當線圈中的電流隨時間變化時,在線圈附近的任何導體中都會產(chǎn)生感應電流。電流在導體中形成閉合回路,就像水中的漩渦一樣。這稱為渦流,簡稱渦流。
特征
整塊金屬的電阻很小,渦流往往很大。
生產(chǎn)機制
對于磁場中的導體來說,只要磁場發(fā)生變化,導體中的磁通量就會發(fā)生變化,導體中就會產(chǎn)生感應電動勢。該電動勢在導體內(nèi)部形成一個回路。
導體中存在感應電流。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,會產(chǎn)生大量的熱量。嚴格來說高中物理電場磁場,在變化的磁場中,所有導體都會產(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
磁效應
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 將整個硅鋼片鐵芯更換為相互絕緣的硅鋼片鐵芯。
電磁阻尼
當導體在磁場中運動時,感應電流使導體受到安培力,安培力始終阻礙導體的運動。這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。
電磁阻尼是指當導體相對于磁場運動時,感應電流施加在導體上的安培力總是阻礙它們的相對運動。利用安培力來阻礙導體與磁場之間的相對運動就是電磁阻尼。
磁電儀的指針由于采用了電磁阻尼,可以快速停止。 “磁懸浮列車利用渦流減速”實際上是一種電磁阻尼。
電磁驅(qū)動
磁場相對于導體旋轉(zhuǎn),導體中產(chǎn)生感應電流。感應電流使導體受到安培力的作用,從而導致導體移動。這種效應稱為電磁驅(qū)動。
電磁驅(qū)動是當磁場相對于導體運動時,安培力的方向與運動方向相同,使導體隨磁場運動。
當磁場按一定方式運動(例如磁場旋轉(zhuǎn))時,導體中的安培力阻礙導體與磁場之間的相對運動貝語網(wǎng)校,使導體隨磁力運動(跟隨旋轉(zhuǎn))。場地。這就是電磁驅(qū)動。
練習練習
1、著名物理學家弗曼曾經(jīng)設計過一個實驗,如圖所示。線圈安裝在絕緣板的中間并連接到電源。板周圍有許多帶負電的球,支撐著整個裝置。忽略各處的摩擦力,接通電源后,下列有關磁盤的說法中,正確的是()
A. 圓盤逆時針旋轉(zhuǎn)
B. 圓盤順時針旋轉(zhuǎn)
C. 光盤不旋轉(zhuǎn)
D.無法判斷磁盤是否會移動
2、如圖所示,用絕緣細線將一個封閉的金屬環(huán)掛在O點。將環(huán)拉離平衡位置并釋放。圓環(huán)擺動時高中物理電場磁場,會經(jīng)過一個有界的水平均勻磁場區(qū)域。 A和B是磁場的垂直邊界。若不考慮空氣阻力,則 ()
A、圓環(huán)向右穿過磁場后,仍能擺動到原來的高度。
B、進入和離開磁場時,環(huán)內(nèi)有感應電流
C、圓環(huán)進入磁場后,越接近平衡位置,速度越大,感應電流也越大。
D.環(huán)最終將停留在平衡位置
練習分析
1.A
瞬間增強的磁場會在其周圍產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場。負電荷受到逆時針電場力的作用,驅(qū)動圓盤逆時針旋轉(zhuǎn)。負電荷的這種定向運動形成順時針環(huán)形電流,因此選項 A 是正確的。
2.B
當圓環(huán)從位置1開始下落并進入和擺動出磁場(即位置2和位置3)時,由于磁通量的變化,在圓環(huán)上產(chǎn)生感應電流并消耗機械能。選項A錯誤,B正確;因為金屬環(huán)本身有內(nèi)阻,所以必然會產(chǎn)生熱量(即有能量損失)。因此,環(huán)將不再移動到位置 4。選項 A 不正確。當圓環(huán)進入磁場時,通過圓環(huán)的磁通量不再變化,也不會產(chǎn)生感應電流。因此線圈在磁場區(qū)域內(nèi)來回擺動,選項CD是錯誤的。
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