3．渦流　電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解感生電場(chǎng)及其作用，知道感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因。2．了解渦流現(xiàn)象和渦流在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3．理解電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)，了解它們?cè)趯?shí)際生活中的應(yīng)用。
1．感生電場(chǎng)磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種______，這種電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同，它不是由______產(chǎn)生的，我們把它叫作感生電場(chǎng)。2．感生電動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由__________產(chǎn)生的，它也叫感生電動(dòng)勢(shì)。3．感生電場(chǎng)的方向磁場(chǎng)變化時(shí)，垂直磁場(chǎng)的閉合環(huán)形回路(可假定存在)中__________的方向就表示感生電場(chǎng)的方向。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)
1．定義在變化的磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的__________，就像水中的漩渦，所以把它叫做渦電流，簡(jiǎn)稱渦流。2．渦流的特點(diǎn)若金屬的電阻率小，渦流往往______，產(chǎn)生的熱量______。3．渦流的應(yīng)用(1)渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用：如____________、________。(2)渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用：如________、________。
4．渦流的防止電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止鐵芯中渦流過(guò)大而導(dǎo)致浪費(fèi)能量，損壞電器。(1)途徑一：增大鐵芯材料的________。(2)途徑二：用相互絕緣的________疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯。
1．概念當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，______電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是______導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。2．應(yīng)用磁電式儀表中利用__________使指針迅速停止擺動(dòng)，便于讀數(shù)。
1．概念磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到________的作用，____________起來(lái)。2．應(yīng)用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
『判一判』(1)如果空間不存在閉合電路，變化的磁場(chǎng)周圍不會(huì)產(chǎn)生感生電場(chǎng)。(　　)(2)電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。(　　)(3)渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^(guò)導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的。(　　)(4)渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng)。(　　)
(5)電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而達(dá)到加熱和烹飪食物的目的。(　　)(6)制造變壓器用的鐵芯是利用了渦流。(　　)(7)發(fā)生電磁驅(qū)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體與磁場(chǎng)的速度應(yīng)相同。(　　)
『選一選』(多選)如圖所示，磁電式儀表的線圈通常是用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是(　　)A．防止渦流而設(shè)計(jì)的B．利用渦流而設(shè)計(jì)的C．起電磁阻尼的作用D．起電磁驅(qū)動(dòng)的作用
解析：線圈通電后在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在鋁框內(nèi)產(chǎn)生渦流。渦流將阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來(lái)，這樣做是利用渦流來(lái)起電磁阻尼的作用。鋁相比其他金屬電阻率小，產(chǎn)生的渦流大。另外，鋁的密度小，相同大小的骨架慣性小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變。故選項(xiàng)B、C正確。
『想一想』金屬探測(cè)器是一種專門用來(lái)探測(cè)金屬的儀器(如圖)，除了用于探測(cè)有金屬外殼或金屬部件的地雷之外，還可以用來(lái)探測(cè)隱蔽在墻壁內(nèi)的電線、埋在地下的水管和電纜，甚至能夠地下探寶，發(fā)現(xiàn)埋藏在地下的金屬物體。你能說(shuō)明其工作原理嗎？
答案：金屬探測(cè)器是利用渦流工作的。交變電流通過(guò)金屬探測(cè)器的線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。如果探測(cè)器周圍有金屬，金屬內(nèi)便產(chǎn)生渦流，渦流本身又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)反過(guò)來(lái)影響原有的磁場(chǎng)。這樣就會(huì)引發(fā)探測(cè)器發(fā)出鳴叫聲。
如圖所示，B增強(qiáng)，那么就會(huì)在空間激發(fā)一個(gè)感生電場(chǎng)E。如果E處空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流。
(1)感生電場(chǎng)的方向與感應(yīng)電流的方向有什么關(guān)系？如何判斷感生電場(chǎng)的方向？(2)上述情況下，哪種作用力扮演電源中非靜電力的角色？提示：(1)感應(yīng)電流的方向與正電荷移動(dòng)的方向相同，感生電場(chǎng)的方向與正電荷受力的方向相同，因此，感生電場(chǎng)的方向與感應(yīng)電流的方向相同，感生電場(chǎng)的方向可以用楞次定律判定。(2)感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用力。
1．產(chǎn)生：如圖所示，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，產(chǎn)生感生電場(chǎng)。感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是與磁場(chǎng)垂直的曲線。2．方向：閉合環(huán)形回路(可假定存在)的電流方向就表示感生電場(chǎng)的電場(chǎng)方向。依據(jù)實(shí)驗(yàn)存在的或假定存在的回路結(jié)合楞次定律判定感生電場(chǎng)的方向。
3．對(duì)感生電場(chǎng)的理解(1)變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生感生電場(chǎng)，與閉合電路是否存在無(wú)關(guān)。如果在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路中的自由電荷在感生電場(chǎng)作用下，做定向移動(dòng)，形成電流。在這種情況下所謂的非靜電力就是感生電場(chǎng)的作用。(2)感生電場(chǎng)是電場(chǎng)的一種形式，是客觀存在的一種特殊物質(zhì)。(3)感生電場(chǎng)可用電場(chǎng)線形象描述，但感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合曲線，所以感生電場(chǎng)又稱為渦旋電場(chǎng)。這一點(diǎn)與靜電場(chǎng)不同，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合。(4)感生電場(chǎng)可以對(duì)帶電粒子做功，可使帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)。
(多選)內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于圓環(huán)直徑的帶正電的小球，以速率v0沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比例增加的變化磁場(chǎng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電荷量不變，那么(如圖所示)(　　)A．小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力一定不斷增大B．小球所受的磁場(chǎng)力一定不斷增大C．小球先沿逆時(shí)針?lè)较驕p速運(yùn)動(dòng)，之后沿順時(shí)針?lè)较蚣铀龠\(yùn)動(dòng)D．磁場(chǎng)力對(duì)小球一直不做功
思路引導(dǎo)：變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)一種感生電場(chǎng)，帶電小球在感生電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力的作用，根據(jù)電場(chǎng)力的方向判斷小球的運(yùn)動(dòng)情況。解析：變化的磁場(chǎng)將產(chǎn)生感生電場(chǎng)，這種感生電場(chǎng)由于其電場(chǎng)線是閉合的，也稱為渦旋電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)方向可借助電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判定方法，使用楞次定律判斷。當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻臏u旋電場(chǎng)，電場(chǎng)力先對(duì)小球做負(fù)功使其速度減為零，后對(duì)小球做正功使其沿順時(shí)針?lè)较蜃黾铀龠\(yùn)動(dòng)，所以C正確；磁場(chǎng)力始終與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此始終對(duì)小球不做功，D正確；
小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個(gè)力作用：環(huán)的壓力FN和磁場(chǎng)的洛倫茲力F，這兩個(gè)力的合力充當(dāng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，其中F＝Bqv，磁場(chǎng)在增強(qiáng)，球速先減小，后增大，所以洛倫茲力不一定總在增大；向心力F向＝m，其大小隨速度先減小后增大，因此壓力FN也不一定始終增大。故正確答案為C、D。
1．(多選)著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置：一塊絕緣圓板可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓板的中部有一個(gè)線圈，圓板的四周固定著一圈帶電的金屬小球，如圖所示。當(dāng)線圈接通電源后，將產(chǎn)生流過(guò)圖示逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑒t下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．接通電源瞬間，圓板不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B．線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小會(huì)引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．若金屬小球帶負(fù)電，接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流流向相反D．若金屬小球帶正電，接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流流向相反
解析：線圈接通電源瞬間，則變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，從而導(dǎo)致帶電小球受到電場(chǎng)力，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，故 A錯(cuò)誤；不論線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小都會(huì)引起磁場(chǎng)的變化，從而產(chǎn)生不同方向的電場(chǎng)，使小球受到電場(chǎng)力的方向不同，所以會(huì)向不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確；接通電源瞬間，產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾妶?chǎng)，若小球帶負(fù)電，圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流方向相同，故C錯(cuò)誤；同理D正確。
高考考場(chǎng)用的金屬探測(cè)器是一根長(zhǎng)的黑色扁棒，使用時(shí)監(jiān)考教師手持探測(cè)器，在考生前后左右和容易藏東西的部位劃過(guò)，如藏有金屬物品，即便是一粒金屬紐扣，探測(cè)器也會(huì)鳴響。金屬探測(cè)器的原理是什么？
提示：渦流金屬探測(cè)器通過(guò)其通有交流電的探測(cè)線圈，在隱蔽金屬中產(chǎn)生渦流，渦流的磁場(chǎng)又影響探測(cè)線圈，從而改變?cè)涣麟姷拇笮『拖辔?，從而起到探測(cè)作用。
1．渦流的產(chǎn)生渦流實(shí)際上是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)導(dǎo)體處在變化的磁場(chǎng)中，或者導(dǎo)體在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部可以等效成許許多多的閉合電路，當(dāng)穿過(guò)這些閉合電路的磁通量變化時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部的這些閉合電路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。即導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了渦流。2．渦流的特點(diǎn)感應(yīng)電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路(產(chǎn)生渦流)時(shí)，由于整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強(qiáng)，根據(jù)公式P＝I2R知，熱功率的大小與電流的平方成正比，故金屬塊的發(fā)熱功率很大。
3．能量轉(zhuǎn)化伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如果金屬塊放在了變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則由于克服安培力做功，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
如圖所示是高頻焊接原理示意圖。線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少。以下說(shuō)法正確的是(　　)
A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越慢B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快C．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大D．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小
思路引導(dǎo)：高頻焊接利用了渦流的熱效應(yīng)，而渦流的本質(zhì)就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可用法拉第電磁感應(yīng)定律和電路中熱功率的公式分析本題。
解析：高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)，在焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析可知，電流變化的頻率越高，磁通量變化頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，焊縫處的溫度升高的越快，故A、B錯(cuò)誤；工件中各處電流大小相等，但接口處電阻大，電流熱功率大，溫度升的很高，故C正確D錯(cuò)誤。
2．(多選)(2020·江蘇省南京市溧水中學(xué)高二上學(xué)期期末)下列圖中，A圖是真空冶煉爐可以冶煉高質(zhì)量的合金；B圖是充電器工作時(shí)繞制線圈的鐵芯中會(huì)發(fā)熱；C圖是安檢門可以探測(cè)人身是否攜帶金屬物品；D圖是工人穿上金屬絲織成的衣服可以高壓帶電作業(yè)。屬于渦流現(xiàn)象的是(　　)
解析：線圈接有交變電流，在線圈中會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)在冶煉爐中產(chǎn)生電場(chǎng)，使自由電荷在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)形成渦流，故 A中屬于渦流現(xiàn)象；充電器工作時(shí)有交變電流通過(guò)，交變電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)穿過(guò)鐵芯，在鐵芯中產(chǎn)生電場(chǎng)，使自由電荷在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)形成渦流，故B中屬于渦流現(xiàn)象；線圈中交變電流產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，會(huì)在金屬物品產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)又會(huì)反過(guò)來(lái)影響原有的磁場(chǎng)，從而被探測(cè)到，故C中屬于渦流現(xiàn)象；工作服用包含金屬絲的織物制成，形成一個(gè)導(dǎo)體殼，殼外有電場(chǎng)，殼內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)保持為0，高壓外電場(chǎng)不會(huì)對(duì)內(nèi)部產(chǎn)生影響，故D中屬于靜電屏蔽。
有一個(gè)銅盤，輕輕撥動(dòng)它，能長(zhǎng)時(shí)間地繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，如果在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)蹄形磁鐵的兩極放在銅盤邊緣，但并不與銅盤接觸(如圖所示)，銅盤就能在較短的時(shí)間內(nèi)停止，請(qǐng)思考這是什么原因。
提示：銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)如果加上磁場(chǎng)，則在銅盤中產(chǎn)生渦流，磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)渦流的作用力阻礙它的轉(zhuǎn)動(dòng)，故在較短的時(shí)間內(nèi)銅盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
1．電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼的形成原因當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量就發(fā)生變化。例如，線圈處于如圖所示的初始狀態(tài)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零。當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量就增加了，根據(jù)楞次定律，此時(shí)線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻礙磁通量的增加，因而線圈會(huì)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到的安培力是使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的動(dòng)力，對(duì)線圈而言是電磁驅(qū)動(dòng)；而線圈對(duì)磁鐵的作用力對(duì)磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)起阻礙作用，對(duì)磁鐵而言是電磁阻尼，因此電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼是相對(duì)的兩個(gè)方面，不可分割。
2．電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較
電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象中安培力的效果是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意電磁驅(qū)動(dòng)中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度仍要小于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。
(多選)如圖所示，為早期制作的發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)的示意圖，A盤和B盤分別是兩個(gè)可繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤，用導(dǎo)線將A盤的中心和B盤的邊緣連接起來(lái)，用另一根導(dǎo)線將B盤的中心和A盤的邊緣連接起來(lái)。當(dāng)A盤在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)時(shí)，B盤也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。則下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A．不斷轉(zhuǎn)動(dòng)A盤就可以獲得持續(xù)的電流，其原因是將整個(gè)銅盤看成沿徑向排列的無(wú)數(shù)根銅條，它們做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B．當(dāng)A盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B盤也能轉(zhuǎn)動(dòng)的原因是電流在磁場(chǎng)中受到力的作用，此力對(duì)轉(zhuǎn)軸有力矩C．當(dāng)A盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B盤也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．銅盤B的角速度小于銅盤A的角速度答案：ABD　思路引導(dǎo)：可將整個(gè)裝置等效為發(fā)電機(jī)模型和電動(dòng)機(jī)模型，靈活應(yīng)用左右手定則分析判斷。
解析：將圖中銅盤A所在的一組裝置作為發(fā)電機(jī)模型，銅盤B所在的一組裝置作為電動(dòng)機(jī)模型，在A中找一輻條，根據(jù)右手定則可以判定出產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，其他輻條也產(chǎn)生同樣的電動(dòng)勢(shì)，各輻條產(chǎn)生的總電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電池并聯(lián)，故選項(xiàng) A正確；當(dāng)A盤順時(shí)針(俯視圖)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流由盤心流向邊緣，此電流通過(guò)銅盤B時(shí)，受到安培力的作用，由左手定則知此力對(duì)轉(zhuǎn)軸有逆時(shí)針(俯視圖)方向的力矩，使銅盤B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；由于B在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也產(chǎn)生反抗其發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eb，電路中的總電動(dòng)勢(shì)E＝Ea－Eb>0，可得Ea>Eb，即銅盤B的角速度小于銅盤A的角速度，D正確。
3．(多選)如圖所示是電表中的指針和電磁阻尼器，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．2是磁鐵，在1中產(chǎn)生渦流B．1是磁鐵，在2中產(chǎn)生渦流C．該裝置的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動(dòng)D．該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定
解析：這是渦流的典型應(yīng)用之一。當(dāng)指針擺動(dòng)時(shí)，1隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，2是磁鐵，那么在1中產(chǎn)生渦流，2對(duì)1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動(dòng)?？傊还?向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，2對(duì)1的效果總起到阻尼作用。所以它能使指針很快地穩(wěn)定下來(lái)。
感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的對(duì)比
如圖所示，兩根相距為L(zhǎng)＝1 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，位于水平的xOy平面內(nèi)，一端接有阻值為R＝6 Ω的電阻。在x>0的一側(cè)存在垂直紙面向里的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B只隨t的增大而增大，且它們間的關(guān)系為B＝kt，其中k＝4 T/s。一質(zhì)量為m＝0.5 kg的金屬桿與金屬導(dǎo)軌垂直，可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，當(dāng)t＝0時(shí)金屬桿靜止于x＝0處，有一大小可調(diào)節(jié)的外力F作用于金屬桿，使金屬桿以恒定加速度a＝2 m/s2沿x軸正向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。除電阻R以外其余電阻都可以忽略不計(jì)。求：當(dāng)t＝4 s時(shí)施加于金屬桿上的外力為多大。
1．(2020·山東省青州一中高二上學(xué)期質(zhì)檢)(多選)某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合電場(chǎng)線，方向從上向下看是順時(shí)針的，這可能是 (　　)A．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱B．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)C．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)D．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱
解析：由安培定則可知，感應(yīng)電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，如果磁場(chǎng)方向沿AB，則感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，由楞次定律可知，原磁場(chǎng)在減弱，故A正確，B錯(cuò)誤；如果磁場(chǎng)沿BA方向，則感應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，由楞次定律可知，原磁場(chǎng)在增強(qiáng)，故C確，D錯(cuò)誤，故選AC。
2. (2020·北京市平谷區(qū)高二上學(xué)期期末)如圖所示，將一個(gè)鋁框放在蹄形磁鐵的兩個(gè)磁極間，鋁框可以繞豎直軸線OO′自由轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵發(fā)現(xiàn)原來(lái)靜止的鋁框也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．鋁框與磁極轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反B．勻速或加速轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵，鋁框都比磁極轉(zhuǎn)動(dòng)慢C．鋁框是因?yàn)榇盆F吸引鋁質(zhì)材料而轉(zhuǎn)動(dòng)的D．鋁框中沒(méi)有電流
解析：由于磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致鋁框的磁通量變化，根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量變化，則導(dǎo)致鋁框與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但鋁框都比磁極轉(zhuǎn)動(dòng)慢，故 A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵時(shí)，導(dǎo)致鋁框的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，而使鋁框受到安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)，故選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。
3．(2021·北京師大附中高二下學(xué)期期中)關(guān)于渦流，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　)A．真空冶煉爐是利用渦流來(lái)熔化金屬的裝置B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場(chǎng)產(chǎn)生的C．阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流
解析：真空冶煉爐是利用渦流產(chǎn)熱來(lái)熔化金屬的， A正確；要想產(chǎn)生渦流，必須是變化的磁場(chǎng)，因?yàn)樽兓拇艌?chǎng)才能產(chǎn)生電場(chǎng)，產(chǎn)生渦流，B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)，C正確；渦流會(huì)造成能量的損失，所以變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，是為了減小渦流造成的能量損失，D正確。
4．(2020·湖南省張家界市高二上學(xué)期期末)圖甲為磁控健身車，圖乙為其車輪處結(jié)構(gòu)示意圖，在金屬飛輪的外側(cè)有一些磁鐵(與飛輪不接觸)，人用力蹬車帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鐵會(huì)對(duì)飛輪產(chǎn)生阻礙，拉動(dòng)旋鈕拉線可以改變磁鐵與飛輪間的距離。下列說(shuō)法正確的有(　　)
A．飛輪受到的阻力主要來(lái)源于磁鐵對(duì)它的安培力B．飛輪轉(zhuǎn)速一定時(shí)，磁鐵越靠近飛輪，飛輪受到的阻力越小C．磁鐵和飛輪間的距離一定時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)速越大，受到的阻力越小D．磁鐵和飛輪間的距離一定時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)速越大，內(nèi)部的渦流越弱答案：A　解析：飛輪在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的飛輪產(chǎn)生阻力，以阻礙飛輪與磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以飛輪受到的阻力主要來(lái)源于磁鐵對(duì)它的安培力。故 A正確；

相關(guān)課件

高中3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)多媒體教學(xué)ppt課件：

這是一份高中3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)多媒體教學(xué)ppt課件，共50頁(yè)。PPT課件主要包含了課前·基礎(chǔ)認(rèn)知，課堂·重難突破，素養(yǎng)·目標(biāo)定位，隨堂訓(xùn)練，知識(shí)概覽，二渦流，答案A，答案AD等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理第二章 電磁感應(yīng)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課文配套ppt課件：

這是一份高中物理第二章 電磁感應(yīng)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課文配套ppt課件，共22頁(yè)。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，電磁驅(qū)動(dòng)，本課小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)作業(yè)課件ppt：

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)作業(yè)課件ppt，共7頁(yè)。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高中物理3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課文配套課件ppt

高中物理3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課文配套課件ppt
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)教學(xué)ppt課件

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)教學(xué)ppt課件
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課文內(nèi)容ppt課件

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課文內(nèi)容ppt課件
高中物理3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課前預(yù)習(xí)課件ppt

高中物理3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課前預(yù)習(xí)課件ppt
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)電子課本

3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修 第二冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部