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．
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，就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流．
2．金属块中的涡流会产生热量，利用涡流产生的热量可以冶炼金属．
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．
判断下列说法的正误．
(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．(√)
(7)电磁驱动中有感应电流产生，电磁阻尼中没有感应电流产生．(×)
一、电磁感应现象中的感生电场
导学探究
如图所示，B增强时，就会在空间激发一个感生电场E.如果E处空间存在闭合导体，导体中
的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向移动，产生感应电流．
(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？
(2)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？
答案(1)感应电流的方向与正电荷定向移动的方向相同．感生电场的方向与正电荷受力的方
向相同，因此，感生电场的方向与感应电流的方向相同，感生电场的方向可以用楞次定律来
判定．
(2)感生电场对自由电荷的作用．
知识深化
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应
ΔΦ
定律E＝n计算．
Δt
例1(多选)某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上
会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场方向的关系，下列描述正确的是()
A．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向
B．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向
C．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向
D．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向
答案AD
解析感生电场中磁场的方向用楞次定律来判定，原磁场向上且磁感应强度在增大，在周围
有闭合导线的情况下，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向
下，再由右手螺旋定则知感应电流的方向即感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向；同
理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向，
所以A、D正确．
针对训练1如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环口径的
带正电的小球，正以速率v沿逆时针方向匀速转动．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁
0
感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，若运动过程中小球的带电荷量不变，那么()
A．磁场力对小球一直做正功
B．小球受到的磁场力不断增大
C．小球先沿逆