人教版高中物理选修3-2课件：4-7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
涡流。电磁阻尼与电磁驱动教案
第7节涡流电磁阻尼和电磁驱动 一、教学目标 （一）知识与技能 1．知道涡流是如何产生的。 2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。 3．知道电磁阻尼和电磁驱动。 （二）过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 二、重点、难点 教学重点： 1．涡流的概念及其应用。 2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学难点： 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 三、教学手段与策略 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 四、课时安排：1课时 五、教学过程 （一）引入新课 教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。 教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。
（二）进行新课 1、涡流 教师：［演示1］涡流生热实验。 在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。 学生：铁板的温度比铁芯高。 教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？ 学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 师生共同活动：分析涡流的产生过程。 分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内， 若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场 激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在 感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡 旋状的感应电流。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时， 就会产生电热，这就是涡流的热效应。 教师：课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 教师：为什么铁板的温度比铁芯高？ 学生：因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。 教师：同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗？ 学生：为了减少涡流损失的电能，同时也保护铁芯不被烧坏。 教师：下面大家阅读教材，了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。 2、电磁阻尼 教师：下面我们看教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。 学生：阅读教材后，发表自己的看法。
高二物理-选修3-2-电磁感应-期末重点复习资料
电磁感应专题复习 知识网络 第一部分电磁感应现象、楞次定律 知识点一——磁通量 ▲知识梳理 1．定义 磁感应强度B与垂直场方向的面积S的乘积叫做 穿过这个面积的磁通量，。如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积,即 。 2．磁通量的物理意义 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3．磁通量的单位：（韦伯）。 特别提醒： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别；另外，磁通量与线圈匝数无关。
（2）磁通量的变化，它可由B、S或两者之间的夹角的变化引起。 ▲疑难导析 一、磁通量改变的方式有几种 1．线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S不变而相当于B变化。 2．线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 3．线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是B不变，而S增大或减小。 4．线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。 二、对公式的理解 在磁通量的公式中，S为垂直于磁感应强度B方向上的有效面积，要正确理解三者之间的关系。 1．线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的，如图（a），当线圈面积由变为时，磁通量并没有变化。 2．当磁场范围一定时，线圈面积发生变化，磁通量也可能不变，如图（b）所示，在空间有磁感线穿过线圈S，S外没有磁场，如增大S，则不变。
3．若所研究的面积内有不同方向的磁场时，应是将磁场合成后，用合磁场根据去求磁通量。 例：如图所示，矩形线圈的面积为S（），置于磁感应强度为B（T）、方向水平向右的匀强磁场中，开始时线圈平面与中性面重合。求线圈平面在下列情况的磁通量的改变量：绕垂直磁场的轴转过（1）；（2）；（3）。 （1）； （2）； （3）。负号可理解为磁通量在减少。 知识点二——电磁感应现象 ▲知识梳理 1．产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，即，则闭合电路中就有感应电流产生。 2．引起磁通量变化的常见情况 （1）闭合电路的部分导体做切割磁感线运动。 （2）线圈绕垂直于磁场的轴转动。 （3）磁感应强度B变化。 ▲疑难导析
高中物理《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》优质课教案、教学设计
第七节涡流，电磁阻尼和电磁驱动 教学目标： （一）知识与技能 1. 知道涡流是如何产生的。 2. 知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止 3. 知道电磁阻尼和电磁驱动。 （二）过程与方法培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 教学重点： 1. 涡流的概念及其应用。 2. 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学难 点： 教学方 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 法： 教学用 具：电磁炉以及连接线圈的灯泡、变压器铁芯、、电磁阻尼演示装置（示
教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U 形磁铁、能绕轴转 动的铝框）。 教学过程： （一）引入新课观察连接线圈的灯泡放在电磁炉上，开通电磁炉，灯泡发光。出示变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘 （二）进行新课 1、涡流 ［演示1］涡流生热实验。 开通电磁炉，不锈钢锅里的水烧热了。 为什么水被加热了呢呢？原来在不锈钢锅里有涡流产生。安 排学生阅读教材，了解什么叫涡流？
当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 1. 应用：利用的热效应进行加热的方法称为感应加热。而涡流的大小和磁通量 变化率成正比，磁场变化的频率越高，导体里的涡流也越大。实际上,一般使用高频交流电激发涡流。如： A. 高频焊接： 线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中 就产生感应电流（涡电流）。由于焊缝处的接触 电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属 熔化，焊接在一起。我国产生的自行车架就是用这种方法 焊接的。 B. 高频感应炉属的感应炉的示意图．冶炼锅内装入被冶炼的金属，线圈通上高频交变电流，这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化．这种高频感应炉利用涡流来熔化金属。图是冶炼金
涡流·电磁阻尼和电磁驱动
第七节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 教学目标： （一）知识与技能 1．知道涡流是如何产生的。 2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。 3．知道电磁阻尼和电磁驱动。 （二）过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 教学重点： 1．涡流的概念及其应用。 2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学方法：通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教学用具：电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。 教学过程： （一）引入新课 出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。 为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。 （二）进行新课 1、涡流 ［演示1］涡流生热实验。 在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2mm的铁 板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交
流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。 为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？ 当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。 2、电磁阻尼 阅读教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。 导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，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。 ［演示2］电磁阻尼。 按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程 中受到的电磁阻尼现象。 ［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到 某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？ 当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力相对较大，因而磁铁会很快停下来。 3、电磁驱动 ［演示4］电磁驱动。 演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。 磁场相对于导体运动时，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，这种现象称为电磁驱动。 交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。 （三）实例探究
高中物理选修3-2电磁感应试题
高中物理选修3-2电磁感应试题 5如图，当变阻器R的滑动片P向左移动使流过B线圈的电流能均匀变化时，在A 电磁感应测试线圈中感应电流的情况是 一、选择题(40分) ( ) 1. 如图所示，A、B、C为三组匝数不等的同心圆线圈。当A线圈中通以电流时，穿 A(为零 B(电流向左流过G 过B、C两线圈的磁通量Φ和Φ大小的关系是( ) C(电流向右流过G D(电流在变小 BC A(Φ>Φ B(Φ=Φ C(Φ<Φ D(无法确定 BCBCBC abc，在外力作用下匀速地经过一个宽为d6(有一等腰直角三角形形状的导线框的有限范围的匀强磁场区域，线圈中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x 之 间的函数图象是图中的( ) 2. 下列关于感应电动势的说法中，正确的是( ) A(不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势 7 图中L 是一只有铁芯的线圈，它的电阻不计，E表示直流电源的电动势。先将KB(感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量变化量成正比接通，稳定后再将K
断开。若将L中产生的感应电动势记为ε，则在接通和LC(感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量变化率成正比断K的两个瞬间，以下所说正确的是 ( ) D(感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关，但跟单位时间内穿过回路 A(两个瞬间ε都为零 L 的磁通量变化有关 B(两个瞬间ε的方向都与E相反 L C(接通瞬间ε的方向与E相反 L 3.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈D(断开瞬间ε的方向与E相同 L 随时间变化的情况如图所示.下列说法中正确的是中产生的交流电动势et ( ) 8 螺线管右端的管口正对着一个闭合线圈M(如图)，线圈平面与螺线管中轴线垂直，e/V 1 A.此交流电的频率为0.2Hz 以下哪些情况能使M向右侧摆动的是: t/s O B.此交流电动势的有效值为1V A(闭合开关S瞬间 0.1 0.2 0.3 C.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行 B(S原来闭合，断开的瞬间 -1 C(闭合S稳定后滑动变动R的触片P右移时 1D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb 100,D(闭合S稳定后滑动变动器R的触片P左移时 4、一根长直导线中的电流按如图的正弦规律变化，规定电流
涡流、电磁阻尼和电磁驱动习题
4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动习题 1．(2011年哈师大附中高二检测)下列应用与涡流有关的是( ) A．家用电磁炉B．家用微波炉 C．真空冶炼炉D．探雷器 解析：选ACD.家用电磁炉、真空冶炼炉、探雷器都是利用涡流工作，而家用微波炉是利用微波直接作用于食物． 图4－7－8 2．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图4－7－8所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是( ) A．利用线圈中电流产生的焦耳热 B．利用线圈中电流产生的磁场 C．利用交变电流的交变磁场在炉金属中产生的涡流 D．给线圈通电的同时，给炉金属也通了电 解析：选C.高频感应炉的线圈通入高频交变电流时，产生变化的磁场，变化的磁场就能使金属中产生涡流，利用涡流的热效应加热进行冶炼．故选项C正确．A、B、D错误． 图4－7－9 3.如图4－7－9所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( ) A．做等幅振动 B．做阻尼振动 C．振幅不断增大 D．无法判定 解析：选B.小球在通电线圈的磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用阻碍它与线圈的相对运动，做阻尼振动． 图4－7－10 4.老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中
心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，如图4－7－10所示，同学们看到的现象是( ) A．磁铁插向左环，横杆发生转动 B．磁铁插向右环，横杆发生转动 C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动 D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动 解析：选B.右环闭合，在此过程中可产生感应电流，环受安培力作用，横杆转动，左环不闭合，无感应电流，无以上现象，选B. 图4－7－11 5．如图4－7－11所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则( ) A．若是匀强磁场，球滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，球滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，球滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，球滚上的高度小于h 解析：选BD.若是匀强磁场，则穿过球的磁通量不发生变化，球中无涡流，机械能没有损失，故球滚上的高度等于h，选项A错B对；若是非匀强磁场，则穿过球的磁通量发生变化，球中有涡流产生，机械能转化为能，故球滚上的高度小于h，选项C错D对． 一、选择题 图4－7－12 1．如图4－7－12所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( ) A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯 C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯 解析：选C.通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体产生涡流，电能转化为能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体产生的，所以玻璃杯中的水不会升温． 2．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了( ) A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率
高中物理选修3-2___电磁感应专项练习题
选修3-2 电磁感应专项练习 一、感应电流的产生条件 1．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是 [ ] A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流 B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流 C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流 D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中一定会有感应电流 2．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是[ ] 3．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是 [ ] A．绕ad边为轴转动 B．绕oo′为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 4．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是[ ] A．线圈沿自身所在的平面匀速运动B．线圈沿自身所在的平面加速运动 C．线圈绕任意一条直径匀速转动 D．线圈绕任意一条直径变速转动 5．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(图3)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是 [ ] A．N极向外、S极向里绕O点转动 B．N极向里、S极向外，绕O点转动 C．在线圈平面磁铁绕O点顺时针向转动 D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动 6．如图5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是 [ ] A．线圈以恒定的电流 B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动 C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动 D．将电键突然断开的瞬间
人教版高中物理选修3-2电磁感应单元测试题答案
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 电磁感应单元测试题 参考答案 时间：45分钟 满分：100分 命题报告 本部分是电磁学的核心内容，重点研究法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用，学些解决电磁感应问题的基本思路和方法。高考考点有电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感和涡流。本部分试题以电磁感应为纽带，滚动考察力学、静电学、闭合电路欧姆定律、运动学、能量的转化和守恒定律这些内容，滚动比例为40%。 选择题（本题共10小题，每题4分，共40分） 1.AD 【解析】在赤道上空地磁场的方向水平向北，由右手定则可以判断A 项、D 项正确。 2.D 【解析】感应电动势的大小为t B S n t n E ???=??=?，A 、B 两种情况磁通量变化量相同， C 最小， D 最大。磁铁穿过线圈所用的时间A 、B 、D 相同且小于B 所用时间，D 项正确。 3.D 【解析】感应电动势的大小为t S B E ???=，k t B =??为图线中的斜率。R E I =，到0到1s 时磁场增强，由楞次定律产生的感应电流在线框中为逆时针且大小恒定；1s 到3s 内斜率相同，所以电流大小恒定方向不变，且为顺时针；D 项正确。 4.AB 【解析】t 1时刻原线圈中的电流增强，根据楞次定律两者之间为斥力，且P 有收缩的趋势，A 项正确；t 2时刻电流恒定，P 中无感应电流，两者也就无相互作用，此时电流最大，产生磁场最强，P 中的磁通量有最大值，B 项正确。t 3时刻，电流正在变化中，故P 中有感应电流，但是原线圈电流为零，两者之间无安培力；t 4时刻电流恒等，无感应电流。 5.A 【解析】在北极极点磁感线的方向竖直向下，由左手定则知导线所受安培力的方向向前，A 项正确。 6.C 【解析】在匀速向右拉动线框的过程冲，线框左边切割磁感线，产生的电动势恒为Bbv 。
高中物理人教版选修3选修3-2第四章第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动(I)卷(模拟)
高中物理人教版选修3选修3-2第四章第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动（I）卷（模 拟） 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共5题；共10分) 1. （2分） (2018高二下·安宁期中) 下列做法中可能产生涡流的是（） A . 把金属块放在匀强磁场中 B . 让金属块在匀强磁场中做匀速运动 C . 让金属块在匀强磁场中做变速运动 D . 把金属块放在变化的磁场中 【考点】 2. （2分）电磁炉是利用涡流加热的，它利用交变电流通过线圈产生变化磁场，当磁场内的磁感线通过锅底时，即会产生无数小涡流，使锅体本身高速发热，从而达到烹饪食物的目的。因此，下列的锅类或容器中，适用于电磁炉的是（） A . 煮中药的瓦罐 B . 搪瓷碗 C . 平底铸铁炒锅 D . 塑料盆 【考点】 3. （2分）下列说法中正确的是（） A . 光波不是电磁波
B . 电磁炉是利用涡流加热的 C . 用陶瓷器皿盛放食品可直接在电磁炉上加热 D . DVD光盘是利用磁粉记录信息的 【考点】 4. （2分）如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是（） A . 2是磁铁，在1中产生涡流；该装置使指针能够转动 B . 1是磁铁，在2中产生涡流；该装置使指针能很快地稳定 C . 1是磁铁，在2中产生涡流；该装置使指针能够转动 D . 2是磁铁，在1中产生涡流；该装置使指针能很快地稳定 【考点】 5. （2分） (2019高二下·湖州月考) 下列哪些措施是为了防止涡流的危害（） A . 电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅 B . 磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 C . 变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成 D . 用高频电流冶铁 【考点】
高考物理选修3-2 第十章 电磁感应专题2 电磁感应中的动力学、能量和动量问题
专题2电磁感应中的动力学、能量和动量问题 电磁感应中的动力学问题 1.用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题 解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下： 2.电磁感应中的动力学临界问题 (1)解决这类问题的关键是通过受力情况和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值或最小值的条件。 【例1】如图1所示，足够长的平行金属导轨MN和PQ表面粗糙，与水平面间的夹角为θ＝37°(sin 37°＝0.6)，间距为1 m。垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度的大小为4 T，P、M间所接电阻的阻值为8 Ω。质量为2 kg的金属杆ab垂直导轨放置，不计杆与导轨的电阻，杆与导轨间的动摩擦因数为0.25。金属杆ab在沿导轨向下且与杆垂直的恒力F作用下，由静止开始运动，杆的最终速度为8 m/s，取g＝10 m/s2，求： 图1
(1)当金属杆的速度为4 m/s 时，金属杆的加速度大小； (2)当金属杆沿导轨的位移为6 m 时，通过金属杆的电荷量。 解析 (1)对金属杆ab 应用牛顿第二定律，有 F ＋mg sin θ－F 安－f ＝ma ，f ＝μF N ，F N ＝mg cos θ ab 杆所受安培力大小为F 安＝BIL ab 杆切割磁感线产生的感应电动势为E ＝BL v 由闭合电路欧姆定律可知I ＝E R 整理得F ＋mg sin θ－B 2L 2 R v －μmg cos θ＝ma 代入v m ＝8 m/s 时a ＝0，解得F ＝8 N 代入v ＝4 m/s 及F ＝8 N ，解得a ＝4 m/s 2。 (2)设通过回路横截面的电荷量为q ，则q ＝I － t 回路中的平均电流强度为I － ＝E － R 回路中产生的平均感应电动势为E － ＝ΔΦ t 回路中的磁通量变化量为ΔΦ＝BLx ，联立解得q ＝3 C 。 答案 (1)4 m/s 2 (2)3 C 1.如图2所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成θ＝37°角放置，在斜面上虚线aa ′和bb ′与斜面底边平行，在aa ′、bb ′围成的区域中有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B ＝1 T ；现有一质量为m ＝10 g ，总电阻R ＝1 Ω、边长d ＝0.1 m 的正方形金属线圈MNQP ，让PQ 边与斜面底边平行，从斜面上端由静止释放，线圈刚好匀速穿过整个磁场区域。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，(取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
高中物理选修3-2___电磁感应专项练习题
选修3-2 电磁感应专项练习 1．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是 二、楞次定律 8．如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时 A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g 10、如图2所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正 下 方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 A．S增大，l变长B．S减小，l变短 C．S增大，l变短D．S减小，l变长 11．如图3所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形 导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑行时，线框ab的运动情况是 A．保持静止不动 B．逆时针转动 C．顺时针转动 D．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向 14.如图4所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环的运动情况是 A．同时向左运动，间距增大B．同时向左运动，间距不变 C．同时向左运动，间距变小D．同时向右运动，间距增大 三、法拉第电磁感应定律的应用 16、物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷 量．如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强
度．已知线圈的匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R .若将线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q ，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 17.一根导体棒ab 在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直．如图所示，则有 A ．U ab ＝0 B ．φa >φb ，U ab 保持不变 C ．φa ≥φb ，U ab 越来越大 D ．φa <φb ，U ab 越来越大 19.一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感 应强度 为B .直升机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图3所示，如果忽略a 到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，则 A ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 C ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 D ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 23.如图所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面向里，MN 边界与线框的边QR 所在的水平直线成45°角，E 、F 分别是PS 和PQ 的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是 A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大 B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大 C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大 24.如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a ，总电阻为R (指拉直时两端的电阻)，磁感应强 度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒AB ， AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为 D ．Ba v 25．(2012·新课标全国·19)如图7所示，均匀磁场中有 一由半圆弧及其直径构成 的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周 过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔB Δt 的大小应为
高二物理选修32第四章：4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动(部分答案)
第七节：涡流、电磁阻尼和电磁驱动 【课标转述】 1、通过实验，了解自感现象和涡流现象。说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 2、观察日光灯电路，分析日光灯镇流器的作用和原理；观察家用电磁灶，了解其结构和原理。 【学习目标】 （1）、说出涡流是如何产生的 （2）、说出涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流 （3）、通过自己旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因 （3）、说出一些实际问题中的一些涡流现象并能说出原理. 【学习过程】 一、知能准备 1．涡流概念: 2．涡流产生原因: 3．涡流的利用与控制 (1)利用—— (2)控制—— 4．电磁驱动原理: 二、疑难分析: (一)涡流定义 块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属块内有感应电场产生，从而形成闭合回路，这时感生电场力可以在整块金属内部引起闭合涡旋状的感应电流，所以叫做涡电流。“涡电流”简称涡流。 (二)涡流的热效应 当变压器的线圈中通过交变电流时，在铁芯 内部有变化的磁场，因而产生感生电场，引起 涡流。涡流在通过电阻时也要放出焦耳热。 1．应用：利用的热效应进行加热的方法称为 感应加热。而涡流的大小和磁通量变化率成正比，磁场变化的频率越高，导体里的涡流也越大。实际上,一般使用高频交流电激发涡流。如： A．高频焊接： 线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流（涡电流）。由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起。我国产生的自行车架就是用这种方法焊接的。 B．高频感应炉 高频感应炉利用涡流来熔化金属。图是冶炼金属的感 应炉的示意图．冶炼锅内装入被冶炼的金属，线圈通上高 频交变电流，这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流，从 而产生大量的热使金属熔化．这种冶炼方法速度快，温度 容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，因此 适于冶炼特种合金和特种钢． C．电磁炉 电磁炉的工作原理是采用磁场感应涡加流 加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当 磁场内的磁力线通过铁质锅底时会产生无数 的涡流是锅的本身自行高速发热，然后再作 用于锅内食物。这种最新的加热方式，能减 少热量传递的中间环节，可大大提升制热效 率，比传统炉具（电炉、气炉）节省能源一半以上。 2．控制：导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量，严重时还会使设备烧毁．为减少涡流，变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。因为在导体中涡流的大小和电阻有关，电阻越大涡流越小。为了减小涡流造成的热损耗，电机和变压器的铁芯常采用多层彼此绝缘的硅钢片迭加而成(材料采用硅钢以增加电阻)。这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘
高中物理选修3-2电磁感应与力学综合知识点
高中物理选修3-2知识点 电磁感应与力学综合 又分为两种情况： 一、与运动学与动力学结合的题目（电磁感应力学问题中，要抓好受力情况和运动情况的动态分析）， (1)动力学与运动学结合的动态分析，思考方法是： 导体受力运动产生E 感→I 感→通电导线受安培力→合外力变化→a 变化→v 变化→E 感变化→……周而复始地循环。 循环结束时，a=0，导体达到稳定状态．抓住a=0时，速度v 达最大值的特点. 例：如图所示，足够长的光滑导轨上有一质量为m ，长为L ，电阻为R 的金属棒ab ，由静止沿导轨运动，则ab 的最大速度为多少（导轨电阻不计，导轨与水平面间夹角为θ，磁感应强度B 与斜面垂直）金属棒ab 的运动过程就是上述我们谈到的变化过程，当ab 达到最大速度时： BlL ＝mgsin θ……① I= E /R ………② E =BLv ……③ 由①②③得：v=mgRsin θ/B 2L 2。 (2)电磁感应与力学综合方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律 ①基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二定律列方程求解． ②)注意安培力的特点： ③纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系． 电磁感应中的动力学问题 解题关键：在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等， 基本思路方法是： ①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向. ②求回路中电流强度. ③分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）. ④列动力学方程或平衡方程求解. ab 沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力mg ，支持力F N 、摩擦力F f 和安培力F 安，如图所示，ab 由静止开始下滑后，将是↓↑→↑→↑→↑→a F I E v 安（↑为 增大符号），所以这是个变加速过程，当加速度减到a =0时，其速度即增到最大v =v m ， 此时必将处于平衡状态，以后将以v m 匀速下滑()22cos sin L B R mg v m θμθ-= F=BIL 临界状态 v 与a 方向关系 运动状态的分析 a 变化情况 F=ma 合外力 运动导体所受的安培力感应电流 确定电源（E ，r ） r R E I +=
高中物理选修3-2法拉第电磁感应定律练习题及答案
法拉第电磁感应定律练习题 一、选择题 1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 [ ] A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C ．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 2．与x 轴夹角为30°的匀强磁场磁感强度为B(图1)，一根长l 的金属棒在此磁场中运动时始终与z 轴平行，以下哪些情况可在棒中得到方向相同、大小为Blv 的电动势 [ ] A ．以2v 速率向+x 轴方向运动 B ．以速率v 垂直磁场方向运动 3．如图2，垂直矩形金属框的匀强磁场磁感强度为B 。导体棒ab 垂直线框两长边搁在框上，ab 长为l 。在△t 时间内，ab 向右匀速滑过距离d ，则 [ ]
4．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示[ ] A．线圈中O时刻感应电动势最大 B．线圈中D时刻感应电动势为零 C．线圈中D时刻感应电动势最大 D．线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V 5．一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是[ ] A．将线圈匝数增加一倍 B．将线圈面积增加一倍 C．将线圈半径增加一倍 D．适当改变线圈的取向 6．如图4所示，圆环a和圆环b半径之比为2∶1，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下，M、N两点的电势差之比为[ ] A．4∶1 B．1∶4 C．2∶1 D．1∶2 7．沿着一条光滑的水平导轨放一个条形磁铁，质量为M，它的正前方隔一定距离的导轨上再放质量为m的铝块。给铝块某一初速度v使它向磁铁运动，下述说法中正确的是(导轨很长，只考虑在导轨上的情况)[ ] A．磁铁将与铝块同方向运动 D．铝块的动能减为零
物理选修3-2第四章电磁感应知识点汇总
物理选修3--2第四章电磁感应知识点汇总 （训练版） 知识点一、电磁感应现象 1、电磁感应现象与感应电流. （1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。 （2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。 物理模型 上下移动导线AB，不产生感应电流 左右移动导线AB，产生感应电流 原因:闭合回路磁感线通过面积发生变化 不管是N级还是S级向下插入，都会产生感应电流， 抽出也会产生，唯独磁铁停止在线圈力不会产生 原因闭合电路磁场B发生变化。
开关闭合、开关断 开、开关闭合，迅速滑动 变阻器，只要线圈A中电 流发生变化，线圈B就有 感应电流。 知识点二、产生感应电流的条件 1、产生感应电流的条件：闭合电路 ．．．．．．．。 ．．．．中磁通量发生变化 2、产生感应电流的常见情况 . （1）线圈在磁场中转动。（法拉第电动机） （2）闭合电路一部分导线运动(切割磁感线)。 （3）磁场强度B变化或有效面积S变化。(比如有电流产生的磁场，电流大小变化或者开关断开) 3、对“磁通量变化”需注意的两点. （1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。 （2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。 知识点三、感应电流的方向 1、楞次定律. （1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （2）“阻碍”的含义. 从阻碍磁通量的变化理解为:当磁通量增大时， 会阻碍磁通量增大，当磁通量减小时，会阻碍磁通量 减小。 从阻碍相对运动理解为:阻碍相对运动是“阻碍” 的又一种体现，表现在“近斥远吸，来拒去留”。 （3）“阻碍”的作用. 楞次定律中的“阻碍”作用，正 是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍的过 程中，其他形式的能转化成电能。
电磁阻尼和电磁驱动
图中L 是一只有铁芯的线圈，它的电阻不计，E 表示直流电源的电动势。先将S 接通，稳定后再将S 断开．若将L 中产生的感应电动势记为E L ，则在接通和断开S 的两个瞬间，以下说法正确的是( ) A ．两个瞬间E L 都为零 B ．两个瞬间E L 的方向都与E 相反 C ．接通瞬间E L 的方向与E 相反 D ．断开瞬间 E L 的方向与E 相同 【自主学习】 1．金属块中的涡流要产生 ，如果金属的 ，则涡流 ，产生的 。 2． ，这种现象称为电磁阻尼。 3．交流感应电动机就是利用 的原理工作的。 【例题精讲】 例 1：如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ） A ．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B ．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C ．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D ．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大 例2：如图所示，闭合金属环从曲面上h 高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ） A ．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h B ．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C ．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D ．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h 【习题训练】 1．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A ．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B ．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C ．涡流有热效应，但没有磁效应
高中物理选修32 重难强化训练2 电磁感应中的电路及图象问题
重难强化训练(二) 电磁感应中的电路及图 象问题 (时间：40分钟 分值：90分) 一、选择题(本题共10小题，每小题6分.1～7题为单选，8～10题为多选) 1．如图10所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab 和cd 的电阻分别为R ab 和R cd ，且R ab >R cd ，它们处于匀强磁场中．金属棒cd 在力F 的作用下向右匀速运动，ab 在外力作用下处于静止状态．下列说法正确的是( ) 图10 A ．U ab >U cd B ．U ab ＝U cd C ．U ab 4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动 制作人：陈冬冬日期：2012-11-28 【自主学习】 一、涡流 1、定义： 2、涡流是否遵循法拉第电磁感应定律？ 二、电磁阻尼 1、定义： 2、阅读课本第27页的“思考与讨论”，回答下列问题： ⑴在图4.7-5中，安培力对线圈的运动有什么影响？ ⑵在图4.7-6中，铝框中的感应电流沿什么方向？铝框所受安培力沿什么方向？安培力对铝框的转动产生什么影响？使用铝框做线圈骨架有什么好处？ 三、电磁驱动 1、定义： 2、阅读课本第27页的“演示”，回答：怎样解释铝框的运动？ 四、电磁阻尼和电磁驱动的区别 1、电磁阻尼、电磁驱动中感应电流的成因有何不同？ 2、电磁阻尼和电磁驱动中安培力的效果有何不同？ 3、电磁阻尼和电磁驱动中能量转化情况有何不同？
【针对练习】 1．下列做法中可能产生涡流的是() A．把金属块放在匀强磁场中 B．让金属块在匀强磁场中匀速运动 C．让金属块在匀强磁场中做变速运动 D．把金属块放在变化的磁场中 2．机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流，关于其工作原理，以下说法正确的是() A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流 B．人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流 D．金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流 3．如图2所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁 锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温 升高，则通入的电流与水温升高的是( ) A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯 C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯 4.某磁场磁感线如图所示，有铜盘自图示A位置落至 B位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的涡流方向是( ) A．始终顺时针 B．始终逆时针 C．先顺时针再逆时针 D．先逆时针再顺时针 5.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频 感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被 冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害 杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是( ) A．利用线圈中电流产生的焦耳热 B．利用线圈中电流产生的磁场 C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电 6．如图所示，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直， 环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条 形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是() A．两环都向右运动 B．两环都向左运动 C．环1静止，环2向右运动 D．两环都静止 7．如图4-7-13所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设 摩擦等阻力不计，转动是匀速的．现把一个蹄形磁铁移近铜盘， 则( ) A．铜盘转动将变慢 B．铜盘转动将变快 C．铜盘仍以原来的转速转动 D．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定 8.如图4-7-14所示，abcd是一小金属块，用一根绝缘细杆挂在固定点O，使 金属块绕竖直线OO′来回摆动，穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟