高中物理培优讲义 选修第二册：涡流、电磁阻尼和电磁驱动 中档版.pdfVIP

涡流、电磁阻尼和电磁驱动

知识点：涡流、电磁阻尼和电磁驱动

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．

3．电子感应加速器

电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、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．

ΔB

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

Δt

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．

四、电磁驱动

若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，这种作用常常称为电磁驱动．

技巧点拨

一、电磁感应现象中的感生电场

1．变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关．如果在变化的磁场中放一个

闭合电路，自由电荷在感生电场的作用下发生定向移动．

2．感生电场可用电场线形象描述．感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的，而静电场

的电场线不闭合．

3．感生电场的方向根据楞次定律用右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感

ΔΦ

应定律E＝n计算．

Δt

二、涡流

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．

3．涡流的应用与防止

(1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等．

(2)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．

三、电磁阻尼和电磁驱动

电磁阻尼电磁驱动

成因由导体在磁场中运动形成的由磁场运动而形成的

安培力方向与导体运动方向安培力方向与导体运动方向相同，为动

不效果

相反，为阻力力

同

能量克服安培力做功，其他形式的

点磁场能转化为电能，通过安培力做功，

转化能转化为电能，最终转化为内

电能转化为导体的机械能

能

共同点两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动

例题精练

1．（2021•珠海二模）高频加热是一种利用电磁感应来加热材料的方式，其基本原理如图所

示，给线圈两端ab通电，然后将材料棒放进线圈中，就能在材料内部产生涡流，达到加

热的效果下列说法正确的是（）

A．材料棒一般是金属等导体

B．材料棒是绝缘体也能有很好的加热效果

C．线圈两端接恒定电流

D．材料棒的发热主要是因为线圈通电发热热传导引起

【分析】材料棒通过交流电产生涡流从而有高温加热的效果。

【解答】解：

AB.金属等导体才能够通过电流做功加热，故A正确，B错误；

C.线圈两端如果接恒定电流，材料棒中的磁通量不发生变化，就不会产生感应电流，则

线圈两端接的不是恒定电流。故C错误；

D.材料棒的发热主要是因为材料棒的感应电流做功。故D错误。

故选：A。

【点评】本题考查了涡流现象及其应用，在理解涡流时，要注意涡流的本质是由于电