【电磁感应】32.涡流与电阻阻尼（基础课）

1.电磁阻尼

导体磁通量变化才会有感应电流，有感应电流才有安培力，导体和产生磁场B原的磁体都会受到安培力，它们都会被阻碍运动。如图，当条形磁铁靠近铁环（向右），铁环是导体，磁铁是磁体，铁环磁通量会变化，磁体会受到阻碍的力（向左），铁环会受到向右的力，这是一对相互作用力。增斥减引。

2.电磁阻尼经典例子

电流表的指针：改变电流，指针会晃动一会儿最终稳定在新的值——希望晃动的过程变短，就用电磁阻尼。在电流表指针下面连上一个铝框，指针左右转动的时候，铝框也左右转动，两边有磁场，磁通量变化，铝框受到阻碍它跟磁场相对运动的力。比如指针向左转的时候就受到向右的阻力，反之也一样。指针晃动的时候始终受到阻力，快速稳定。

铜管竖着放，磁铁从上方从静止开始下落，当磁铁穿过铜管的时候，下落速度很慢——可以吧铜管当成很多小铜环组合而成的，磁铁穿过中间某个铜环的时候，上面铜环的磁通量减小，就产生阻碍相对运动的力（向上），磁铁下方的铜环，磁通量增加，产生阻碍相对运动的力（向上）。

3.能量转化

发生电磁阻尼，要产生感应电流。导体上有电阻，还有感应电流，导体上一定会产生焦耳热（热量）。根据能量守恒定律，能量不能平白无故的产生，总能量守恒，一定会消耗另外一种能量为代价——物体/磁体的机械能。

电流表指针越转越慢，动能/机械能减小，机械能转化成焦耳热。磁铁在铜管下落的时候，安培力向上，对磁铁做负功（判断机械能守恒：有没有除了重力和系统内弹力之外的其他力做功。其他力做正功，机械能增加，做负功，机械能减小，这些情况机械能不守恒），机械能减小，变成铜管上的焦耳热。

例题

自由落体运动：初速度为0，运动过程中只受重力。

楞次定律：例如线框进磁场，增斥减引，看ABCD哪个可以解释这个线框受到向左的力。如图，线框靠近磁场，受到向左的力，产生感应电流和焦耳热，消耗了线框的机械能——安培力对线框做负功才能把机械能转换成焦耳热，因此只有向左的安培力才能做负功——能量守恒定律。

跟让电流表指针快速稳定一样，指针往任何方向偏都有阻力。A选项，铜板往上走的时候磁通量变小，往左磁通量也减小，往右磁通量增加，往下磁通量增加。磁通量都变化，会有阻力。

4.涡流

长方体是导体，绕很多圈导线，通交流电（交流电表示电流的方向不停的在变，产生的磁场是变化的磁场，因此在中间导体产生涡旋电场）导体里面有大量可以移动的电子，在涡旋电场的作用下导体里面形成大量的电流——涡流现象。无论有没有导体都会形成涡旋电场，电场不需要介质，但要形成闭合的电流，中间必须放导体，否则只有电场没有电流。导体有电阻，大量的电流在导体内部流动的时候，导体产生大量焦耳热。

5.涡流的利用

电磁炉的诱导加热线圈接的是交流电，线圈的周围有变化的磁场（磁力线），产生涡旋电场。锅底是金属的，在电场作用下，产生大量涡电流、，涡电流产生大量的焦耳热，即可把水加热。

改善冶炼金属纯度问题：在炉子缠上电线，同上高频交流电源，中间放矿石，金属矿是导体，产生涡流效应，中间产生大量的焦耳热，很快金属矿石就溶解了，这个过程不需要空气——温度提升快，纯度高。

指针带着铝框转动的时候，铝框处于变化的磁场当中，产生涡电流，产生安培力——阻力，使得指针快速稳定。

6.涡流的防止

如左图，被缠着的是铁芯，右边缠着导线通交流电的时候，铁芯上产生涡流——对于变压器来说不需要涡电流，其产生的热量造成能源的浪费，这个时候要减小涡流。如果是一整根铁芯，内部的电子可以产生一个个的涡电流——涡流强，但换成相互绝缘的硅钢片堆叠，自由电子只能在每层上产生涡流，涡流弱了很多。

例题

磁生电——法拉第

A选项，线圈上通交流电，产生变化的磁场，如果地底下有金属，在变化磁场的作用下，金属产生涡流，涡电流也会产生磁场，这个磁场反过来影响线圈的电流。B选项是防止涡流。

C选项，电场和磁场的传播不需要介质。D选项，电磁炉不是靠导热，靠的是涡流，这两个碗不是绝缘体，产生不了涡流。

发射线圈加的是交流电，产生变化的磁场，在接受线圈的地方产生涡旋电场——接受线圈的导体，在涡旋磁场作用下，接收线圈产生电流，达到充电目的。

总结

（完）