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(II)卷
高中物理选修3-2：4-7涡流、电磁阻尼和电磁驱动-LI
作用：自动开关，可用普通开关或短绝缘 导线代替。正常工作时不起作用，可以去掉。
日光灯的工作原理
1、日光灯的点燃过程： ⑴ 闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发出 辉光，产生的热量使U型动触片膨胀伸长，跟静触片接 触使电路接通。灯丝和镇流器中有电流通过。 ⑵ 电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U型片冷却 收缩，两个触片分离，电路自动断开。 ⑶ 在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小， 会产生很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同， 这个自感电动势与电源电压 加在一起，形成一个瞬时高压， 加在灯管中的气体开始放电， 于是日光灯成为电流的通路开 始发光。
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、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电
的氧化层
课堂练习
2、在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个 条形磁铁，如图。现有铁、铝和有机玻璃制成的 滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一 初速度向磁铁滑去。各物块在碰上磁铁前的运动
情况是( BD )
A、都做匀速运动
B、甲做加速运动
C、乙做匀速运动
D、丙做匀速运动
注意：铁磁化相吸，铝电磁感应产生涡流， 故铁加速，铝减速
电磁感应的其他一些应用
v
v
电磁阻尼，使金属盘，磁铁和金属球 快速停下，机械能转化为电能以热的形 式散发到周围的空气中。
动圈式话筒
话筒就是利用电磁感应，把声音信号 转变为电信号的装置。
电磁流量计
1、流量Q：单位时间内流 过的液体的体积。
2、原理：流动液体切割磁 感线，在ab两端形成电势 差为
Uab=Bdv
可得流量Q为
Q=πd2v/4 即Q=πdUab/4B
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D卷
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D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共5题；共10分)1. （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2. （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3. （2分） (2017高二上·惠州期末) 电磁炉在炉内由交变电流产生交变磁场，使放在炉上的金属锅体内产生感应电流而发热，从而加热食品．电磁炉的工作利用了（）A . 电流的热效应B . 静电现象C . 电磁感应原理D . 磁场对电流的作用4. （2分）如图所示，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5. （2分）弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，将磁铁抬到某一高度放下，磁铁能上下振动较长时间才停下来，如图甲所示．如果在磁铁下端放一个固定的铁制金属圆环，使磁铁上、下振动穿过它，能使磁铁较快地停下来，如图乙所示．若将铁环换成超导环如图丙所示，可以推测下列叙述正确的是（）A . 放入超导环，磁铁的机械能转化成一部分电能，而电能不会转化为内能，能维持较大电流，从而对磁铁产生更大阻力，故超导环阻尼效果明显B . 放入超导环，电能不能转化为内能，所以，没有机械能与电能的转化，超导环不产生阻尼作用C . 放入铁环，磁铁的机械能转化为电能，然后进一步转化为内能，磁铁的机械能能迅速地转化掉，具有阻尼效果D . 放入铁环，磁铁的机械能转化为热能，损失掉了，能起阻尼作用二、多项选择题 (共3题；共9分)6. （3分）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7. （3分）如图所示为真空冶炼炉．炉外有线圈，则真空冶炼炉在工作时，下列说法错误的是（）A . 通过线圈的电流直接流经炉内金属，并使之发热B . 通过线圈的电流是高频交流电C . 炉内金属中会产生感应电流，这种电流叫涡流D . 炉内金属中会产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化8. （3分） (2017高二下·珠海期中) 下列说法正确的是（）A . 把金属块放在变化的磁场中可产生涡流B . 在匀强磁场中匀速运动的金属块会产生涡流C . 涡流对于生产和实验，既有有利的一面，也有不利的一面D . 大块金属中无感应电动势产生，直接产生了涡流三、填空题 (共2题；共13分)9. （5分）用来冶炼合金钢的真空________，炉外有________，线圈中通入________电流，炉内的金属中产生________．涡流产生的________使金属熔化并达到很高的温度．10. （8分） (2018高二下·大方期中) 电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．（1）使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)：________和________．（2）在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．（3）“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？________和________(请写出两点)四、计算题 (共1题；共5分)11. （5分）一金属圆环用绝缘细绳悬挂，忽略空气阻力，圆环可做等幅摆动，若在圆环正下方放置一条形磁铁如图所示，圆环将如何运动．参考答案一、选择题 (共5题；共10分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、二、多项选择题 (共3题；共9分)6-1、7-1、8-1、三、填空题 (共2题；共13分)9-1、10-1、10-2、10-3、四、计算题 (共1题；共5分) 11-1、。
高二物理人教版选修3-2第四章 7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
核心素养培养目标
1.了解涡流是怎样产生 的。 2.了解涡流现象的利用和 危害。 3.通过对涡流实例的分 析,了解涡流现象在生活 和生产中的应用。 4.了解电磁阻尼和电磁驱 动。 5.通过对涡流利弊的认 识,培养全面认识和对待 事物的科学素养。
核心素养思维导图
一、涡流 1.定义:由于电磁感应,在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流。 2.特点:若金属的电阻率小,涡流往往很强,产生的热量很多。 3.应用 (1)涡流热效应:如真空冶炼炉。 (2)涡流磁效应:如探雷器、安检门。 4.防止 电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能 量,损坏电器。 (1)途径一:增大铁芯材料的电阻率。 (2)途径二:用相互绝缘的硅钢片叠
(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵循法 拉第电磁感应定律。
(2)磁场变化越快 Δ������越大 ,导体的横截面积 S 越大,导体材料的电
������
阻率越小,形成的涡流就越强。
探究一
探究二
典例剖析 【例题1】 (多选)高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频 交变电流,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接, 要使焊接处产生的热量较大可采用 ( ) A.增大交变电流的电压 B.增大交变电流的频率 C.增大焊接缝的接触电阻 D.减小焊接缝的接触电阻
试定性分析其原因。
解析:第一种情况下,阻尼摆进入有界磁场后,在摆中会形成涡流, 涡流受磁场的阻碍作用,会很快停下来;第二种情况下,将金属摆改 成梳齿状,阻断了涡流形成的回路,从而减弱了涡流,受到的阻碍会 比先前小得多,所以会摆动较长的时间。
答案:见解析
12 3 4 5
1.如图所示,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( )
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
2.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用， 下列说法正确的是（ ） A.电磁炉利用变化的磁B场CD使食物中的水分子形成涡流来对食物 加热
B.当金属探测器在探测到金属时，会在金属内部产生涡流，涡 流的磁场反过来影响金属探测器中的电流，致使蜂鸣器发出蜂 鸣声
C.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动 的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也 是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏
4.电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。线圈中流过变化的电流， 在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。 因此，我们要想
办法减小涡流。途径之一是增
大铁芯材料的电阻率，常用的
铁芯材料是硅钢，它的电阻率
比较大。另一个途径就是用互
相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
5.探测地雷的探雷器是利用涡流工作的。士兵手持一个长柄线 圈在地面扫过，线圈中有变化着的电流。如果地下埋着金属物 品，金属中会感应出涡流， 涡流的磁场反过来影响线圈中 的电流，使仪器报警。这种探 雷器可以用来探测金属壳的地 雷或有较大金属零件的地雷。 机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
11.水平光滑的桌面内固定一足够长的直导线，并通入如下图 所示的恒定电流，两个相同的正方形线框abcd和efgh到导线 的距离相等，两个线框
间产生的电磁现象忽略不计，
现分别给两个线框竖直向下
和水平向右的速度v。
下列判断正确的是（ ACD） A.线框abcd做匀速直线运动，线框efgh做减速直线运动
C．铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D．磁块动能的增加量小于于重力势能的减少量
10．两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式， 用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中， 电流计B的指针将（ ）
人教版高中物理选修3-2第四章4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年4月3日 星期六1时18分 10秒13:18:103 April 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。下 午1时18分10秒 下午1时18分13:18:1021.4.3
谢谢大家
2.金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻 率小，则涡流很强，产生的热量也很多。
3.应用 (1)利用
a.真空冶炼炉，高频焊接
焊
线圈导线
接
处
电源
待焊接元件
生活中的物理：电磁炉的工作原理
电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上 交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生 强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强 涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热 量，将饭菜煮熟。
第七节
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
根据麦克斯韦电磁 场理论，当如右图所 示的磁场变化时，导 体中的自由电子就会 在此电场力的作用下 定向移动从而产生感 应电流，这种感应电 流是像旋涡一样的闭 合的曲线，我们把它 叫涡电流。
B
E
一.涡流
1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近 的任何导体中都会产生感应电流-----涡流.
4、著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图
所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电
源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支
撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下
A 列关于圆盘的说法中正确的是（
）
A.圆盘将逆时针转动
B.圆盘将顺时针转动
C.圆盘不会转动
D.无法确定圆盘是否会动
•
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。21.4.321.4.3Saturday, April 03, 2021
新人教版第4章第七节涡流 电磁阻尼和电磁驱动练习题及答案解析
1．(2021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4－7－82．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4－7－93.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4－7－104.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4－7－115．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hB．若是匀强磁场，球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，球滚上的高度等于hD．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，机械能转化为内能，故球滚上的高度小于h，选项C错D对．一、选择题图4－7－121．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，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，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C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯中的电阻，以减少发热量解析:选BD.不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，是防止涡流而采取的措施．图4－7－133．(2021年合肥高二检测)如图4－7－13所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是()A．铁B．木C．铝D．塑料解析:选C.木球、塑料球在光滑水平面上将做匀速运动，B、D错误；铁球受磁铁的吸引在光滑水平面上将做加速运动，A错误；铝球受电磁阻尼作用在光滑水平面上将做减速运动，C正确．图4－7－144.某磁场磁感线如图4－7－14所示，有铜圆板自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，圆板中的涡电流方向是()A．始终顺时针B．始终逆时针C．先顺时针再逆时针D．先逆时针再顺时针解析:选C.把圆板从A至B的全过程分成两个阶段处理:第一阶段是圆板自A位置下落到具有最大磁通量的位置O，此过程中穿过圆板磁通量的磁场方向向上且不断增大．由楞次定律判断感应电流方向(自上向下看)是顺时针的；第二阶段是圆板从具有最大磁通量位置O落到B位置，此过程穿过圆板磁通量的磁场方向向上且不断减小，由楞次定律判得感应电流方向(自上向下看)是逆时针的．图4－7－155．如图4－7－15所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则下列说法中正确的是()A．磁铁的振幅不变B．磁铁做阻尼振动C．线圈中产生方向不变的电流D．线圈中产生方向变化的电流解析:选BD.尽管不知道条形磁铁的下端是N极还是S极，但是，在条形磁铁上下振动的过程中，周期性地靠近(或远离)闭合线圈，使穿过闭合线圈的磁通量不断变化，从而产生感应电流．根据楞次定律可知，闭合线圈产生感应电流的磁场必然阻碍条形磁铁的振动，使其机械能不断减小，从而做阻尼振动；同时由于条形磁铁在靠近线圈和远离线圈时，穿过闭合线圈的磁通量方向不变，但磁通量的增减情况刚好相反．根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向不断地做周期性变化，即线圈中产生的感应电流是方向变化的电流．图4－7－166．如图4－7－16所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( )A ．先向左，后向右B ．先向左、后向右、再向左C ．一直向右D ．一直向左解析:选D.当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈内产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动，故线圈有相对木板向右运动的趋势，故受到的静摩擦力总是向左．选项D 正确，A 、B 、C 错误．图4－7－177．如图4－7－17所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )A ．整个过程都做匀速运动B ．进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动C ．整个过程都做匀减速运动D ．穿出时的速度一定小于初速度解析:选D.小球的运动主要研究两个阶段:一是球进入磁场的过程，由于穿过小球的磁通量增加，在球内垂直磁场的平面上产生涡流，有电能产生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以产生的电能只能是由球的机械能转化而来，由能的转化与守恒可知，其速度减小；二是穿出磁场的过程，同理可得速度进一步减小，故选项D 正确．图4－7－188．如图4－7－18所示，条形磁铁从h 高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S 断开时，至落地用时t 1，落地时速度为v 1；S 闭合时，至落地用时t 2，落地时速度为v 2，则它们的大小关系正确的是( )A ．t 1＞t 2，v 1＞v 2B ．t 1＝t 2，v 1＝v 2C ．t 1＜t 2，v 1＜v 2D ．t 1＜t 2，v 1＞v 2解析:选D.开关S 断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a ＝g ；当S 闭合时，线圈中有感应电流阻碍磁铁下落，故a ＜g ，所以t 1＜t 2，v 1＞v 2.9．一个半径为r 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环，用一根长为L 的绝缘细绳悬挂于O 点，离O 点下方L 2处有一宽度为L 4、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图4－7－19所示．现使圆环从与悬点O 等高位置A 处由静止释放(细绳张直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( )图4－7－19 A ．mgL B ．mg (L 2＋r ) C ．mg (34L ＋r ) D ．mg (L ＋2r ) 解析:选C.线圈在进入磁场和离开磁场时，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能减少．最后线圈在磁场下面摆动，机械能守恒．在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摆动的整个过程中，金属环减少的机械能为mg (34L ＋r )．图4－7－2010. (2021年高考大纲全国卷Ⅱ)如图4－7－20，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d解析:选D.金属线圈进入与离开磁场的过程中，产生感应电流，线圈受到向上的磁场力即安培力，根据F ＝IlB ，E ＝Bl v ，I ＝E r 可得:F ＝B 2l 2v r ，由此可知线圈所受到的磁场力大小与速度大小成正比．当线圈完全进入磁场时，没有安培力，故F c ＝0；通过水平面b 时，有v 2b ＝2gh ab ，则v b ＝2gh ab ；通过水平面d 时设线圈刚完全进入时的速度为v ′b ，有v 2d－v ′2b ＝2gh bd ，则v d ＝v ′2b ＋2gh bd ，而h bd ＞h ab ，故v d ＞v b ，则F d ＞F b ，所以本题答案为D.二、非选择题图4－7－2111.如图4－7－21所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管A .在弧形轨道上高为h 的地方，无初速度释放一磁铁B (可视为质点)，B 下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A 的中心轴运动，设A 、B 的质量分别为M 、m ，若最终A 、B 速度分别为v A 、v B .(1)螺旋管A 将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能．解析:(1)磁铁B 向右运动时，螺旋管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺旋管A 向右运动．(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A 、B 的动能和螺旋管中的电能，所以mgh ＝12M v 2A ＋12m v 2B ＋E 电． 即E 电＝mgh －12M v 2A －12m v 2B . 答案:(1)向右运动 (2)mgh －12M v 2A －12m v 2B 图4－7－2212．如图4－7－22所示，在光滑的水平面上有一半径r ＝10 cm 、电阻R ＝1 Ω、质量m ＝1 kg 的金属环，以速度v ＝10 m/s 向一有界磁场滑去．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B ＝0.5 T ，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环一共释放了32 J 的热量，求:(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环运动的加速度．解析:(1)设刚好有一半进入磁场时，圆环的速度为v ′，由能量守恒，得12m v 2＝Q ＋12m v ′2 此时圆环切割磁感线的有效长度为2r ，圆环的感应电动势E ＝B ·2r ·v ′而圆环此时的瞬时功率P ＝E 2R ＝(B ·2r ·v ′)2R两式联立代入数据可得v ′＝6 m/s ，P ＝0.36 W(2)此时圆环在水平方向受向左的安培力F ＝ILB ，圆环的加速度为a ＝ILB m ＝B 2(2r )2v ′mR ＝6×10－2 m/s 2，方向向左．答案:(1)0.36 W (2)6×10－2 m/s 2 向左。
高中物理人教版选修32课件第四章第7节涡流电磁阻尼和电磁驱动
3．涡流的防止 电动机、变压器的线圈中有变化的电流，因而在铁芯中产 生了涡流，不仅浪费了能量，还可能损坏电器，因此，要想办 法减小涡流。为了达到减小涡流的目的，采用了电阻率大的硅 钢做铁芯的材料，并把硅钢做成彼此绝缘的薄片，这样，就大 大减小了涡流。
4．涡流的利用 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入 反复变化的电流，炉内的金属中就产生涡流。涡流产生的热量 使金属达到很高的温度并熔化。利用涡流冶炼金属的优点是整 个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金 属，可以冶炼高质量的合金。
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
[解析] 交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温 越快，故 A 项对；工件上各处电流相同，电阻大处产生的热 量多，故 D 项对。
[答案] AD
[典例 2] 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物
线，如图所示，抛物线的方程为 y＝x2，其下半部处
动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( ) A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁大 C．线圈转动时将产生感应电流 D．线圈转动时感应电流的方向始终是 abcda
解析：当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋 转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故 C 对；当线圈相对磁 铁转过 90°时，其感应电流方向不再是 abcda，D 错；由楞次定 律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度 一定小于磁铁转动的角速度。如果两者的角速度相同，磁感线 与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产 生，故 A、B 错。 答案：C
A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方 向改变 2 次
高中物理选修3-2 第四章 第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一、涡流
1．定义：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，电流在导体内自成闭合回路，很像水的漩涡，把它叫做涡电 流，简称涡流．
2．产生：把金属块放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动时，金属 块内都会产生涡流．
涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律．
3．特点：电流在金属块内自成闭合回路，整块金属的电阻很小，涡流 往往很强．
答案：B
二、电磁阻尼和电磁驱动
1．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．
说明：电磁阻尼在实际中有很多应用，课本上讲的使电学仪表的指针很 快地停下来，就是电磁阻尼作用．电磁阻尼还常用于电气机车的电磁制动器 中．
2．电磁驱动 如果磁场相对于导体运动，在导体动起来，这种作用常常称为电磁驱动． 如右图所示，当转动蹄形磁铁时，线圈 也跟着转动起来，产生这种现象的原因 就是电磁驱动． 电磁驱动的原因分析：当蹄形磁铁转动时， 穿过线圈的磁通量就发生变化，例如，线圈处 于图中所示的初始状态时，穿过线圈的磁通量 为零，蹄形磁铁一转动，穿过线圈的磁通量就
如右图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环 在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的 是( )
A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点 C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动
解析：铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，则环 中有感应电流产生，故应损耗一定的机械能．所以A点高于B点．
增加了．根据楞次定律，此时线圈中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加， 因而线圈会跟着一起转动起来．
（双选）磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上， 这样做的目的是( )
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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（II）卷姓名:________ 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
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
3. （2分） (2017高二上·海口期末) 电磁感应中下列说法正确的是（）
A . 法拉第电磁感应定律公式是Q=I2Rt
B . 高电压输电会增大导线上因发热而损失的电能
C . 电路中自感的作用是阻止电流的变化
D . 利用涡流的热效应可以制成一种新型的炉灶﹣﹣电磁炉
4. （2分）下列应用与涡流有关的是（）
A . 高频感应冶炼炉
B . 汽车的电磁式速度表
C . 家用电度表
D . 闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流
5. （2分）如图所示，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
二、多项选择题 (共3题；共9分)
6. （3分） (2019高二下·丽水月考) 关于物理知识在生产、生活中的应用，下列说法正确的是（）
A . 真空冶炼炉的工作原理是电流的磁效应
B . 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
C . 变压器的铁芯所使用的材料是硅钢，主要原因是硅钢是铁磁性材料并且具有较大的电阻率
D . 在炼钢厂中，把融化的钢水浇入圆柱形模子，模子沿圆柱的中心轴线高速旋转，冷却后形成无缝钢管，这种技术采用的是离心运动的原理
7. （3分）如图所示为真空冶炼炉．炉外有线圈，则真空冶炼炉在工作时，下列说法错误的是（）
A . 通过线圈的电流直接流经炉内金属，并使之发热
B . 通过线圈的电流是高频交流电
C . 炉内金属中会产生感应电流，这种电流叫涡流
D . 炉内金属中会产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化
8. （3分）下列关于涡流的利用与防止说法正确的是（）
A . 真空冶炼炉和探雷器是利用涡流工作的
B . 变压器的铁芯用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成是为防止涡流
C . 电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅是为增大涡流
D . 电动机的铁芯要用整块金属是为增大涡流
三、填空题 (共2题；共11分)
9. （3分）金属块放在________的磁场中，或者让它在磁场中________时，金属块内将产生________，即涡流．
10. （8分） (2018高二下·大方期中) 电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．
（1）使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)：________和________．（2）在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．
（3）“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？________和________(请写出两点)
四、计算题 (共1题；共5分)
11. （5分）如图所示是称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端O点轴在竖直面内转动，一水平有界磁场垂直于金属薄片所在的平面．使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动；若将摆改成梳齿状，还是从同一位置释放，摆会摆动较长的时间．试定性分析其原因．
参考答案一、选择题 (共5题；共10分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
二、多项选择题 (共3题；共9分)
6-1、
7-1、
8-1、
三、填空题 (共2题；共11分)
9-1、
10-1、
10-2、
10-3、
四、计算题 (共1题；共5分) 11-1、。