热量，然后再作用于锅内食物，将饭 菜煮熟.
线圈中流过变化的电流,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。 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。
图4.7-3 用硅钢片做变压器的铁芯
（2）涡流的利用 ①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。
涡流
涡流
【教学目标】
引入新课
一、涡流 1、涡流
2、涡流的热效应
3、涡流的防止和利用
①真空冶炼炉 ②高频焊接 ③探雷器 ④电磁灶
二、电磁阻尼 “问题与练习”2
［演示］电磁阻尼摆
“思考与讨论”：
“问题与练习”1
三、涡流的机械效应——电磁驱动

高中物理-《涡流》课件

V
• 在长途运输时，表壳会经常晃动，指针左 右摆动很厉害，易损坏表针，用导线把微 安表两接线柱连在一起，就形成了闭合回 路，指针摆动时磁通量变化产生感应电流 从而阻碍它们的相对运动，这样表针的摆 动幅度会大大减小，能保护电表.
三.电磁驱动
1、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。
• 位于光滑水平面的小车上放置一螺线管， 一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的 轴线水平穿过，如图所示，在此过程中
()
• A．磁铁做匀速直线运动
• B．磁铁做减速运动
• C．小车向右做加速运动
• D．小车先加速后减速
• 解析：本题为电磁驱动，可由楞次定律判 断作用力的方向，再由牛顿第二定律判断 运动情况．
(2)防止
线圈中流过变化的电流,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。
减少涡流的途径: a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整
块硅钢铁芯。
二.电磁阻尼
1.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-----电磁阻尼 2.讨论:(1)为什么用铝框做线圈骨架？ (2磁阻 尼和电磁驱动
学习目标
了解涡流的产生原理，了解涡流的防止 和应用
了解电磁驱动和电磁阻尼
一.涡流
1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近 的任何导体中都会产生感应电流-----涡流. 2.金属块中的涡流也要产生热量.
3.应用 (1)利用 a.真空冶炼炉
b.探雷器
c.安检门
2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。
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电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈， 当通上交替变化极快的交流电时，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，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。
应用： 1、真空冶炼炉：
抽真空
电磁炉
二、探雷器
3.安检门
线圈
门框
报警电路 ~ 交流电
(2)减少涡流
D、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不 导电的氧化层
例与练3
铁块会被磁化， 与磁铁相互吸引
铝块不会被磁化， 形成涡流，与磁 铁相互排斥
在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个
条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机玻璃
制成的滑块甲初速度向磁铁滑去。各物块在
碰上磁铁前的运动情况是( BD)
A、都做匀速运动
B、甲做加速运动
C、乙做匀速运动
D、丙做匀速运动
涡流的热效应
电感： “通低频，阻高频”
电流频率越高，自感电动势 越大，产生的涡流越强，冶 炼过程越快。
例与练2
下列哪些措施是为了防止涡流的危害（
）CD
A、电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨
架，把线圈绕在铝框上
C、变压器的铁芯不做成整块，而是用 许多电阻率很大的硅钢片叠合而成
第七节：涡流
一.涡流
1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近 的任何导体中都会产生感应电流-----涡流.
2.金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻 率小，则涡流很强，产生的热量也很多。
3.应用 (1)利用
a.真空冶炼炉，高频焊接
焊
线圈导线
接
处
电源
待焊接元件
生活中的物理：电磁灶的工作原理
2.讨论: (1)为什么用铝框做线圈骨架？
V
三、电磁阻尼
(2)、微安表的表头在运输时为何应该 把两个接线柱连在一起？
三.电磁驱动
1、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。
2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。
线圈中流过变化的电流,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。
减少涡流的途径: a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅 钢铁芯。
二.电磁阻尼
1.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-----电磁阻尼
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
• 电磁阻尼是导体相对于磁场运动; 电磁驱动是磁场相对于导体运动.
• 安培力的作用都是阻碍它们间的 相对运动。
例与练1
如图所示是一种冶炼金属的感应炉示意图，炉内 装着需冶炼的金属，炉外绕着很多匝线圈，当高 频交变电流通过线圈后，炉内的金属就会被熔化 。请你说明感应炉冶炼金属的原理，在电流有效 值相同的情况下，电流频率的高低对冶炼过程有 什么影响？