3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 [学习目标] 1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理.2.理解涡流的产生原 理，了解涡流在生产和生活中的应用.3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生 活中的应用． 一、电磁感应现象中的感生电场 1．感生电场 麦克斯韦认为：磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场叫作感生电场． 2．感生电动势 由感生电场产生的电动势叫感生电动势． 电流的大小、方向发生 变化时，产生的感生电场使电子加速． 二、涡流 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，用图 表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流． 2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快(越大)，导体的横截面积S 越大，导体材料的电阻 率越小，形成的涡流就越大． 三、电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体 (1)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场．( √ ) (2)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用．( √ ) (3)涡流跟其他感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的．( √ ) (4)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热．( × ) (5)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律．( √ ) (6)电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化．(

关于课本中下列图片的解释错误的是（ ） A. 真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化 B. 使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 C. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流 D. 用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的 【答案】B 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化，故A 正确； B．使 B．使用电磁炉加热食物时，陶瓷锅内没有自由电子，不能产生涡流，所以不可以，故B 错误； C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故C 正确； D．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故D 正确。 本题选错误项，故选B。 5. 严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾。我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关，关于热 学中的分子，下列说法中正确的是（

一切电流都可以用变压器改变它的电压 B. 为使电子感应加速器真空中产生顺时针方向的感生电场，电磁铁线圈中的电流应该由强到弱 C. 真空冶炼炉是利用锅体涡流产生的热量使炉内的金属熔化 D. 探雷器是利用用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流， 使仪器报警 10. 某同学设计了一个测量水流速度的装置，示意图如图所示。电阻可忽略的金属丝一端悬挂小球 ，另 一端固定在

B. 炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的 C. 利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热 D. 电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流 【4 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】A．提高励磁线圈中电流变化的频率，可以提高产生交变磁场变化的频率，从而提高穿过炊具底 面磁通量的变化率，进而增大涡流，提高电磁炉的加热效果，故A 正确； B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的交变电流的磁场产生的，故B B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的交变电流的磁场产生的，故B 错误； C．陶瓷是绝缘体，无法形成涡流，所以利用陶瓷材料制成的炊具无法在电磁炉上正常加热，故C 错误； D．电磁炉工作时，炊具底面将产生强大的涡流，故D 错误。 故选A 。 5. 如图所示，电感线圈的直流电阻和电池内阻均可忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键K 原来闭合， 电路中电流为 ，今将电键断开，于是线圈中有自感电动势产生，此时自感电动势（ ） A

B. 炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的 C. 利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热 D. 电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流 【4 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】A．提高励磁线圈中电流变化的频率，可以提高产生交变磁场变化的频率，从而提高穿过炊具底 面磁通量的变化率，进而增大涡流，提高电磁炉的加热效果，故A 正确； B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的交变电流的磁场产生的，故B B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的交变电流的磁场产生的，故B 错误； C．陶瓷是绝缘体，无法形成涡流，所以利用陶瓷材料制成的炊具无法在电磁炉上正常加热，故C 错误； D．电磁炉工作时，炊具底面将产生强大的涡流，故D 错误。 故选A 。 5. 如图所示，电感线圈的直流电阻和电池内阻均可忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键K 原来闭合， 电路中电流为 ，今将电键断开，于是线圈中有自感电动势产生，此时自感电动势（ ） A

..................................................................................- 35 - 第3 节 自感现象与涡流............................................................................................- 40 - 章末复习总结 时，应为该时刻的磁通量的变化率。 (2)求某一段时间或某一过程的电动势要用E＝n，其中Δt 为对应的这段时间。 (3)感应电动势的平均值不一定是最大值与最小值的平均值，需根据法拉第电磁感应定 律求解。 第3 节 自感现象与涡流 一、自感现象 1．实验探究：通电自感和断电自感 操作 电路 现象 自感电动势的作 用 通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡 1 立刻亮起来，灯泡 2 逐渐 5．自感电动势大小：E＝L，其中L 为线圈的自感系数，简称自感或电感。 三、涡流及其应用 1．概念：由于磁通量变化，在大块金属中形成的像旋涡一样的感应电流。 2．特点：金属块的电阻较小，涡流往往较大。 3．应用与防止 (1)涡流热效应的应用：如电磁炉。 (2)涡流的防止：电动机、变压器等设备中为防止铁芯中因涡流损失能量，常用增大铁 芯材料的电阻率和用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯。 自感现象的分析

.................................................................................- 35 - 第3 节 自感现象与涡流..............................................................................................- 41 - (2)求某一段时间或某一过程的电动势要用E＝nΔΦ Δt ，其中Δt 为对应的这段时间。 (3)感应电动势的平均值不一定是最大值与最小值的平均值， 需根据法拉第电磁感应定律 求解。 第3 节 自感现象与涡流 一、自感现象 1．实验探究：通电自感和断电自感 操作 电路 现象 自感电动势的作 用 通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡1 立 刻亮起来，灯泡2 逐渐亮起 来 阻碍灯泡2 电流的 5．自感电动势大小：E＝LΔI Δt ，其中L 为线圈的自感系数，简称自感或电感。 三、涡流及其应用 1．概念：由于磁通量变化，在大块金属中形成的像旋涡一样的感应电流。 2．特点：金属块的电阻较小，涡流往往较大。 3．应用与防止 (1)涡流热效应的应用：如电磁炉。 (2)涡流的防止：电动机、变压器等设备中为防止铁芯中因涡流损失能量，常用增大铁芯 材料的电阻率和用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯。 自感现象的分析

C．磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的 D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的 2．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ） A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作 B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流 C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 3．雷雨天建筑物顶端一避雷针

C．磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的 D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的 2．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ） A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作 B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流 C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 3．雷雨天建筑物顶端一避雷针

C．磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的 D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的 2．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ） A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作 B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流 C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 3．雷雨天建筑物顶端一避雷针