涡流、电磁阻尼与驱动
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涡流,电磁阻尼和电磁驱动
注意：涡流的本质是电磁感应现象，与一般导 体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路， 它同样遵守电磁感应定律．
5.应用与预防
A）应用：（1）涡流的热效应：高频真空冶炼炉 （2）涡流的磁效应：探雷器，安检门
B）预防方法： （1）增大铁心材料的电阻率 （2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来 代替整块硅钢铁芯
【答案】 B 【点评】 产生涡流的条件 是：金属球的磁通量变化．
2）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（ BD） 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
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻大
3．可以产生涡流的两种情况
(1)把块状金属放在变化的磁场中．
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动．
4．能量转化：
伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能，最终 在金属块中转化为内能．如果金属块放在变化的磁 场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如 果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由 于克服安培力做功．金属块的机械能转化为电能， 最终转化为内能．
二、电磁阻尼 1）定义：当导体在磁场中运动时，如导体中出现涡流， 即感应电流，感应电流会受到安培力作用，安培力的作用 总是_阻__碍___导体的运动，这种现象叫做 电磁阻尼．
V0
三、电磁驱动 1）定义：如果磁场相对于导体运动，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，这种作用就是 电磁驱动．
5.应用与预防
A）应用：（1）涡流的热效应：高频真空冶炼炉 （2）涡流的磁效应：探雷器，安检门
B）预防方法： （1）增大铁心材料的电阻率 （2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来 代替整块硅钢铁芯
【答案】 B 【点评】 产生涡流的条件 是：金属球的磁通量变化．
2）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（ BD） 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
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻大
3．可以产生涡流的两种情况
(1)把块状金属放在变化的磁场中．
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动．
4．能量转化：
伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能，最终 在金属块中转化为内能．如果金属块放在变化的磁 场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如 果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由 于克服安培力做功．金属块的机械能转化为电能， 最终转化为内能．
二、电磁阻尼 1）定义：当导体在磁场中运动时，如导体中出现涡流， 即感应电流，感应电流会受到安培力作用，安培力的作用 总是_阻__碍___导体的运动，这种现象叫做 电磁阻尼．
V0
三、电磁驱动 1）定义：如果磁场相对于导体运动，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，这种作用就是 电磁驱动．
涡流、电磁阻尼与驱动
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 D.变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层
【试题】如图所示，一金属球用绝缘细线悬挂于O点，将金属球拉离平衡位 置并释放，金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁 场的竖直边界．若不计空气阻力，则( ) A．金属球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度 B．在进入和离开磁场时，金属球中均有感应电流 C．金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D．金属球最终将静止在平衡位置
场中，则（
）
A.若是匀强磁场，环上升的高度小于h
B.若是匀强磁场，环上升的高度等于h
C.若是非匀强磁场，环上升的高度等于h
D.若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
【试题】(多选)如图4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
件中就会产生感应电流，感应电流通过焊缝产生
很多热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而
B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
【试题】光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的 方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物面上y＝b(b>a)处以速 度v沿抛物面下滑，假设抛物面足够长，小金属块沿抛物面下滑后产生的 焦耳热总量是( )
A．mgb C． mg(b－a)
1 2 B. mv 2 1 2 D． mg(b－a)＋ mv 2
【试题】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、乙、丙，使它们
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》 知识清单
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》知识清单一、涡流1、定义当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，在附近的导体中会产生感应电流。
这种电流在导体中自成闭合回路，很像水的漩涡，所以把它叫做涡流。
2、产生条件导体在变化的磁场中，或者导体在磁场中运动。
3、特点涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律。
涡流具有热效应、磁效应和机械效应。
4、热效应由于涡流在导体中会产生电阻，从而使导体发热。
例如，变压器、电动机等设备中的铁芯在工作时会产生涡流，导致能量损耗和温度升高。
为了减小涡流带来的热损耗，通常采用电阻率较大的硅钢片叠成铁芯，并且硅钢片之间涂有绝缘漆，以增大电阻，减小涡流。
5、磁效应涡流会产生磁场，这个磁场会对原磁场产生影响。
例如，在电磁阻尼和电磁驱动现象中，涡流产生的磁场就起到了重要的作用。
6、机械效应在一些特殊的装置中，涡流可以产生机械力，实现特定的功能。
比如，利用涡流制成的电磁阻尼器可以用于减缓机械运动的速度。
二、电磁阻尼1、定义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。
2、实例（1）灵敏电流计在灵敏电流计中，线圈在磁场中转动时会产生涡流，涡流受到的安培力阻碍线圈的转动，使线圈能够迅速稳定下来，从而准确地测量电流。
（2）磁电式仪表磁电式仪表的线圈在磁场中转动时，也会产生电磁阻尼，使指针能够迅速稳定地指示测量值。
（3）荡秋千如果秋千的摆杆是金属制成的，并且处于磁场中，那么在摆动过程中就会产生涡流，从而受到电磁阻尼，使秋千很快停下。
3、应用电磁阻尼在很多领域都有应用，比如电气机车和磁悬浮列车中的制动装置，就是利用电磁阻尼来实现快速制动的。
三、电磁驱动1、定义如果磁场相对于导体运动，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，这种作用称为电磁驱动。
2、实例（1）交流感应电动机交流感应电动机的工作原理就是电磁驱动。
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涡流：随着能源转换和传输需求的增加，涡流效应在电气设备中的应用将更加广泛，同时涡流技术也将在节能减排、环保等领域发挥重要作用。
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感谢您的观看
涡流在磁场中受到的力与金属或导电材料的运动方向相反，从而产生阻碍运动的力，即电磁阻尼力。
电磁阻尼力的大小与磁场强度、金属或导电材料的性质、运动速度等因素有关。
当金属或导电材料在磁场中运动时，会产生感应电流，即涡流。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼在许多领域都有应用，如机械工程、航空航天、交通运输等。
在航空航天领域，电磁阻尼技术可以用于控制飞行器的振动和噪声，提高飞行器的性能和安全性。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
CATALOGUE
目录
涡流 电磁阻尼 电磁驱动 涡流、电磁阻尼和电磁驱动的比较
01
涡流
当导体在磁场中发生相对运动时，导体内部产生的感应电流。
涡流
涡流具有旋涡状的物理形态，其大小和方向随时间变化。
特点
涡流的定义
涡流的产生
产生条件
导体在磁场中作切割磁感线运动或导体中的磁通量发生变化。
利用涡流加热金属工件，可实现快速、均匀加热，提高生产效率和产品质量。
03
02
01
涡流的应用
02
电磁阻尼
电磁阻尼的定义
电磁阻尼是指利用磁场对金属或导电材料产生的作用力来减缓或阻止其运动的一种技术。
电磁阻尼器是一种利用电磁原理工作的阻尼器，它能够通过磁场对金属或导电材料的作用力来吸收或转化振动能量，从而达到减振降噪的目的。
电磁驱动具有结构简单、响应速度快、控制精度高等优点，因此在自动化、机器人、精密仪器等领域得到了广泛应用。
电磁驱动的定义
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涡流在磁场中受到的力与金属或导电材料的运动方向相反，从而产生阻碍运动的力，即电磁阻尼力。
电磁阻尼力的大小与磁场强度、金属或导电材料的性质、运动速度等因素有关。
当金属或导电材料在磁场中运动时，会产生感应电流，即涡流。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼在许多领域都有应用，如机械工程、航空航天、交通运输等。
在航空航天领域，电磁阻尼技术可以用于控制飞行器的振动和噪声，提高飞行器的性能和安全性。
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目录
涡流 电磁阻尼 电磁驱动 涡流、电磁阻尼和电磁驱动的比较
01
涡流
当导体在磁场中发生相对运动时，导体内部产生的感应电流。
涡流
涡流具有旋涡状的物理形态，其大小和方向随时间变化。
特点
涡流的定义
涡流的产生
产生条件
导体在磁场中作切割磁感线运动或导体中的磁通量发生变化。
利用涡流加热金属工件，可实现快速、均匀加热，提高生产效率和产品质量。
03
02
01
涡流的应用
02
电磁阻尼
电磁阻尼的定义
电磁阻尼是指利用磁场对金属或导电材料产生的作用力来减缓或阻止其运动的一种技术。
电磁阻尼器是一种利用电磁原理工作的阻尼器，它能够通过磁场对金属或导电材料的作用力来吸收或转化振动能量，从而达到减振降噪的目的。
电磁驱动具有结构简单、响应速度快、控制精度高等优点，因此在自动化、机器人、精密仪器等领域得到了广泛应用。
电磁驱动的定义
涡流、电磁阻尼、电磁驱动
电磁阻尼的应用
磁悬浮列车：利用电磁阻尼原理实现列车与轨道之间的无接触悬浮和导向。
电梯：利用电磁阻尼系统实现电梯的平稳启动和停止提高乘坐舒适性。
电机：在电机设计中电磁阻尼技术可以用来抑制转子的振动提高电机的稳定性和可靠 性。 磁力矩器：利用电磁阻尼原理实现精确控制和调节力矩广泛应用于各种机械和电气设 备中。
电磁阻尼的原理
电磁阻尼是利 用磁场对电流 的阻力作用来 减缓物体的运
动速度。
ห้องสมุดไป่ตู้
当导体在磁场 中运动时导体 中的电流会产 生磁场这个磁 场与原磁场相 互作用产生一 个阻力使导体
减速。
电磁阻尼的大 小取决于导体 的运动速度、 导体的材料、 导体的长度和 磁场的强度等
因素。
电磁阻尼在日 常生活中的应 用非常广泛如 磁悬浮列车、 电动自行车等。
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涡流的大小与磁场强度、导体运动 速度和导体的形状有关
涡流的应用包括电磁炉、电磁吸盘、 磁力悬浮等
涡流的产生原理
变化的磁场在 导体中产生感
应电流
导体中的感应 电流形成闭合
回路
感应电流与原 磁场相互作用 产生涡旋状的
电动势
涡旋状的电动 势在导体中产
生涡流
涡流的应用
涡流检测：利用涡流检测技术对金属材料进行无损检测 涡流热成像：通过涡流检测设备的热成像功能对材料进行温度检测和热流分析 涡流清洗：利用涡流产生的振动和冲击力清洗管道、容器等设备 涡流发生器：在船舶、飞机等交通工具中利用涡流发生器产生涡流提高推进效率
应用场景的比较
涡流：在电机、 变压器、发电机 等电气设备中涡 流的应用场景主 要涉及能量的转
换和传输。
电磁阻尼：在各 种电磁感应装置 中如磁悬浮列车、 电磁炉等电磁阻 尼的应用场景主 要涉及能量的吸
高中物理人教版选修32课件第四章第7节涡流电磁阻尼和电磁驱动
3．涡流的防止 电动机、变压器的线圈中有变化的电流，因而在铁芯中产 生了涡流，不仅浪费了能量，还可能损坏电器，因此，要想办 法减小涡流。为了达到减小涡流的目的，采用了电阻率大的硅 钢做铁芯的材料，并把硅钢做成彼此绝缘的薄片，这样，就大 大减小了涡流。
4．涡流的利用 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，炉内的金属中就产生涡流。涡流产生的热量 使金属达到很高的温度并熔化。利用涡流冶炼金属的优点是整 个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金 属，可以冶炼高质量的合金。
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
[解析] 交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温 越快，故 A 项对；工件上各处电流相同，电阻大处产生的热 量多，故 D 项对。
[答案] AD
[典例 2] 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物
线，如图所示，抛物线的方程为 y＝x2，其下半部处
动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( ) A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁大 C．线圈转动时将产生感应电流 D．线圈转动时感应电流的方向始终是 abcda
解析：当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋 转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故 C 对；当线圈相对磁 铁转过 90°时，其感应电流方向不再是 abcda，D 错；由楞次定 律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度 一定小于磁铁转动的角速度。如果两者的角速度相同，磁感线 与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产 生，故 A、B 错。 答案：C
A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方 向改变 2 次
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课件
防止 (1)途径一:增大铁芯材料的⑦ 电阻率 (2)途径二:用相互绝缘的⑧ 硅钢片 叠成的铁芯代替整个硅钢铁
芯
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⑨ 阻碍 (选填“促进”或“阻碍”)导体的
运动,这种现象称为电磁阻尼。
(2)应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速⑩ 停下来 ,
(2)阅读教材中“演示”的相关内容,回答下面问题。 如图所示,一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间,蹄形磁铁
和闭合线圈都可以绕 OO'轴转动。当转动蹄形磁铁时,观察线圈的运
动。怎样解释线圈的运动?
解答:当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化。例如, 线圈处于图中所示的初始状态时,穿过线圈的磁通量为零,蹄形磁铁 一转动,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。
主题 2:电磁阻尼、电磁驱动(重点探究) (1)阅读教材中的“思考与讨论”,回答下列问题。
①如图甲所示,一个单匝线圈落入磁场中,分析它在图示位置时
感应电流的方向和所受安培力方向。安培力对线圈的运动有什么影 响?
②磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,如
图乙所示。假定仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流沿什么 方向?由于铝框转动时其中有感应电流,铝框要受到安培力,安培力 沿什么方向?安培力对铝框的转动产生什么影响?使用铝框做线圈骨 架有什么好处?
解答:①单匝线圈落入磁场中图示位置时感应电流方向为逆时
针,由左手定则可判定安培力方向向上,安培力阻碍线圈的下落。
②仪表工作时指针向右偏转,铝框中的感应电流方向(从上往下
芯
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⑨ 阻碍 (选填“促进”或“阻碍”)导体的
运动,这种现象称为电磁阻尼。
(2)应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速⑩ 停下来 ,
(2)阅读教材中“演示”的相关内容,回答下面问题。 如图所示,一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间,蹄形磁铁
和闭合线圈都可以绕 OO'轴转动。当转动蹄形磁铁时,观察线圈的运
动。怎样解释线圈的运动?
解答:当蹄形磁铁转动时,穿过线圈的磁通量就发生变化。例如, 线圈处于图中所示的初始状态时,穿过线圈的磁通量为零,蹄形磁铁 一转动,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。
主题 2:电磁阻尼、电磁驱动(重点探究) (1)阅读教材中的“思考与讨论”,回答下列问题。
①如图甲所示,一个单匝线圈落入磁场中,分析它在图示位置时
感应电流的方向和所受安培力方向。安培力对线圈的运动有什么影 响?
②磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,如
图乙所示。假定仪表工作时指针向右转动,铝框中的感应电流沿什么 方向?由于铝框转动时其中有感应电流,铝框要受到安培力,安培力 沿什么方向?安培力对铝框的转动产生什么影响?使用铝框做线圈骨 架有什么好处?
解答:①单匝线圈落入磁场中图示位置时感应电流方向为逆时
针,由左手定则可判定安培力方向向上,安培力阻碍线圈的下落。
②仪表工作时指针向右偏转,铝框中的感应电流方向(从上往下
高中物理选修3-2人教版4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
2．关于电磁驱动，下列说法正确的是 () A．磁场相对于导体转动时，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，这种作 用称为电磁驱动
B．在电磁驱动的过程中，通过安培力做 功使电能转化为导体的机械能
解析 根据电磁驱动的定义可知，选项A、 B、D正确；在电磁驱动中，主动部分与被 动部分的运动(或转动)方向相同，且被动 部分的速度(或角速度)较小，选项C错误。 答案 ABD
(2)应用：磁电式外表中利用电磁阻尼使指 针迅速停止，安便培力于读数。 2．电磁驱动
[要 点 精 讲] 要点1 电磁阻尼的产生原理和应用 (1)产生：闭合回路的部分导体在做切割磁 感线运动产生感应电流时，导体在磁场中 就要受到安培力的作用，根据楞次定律， 安培力总是阻碍导体的运动，于是产生电
(2)应用举例：使用磁电式电表进行测量时， 总希望指针摆到所示值的位置时便迅速地 稳定下来，以便读数。由于指针转轴的摩 擦力矩很小，若不采取其他措施，线圈及 指针将会在所示值附近来回摆动，不易稳 定下来。为此，许多电表把线圈绕在闭合
第4章 电磁感应
第7节 涡流、电磁阻尼和 电磁驱动
知识点一 涡流
1．定义：用整块金属材料作铁芯绕制的
变化
磁场
线铁圈芯，当线圈中通有 感应电流
的电流时，变化的电流会产生变化
的 ，变化的磁场穿过 ，整个铁芯
真空冶炼炉
会自成回路，产生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，这种电流看
探雷器
起来像水的旋涡，把这种电流叫做涡电流，
3．防止：电动机、变压器等设备中应防
课堂自测 1．下列关于涡流的说法正确的是( ) A．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 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于 感应电流的特殊电流
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.
【试题】(多选)如图4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 件中就会产生感应电流，感应电流通过焊缝产生 很多热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而 工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）
A.电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B.电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
.
请你比较：
电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系： (1)电磁阻尼：当导体在 磁场中 运动时，导体中产生的感应电流会使导体受 到安培力，安培力总是 阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼. (2)电磁驱动：若磁场相对导体转动，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，这种作用常常称为电磁驱 动. (3)电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向 相反 ， 阻碍 导体运动；电磁驱 动中导体受安培力的方向与导体运动方向 相同， 推动导体运动. (4)电磁阻尼中克服 安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化
(2)线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动速度与磁铁的转动速度什 么关系？
线圈内产生感应电流受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来.线圈的 转速小于磁铁的转速.
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【试题】(多选)如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可 绕竖直轴OO′转动.从上向下看，当磁铁逆时针转动 时，则 A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小 C.线圈转动时将产生大小、方向周期性变化的电流 D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
.
二、电磁阻尼 1.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——电磁阻尼。 2.应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等. (1)为什么用铝框做线圈骨架？
.
二、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？
构成闭合回路，防止指针摆动。 .
.
涡流（小结）
1.涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产 生 感应电流 ，电流在导体中组成闭合回路，很像 水中的旋涡 ，所以把
它叫做涡电流，简称涡流.
2.涡流大小的决定因素：磁场变化越 快
(
ΔB Δt
越大
)，导体的截面积S
越 大 ，导体材料的电阻率越 小 ，形成的涡流就越大.
.
【试题】(多选) 如图所示，闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下，又沿 曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图中磁 场中，则（ ） A.若是匀强磁场，环上升的高度小于h B.若是匀强磁场，环上升的高度等于h C.若是非匀强磁场，环上升的高度等于h D.若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
.
杨伟勤
学习目标 1.知道涡流的产生原因及涡流的防止和应用. 2.知道电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用.
.
一、涡流
当磁场变化时，在磁场周围会产生感生电场，使导体中的自 由电子定向移动产生感应电流，闭合的曲线像旋涡一样，我们把 它叫涡电流——涡流。
B
金
属
E
片
.
一、涡流 1.涡流：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.
.
【试题】(多选) 如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用 不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球，同时 从A、B管上端距管口等高处无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小球 先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是（ ） A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
3.应用： 真空冶炼炉 、 探雷器 、安检门等.
4.防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢
做材料，而且用 相互绝缘的硅钢片 叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.
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涡流的理解、利用和防止
1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中. (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动. 2.产生涡流时的能量转化 (1)金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终转化为内能. (2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，由于克服安培力做功，金属 块的机械能转化为电能，最终转化为内能.
金属探测仪
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探雷器
一、涡流
安检门 线圈
门框
金属块
报警电路
~ 交流电
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一、涡流 3.危害：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。 4. 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。
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一、涡流 ②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
电磁阻尼的理解
1.闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时，导体在磁 场中就要受到磁场力的作用，根据楞次定律，磁场力总是阻碍导体的运 动，于是产生电磁阻尼. 2.电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象，任何在磁场中运动的导体，只 要给感应电流提供回路，就会存在电磁阻尼作用.
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三、电磁驱动 1.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。线圈 转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 2.应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
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【试题】弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁.将磁铁托起到某一高度后放开， 磁铁能上下振动较长时间才停下来.如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈， 使磁铁上下振动时穿过它(如图2所示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现 象.
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【试题】一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如 图所示，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕轴转动.当蹄形 磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动；磁铁逆时针转动 时线圈也逆时针转动. (1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？ 变化.
（1）涡流是在整块金属内产生的感应电流。 （2）涡流的产生遵守法拉第电磁感应定律。
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一、涡流
2.涡流的热效应：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。
真空冶炼炉
高频焊接
焊
线圈导线
接
处
交流电源
电磁炉
待焊接元件
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一、涡流
3.涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报 警。
【试题】(多选)如图4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 件中就会产生感应电流，感应电流通过焊缝产生 很多热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而 工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）
A.电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B.电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
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请你比较：
电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系： (1)电磁阻尼：当导体在 磁场中 运动时，导体中产生的感应电流会使导体受 到安培力，安培力总是 阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼. (2)电磁驱动：若磁场相对导体转动，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，这种作用常常称为电磁驱 动. (3)电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向 相反 ， 阻碍 导体运动；电磁驱 动中导体受安培力的方向与导体运动方向 相同， 推动导体运动. (4)电磁阻尼中克服 安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化
(2)线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动速度与磁铁的转动速度什 么关系？
线圈内产生感应电流受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来.线圈的 转速小于磁铁的转速.
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【试题】(多选)如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可 绕竖直轴OO′转动.从上向下看，当磁铁逆时针转动 时，则 A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小 C.线圈转动时将产生大小、方向周期性变化的电流 D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
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二、电磁阻尼 1.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——电磁阻尼。 2.应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动、阻尼摆等. (1)为什么用铝框做线圈骨架？
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二、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？
构成闭合回路，防止指针摆动。 .
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涡流（小结）
1.涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产 生 感应电流 ，电流在导体中组成闭合回路，很像 水中的旋涡 ，所以把
它叫做涡电流，简称涡流.
2.涡流大小的决定因素：磁场变化越 快
(
ΔB Δt
越大
)，导体的截面积S
越 大 ，导体材料的电阻率越 小 ，形成的涡流就越大.
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【试题】(多选) 如图所示，闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下，又沿 曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图中磁 场中，则（ ） A.若是匀强磁场，环上升的高度小于h B.若是匀强磁场，环上升的高度等于h C.若是非匀强磁场，环上升的高度等于h D.若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
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杨伟勤
学习目标 1.知道涡流的产生原因及涡流的防止和应用. 2.知道电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用.
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一、涡流
当磁场变化时，在磁场周围会产生感生电场，使导体中的自 由电子定向移动产生感应电流，闭合的曲线像旋涡一样，我们把 它叫涡电流——涡流。
B
金
属
E
片
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一、涡流 1.涡流：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.
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【试题】(多选) 如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用 不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球，同时 从A、B管上端距管口等高处无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小球 先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是（ ） A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
3.应用： 真空冶炼炉 、 探雷器 、安检门等.
4.防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢
做材料，而且用 相互绝缘的硅钢片 叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.
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涡流的理解、利用和防止
1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中. (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动. 2.产生涡流时的能量转化 (1)金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终转化为内能. (2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，由于克服安培力做功，金属 块的机械能转化为电能，最终转化为内能.
金属探测仪
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探雷器
一、涡流
安检门 线圈
门框
金属块
报警电路
~ 交流电
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一、涡流 3.危害：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。 4. 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。
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一、涡流 ②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
电磁阻尼的理解
1.闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时，导体在磁 场中就要受到磁场力的作用，根据楞次定律，磁场力总是阻碍导体的运 动，于是产生电磁阻尼. 2.电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象，任何在磁场中运动的导体，只 要给感应电流提供回路，就会存在电磁阻尼作用.
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三、电磁驱动 1.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。线圈 转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 2.应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
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【试题】弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁.将磁铁托起到某一高度后放开， 磁铁能上下振动较长时间才停下来.如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈， 使磁铁上下振动时穿过它(如图2所示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现 象.
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【试题】一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如 图所示，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕轴转动.当蹄形 磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动；磁铁逆时针转动 时线圈也逆时针转动. (1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？ 变化.
（1）涡流是在整块金属内产生的感应电流。 （2）涡流的产生遵守法拉第电磁感应定律。
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一、涡流
2.涡流的热效应：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。
真空冶炼炉
高频焊接
焊
线圈导线
接
处
交流电源
电磁炉
待焊接元件
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一、涡流
3.涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报 警。