1.了解感生電場，知道感生電動勢產(chǎn)生的原因。會判斷感生電動勢的方向，并會計算它的大小。2.通過實驗了解渦流現(xiàn)象，知道渦流市怎樣產(chǎn)生的，了解渦流現(xiàn)象的利用和危害。3.通過對渦流實例的分析，了解渦流現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。4.了解電磁阻尼和電磁驅(qū)動。
在電磁的爐盤下有一個線圈。電磁爐工作時，它的盤面并不發(fā)熱，在爐盤上放置鐵鍋，鐵鍋就會發(fā)熱，你知道這是為什么嗎？
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電場
1.感生電場：磁場變化時會在空間激發(fā)一種電場。這種電場與靜電場不同，它不是電荷產(chǎn)生的，我們把它叫作感生電場。
2.感生電動勢：如果感應(yīng)電動勢是由感生電場產(chǎn)生的，它也作感生電動勢。
從圖2.3-1甲中可以看到，磁場方向由下向上，如果從上向下看(2.3-1乙)，電子沿逆時針方向運動。電子帶負(fù)電，它在電場中受力的方向與電場方向相反。為使電子加速請思考以下問題：
感生電場方向是順時針還是逆時針？
磁場應(yīng)該由強變?nèi)踹€是由弱變強？
電磁鐵線圈中的電流應(yīng)該由小變大還是由大變??？
由于電磁感應(yīng)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水中旋渦樣的感應(yīng)電流。如圖中的虛線所示。
若金屬電阻率很小，則渦流往往很強，產(chǎn)生的熱量很多。
（1）渦流熱效應(yīng)：真空冶煉爐，電磁爐。（2）真空冶煉爐原理：金屬塊中的渦流會產(chǎn)生熱量。用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐（如圖），爐外有線圈，線圈中通入迅速變化的電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化。利用渦流冶煉金屬的優(yōu)點是，整個過程可以在真空中進(jìn)行，能防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入金屬，可以冶煉高質(zhì)量的合金。
（3）電磁爐原理：迅速變化的電流通過電磁爐面板下方的線圈時，線圈周圍產(chǎn)生迅速變化的磁場，變化的磁場使面板上方的鐵鍋底部產(chǎn)生渦流，鐵鍋迅速發(fā)熱，從而達(dá)到加熱食物的目的（如圖所示）。
（4）渦流磁效應(yīng)：探雷器，安檢門。（5）探雷器原理：士兵手持一個長柄線圈在地面掃過（如圖），線圈中有變化著的電流。如果地下埋著金屬物品，金屬中會感應(yīng)出渦流，渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，使儀器報警。這種探雷器可以用來探測有金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷。
電動機、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止鐵芯中渦流過大而導(dǎo)致浪費能量，損壞電器。（1）途徑一：增大鐵芯材料的電阻率。（2）途徑二：用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯。如圖所示。
用硅鋼片做變壓器的鐵芯
答案：金屬探測器的探測線圈中通有交流電，當(dāng)靠近隱藏的金屬物品時，會在隱蔽金屬中產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又影響探測線圈，從而改變原交流電的大小和相位，從而起到探測作用。
高考考場用的金屬探測器是一根長的黑色扁棒，使用時監(jiān)考教師手持探測器，在考生前后左右和容易藏東西的部位劃過，如藏有金屬物品，即便是一粒金屬紐扣，探測器也會鳴響。金屬探測器的原理是什么？
例. 如圖所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是(　　　)　　A．恒定直流、小鐵鍋　　　　　B．恒定直流、玻璃杯　　C．變化的電流、小鐵鍋 　　D．變化的電流、玻璃杯
解析：通入恒定直流時，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會升溫。故C正確。
當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體運動的現(xiàn)象。
磁電式儀表中利用電磁阻尼使指針迅速停止到某位置，便于讀數(shù)。
如圖所示，一個鋁框放在蹄形磁體的兩個磁極間，可以繞支點自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動磁體，觀察鋁框的運動。怎樣解釋鋁框的運動？
如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運動起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動。
交流感應(yīng)電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的。配置的三個線圈連接到三相電源上，就能產(chǎn)生類似上面演示實驗中的旋轉(zhuǎn)磁場，磁場中的導(dǎo)線框也就隨著轉(zhuǎn)動。就這樣，電動機把電能轉(zhuǎn)化成機械能。
4. 電磁阻尼與電磁驅(qū)動的理解
例 1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”．實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（　?。?br/>解析：A．圓盤上沒有產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B．圓盤內(nèi)的渦流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C．在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
1.如圖所示，一個水平放置的玻璃圓環(huán)形小槽，槽內(nèi)光滑，槽寬度和深度處處相同?，F(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中，讓它獲得一初速度v0，與此同時，有一變化的磁場垂直穿過玻璃圓環(huán)形小槽外徑所對應(yīng)的圓面積，磁感應(yīng)強度的大小跟時間成正比例增大，方向豎直向下。設(shè)小球在運動過程中電荷量保持不變，則（　?。〢.小球的向心力大小不變B.小球的向心力大小不斷增大C.磁場力對小球做了功D.小球受到的磁場力大小與時間成正比
【解析】A錯，B對：當(dāng)磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大時，將產(chǎn)生一恒定的感生電場，由楞次定律知，電場方向和小球的初速度方向相同。因小球帶正電，靜電力對小球做正功，小球的速度逐漸增大，向心力也隨之增大。C錯：洛倫茲力對帶電小球不做功。D錯：帶電小球所受的洛倫茲力F=qvB隨著v、B的增大而增大，同時B∝t，則F和t不成正比。
2.下列關(guān)于渦流的說法中，正確的是（　　）A.渦流跟平時常見的感應(yīng)電流一樣，都是因為穿過導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的B.渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C.渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)D.在硅鋼片中不能產(chǎn)生渦流
【解析】　渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是感應(yīng)電流，既有熱效應(yīng)，又有磁效應(yīng)。硅鋼片中能產(chǎn)生渦流，但電流較小。
3. 電磁爐熱效率高達(dá)90%，爐面無明火，無煙無廢氣，電磁“火力”強勁，安全可靠。如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖，下列說法正確的是（　?。〢. 當(dāng)恒定電流通過線圈時，會產(chǎn)生恒定磁場，恒定磁場越強，電磁爐加熱效果越好B. 電磁爐通電線圈加交流電后，在鍋底產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作C. 電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差D. 在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用
解析：A錯，B對：電磁爐就是采用渦流感應(yīng)加熱原理，其內(nèi)部通過電子線路板產(chǎn)生交變磁場、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時，在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生渦流，用電流熱效應(yīng)來加熱和烹飪食物，從而達(dá)到煮食的目的。C錯：電磁爐工作時需要在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋不屬于導(dǎo)體，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。D錯：線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)起到加熱作用。
4.如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO'轉(zhuǎn)動。從上向下看，當(dāng)磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，則（　?。〢.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁鐵小C.線圈轉(zhuǎn)動時將產(chǎn)生交變電流D.線圈轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流的方向始終是abcda
解析：A錯，B對：由楞次定律的推廣含義可知，線圈將與磁鐵同向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)動的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動的角速度。C對，D錯：當(dāng)磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，相當(dāng)于磁鐵不動而線圈順時針旋轉(zhuǎn)切割磁感線，線圈中產(chǎn)生交變電流。

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