當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí),在線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流在導(dǎo)體中形成閉合回路,就像水中的漩渦一樣。這稱為渦流,簡(jiǎn)稱渦流。
特征
整塊金屬的電阻很小,渦流往往很大。
生產(chǎn)機(jī)制
對(duì)于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體來說,只要磁場(chǎng)發(fā)生變化,導(dǎo)體中的磁通量就會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)在導(dǎo)體內(nèi)部形成一個(gè)回路。
導(dǎo)體中存在感應(yīng)電流。由于這種水流就像水中的漩渦,所以稱為渦流。在一大塊金屬內(nèi)部,由于金屬片的電阻很小,所以渦流很大,會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。嚴(yán)格來說高中物理電場(chǎng)磁場(chǎng),在變化的磁場(chǎng)中,所有導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生渦流,但渦流的大小不同,因此一些微弱的渦流被我們忽略。
熱效應(yīng)
磁效應(yīng)
減少渦流的方法
① 提高芯材的電阻率。常用的材料是硅鋼。
② 將整個(gè)硅鋼片鐵芯更換為相互絕緣的硅鋼片鐵芯。
電磁阻尼
當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力,安培力始終阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。
電磁阻尼是指當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流施加在導(dǎo)體上的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。利用安培力來阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就是電磁阻尼。
磁電儀的指針由于采用了電磁阻尼,可以快速停止。 “磁懸浮列車?yán)脺u流減速”實(shí)際上是一種電磁阻尼。
電磁驅(qū)動(dòng)
磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體旋轉(zhuǎn),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,從而導(dǎo)致導(dǎo)體移動(dòng)。這種效應(yīng)稱為電磁驅(qū)動(dòng)。
電磁驅(qū)動(dòng)是當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí),安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,使導(dǎo)體隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)磁場(chǎng)按一定方式運(yùn)動(dòng)(例如磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn))時(shí),導(dǎo)體中的安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)貝語網(wǎng)校,使導(dǎo)體隨磁力運(yùn)動(dòng)(跟隨旋轉(zhuǎn))。場(chǎng)地。這就是電磁驅(qū)動(dòng)。
練習(xí)練習(xí)
1、著名物理學(xué)家弗曼曾經(jīng)設(shè)計(jì)過一個(gè)實(shí)驗(yàn),如圖所示。線圈安裝在絕緣板的中間并連接到電源。板周圍有許多帶負(fù)電的球,支撐著整個(gè)裝置。忽略各處的摩擦力,接通電源后,下列有關(guān)磁盤的說法中,正確的是()
A. 圓盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)
B. 圓盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)
C. 光盤不旋轉(zhuǎn)
D.無法判斷磁盤是否會(huì)移動(dòng)
2、如圖所示,用絕緣細(xì)線將一個(gè)封閉的金屬環(huán)掛在O點(diǎn)。將環(huán)拉離平衡位置并釋放。圓環(huán)擺動(dòng)時(shí)高中物理電場(chǎng)磁場(chǎng),會(huì)經(jīng)過一個(gè)有界的水平均勻磁場(chǎng)區(qū)域。 A和B是磁場(chǎng)的垂直邊界。若不考慮空氣阻力,則 ()
A、圓環(huán)向右穿過磁場(chǎng)后,仍能擺動(dòng)到原來的高度。
B、進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí),環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流
C、圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后,越接近平衡位置,速度越大,感應(yīng)電流也越大。
D.環(huán)最終將停留在平衡位置
練習(xí)分析
1.A
瞬間增強(qiáng)的磁場(chǎng)會(huì)在其周圍產(chǎn)生順時(shí)針方向的渦旋電場(chǎng)。負(fù)電荷受到逆時(shí)針電場(chǎng)力的作用,驅(qū)動(dòng)圓盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。負(fù)電荷的這種定向運(yùn)動(dòng)形成順時(shí)針環(huán)形電流,因此選項(xiàng) A 是正確的。
2.B
當(dāng)圓環(huán)從位置1開始下落并進(jìn)入和擺動(dòng)出磁場(chǎng)(即位置2和位置3)時(shí),由于磁通量的變化,在圓環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流并消耗機(jī)械能。選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)榻饘侪h(huán)本身有內(nèi)阻,所以必然會(huì)產(chǎn)生熱量(即有能量損失)。因此,環(huán)將不再移動(dòng)到位置 4。選項(xiàng) A 不正確。當(dāng)圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),通過圓環(huán)的磁通量不再變化,也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此線圈在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)來回?cái)[動(dòng),選項(xiàng)CD是錯(cuò)誤的。
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