高中物理第2章电磁感应3涡流、电磁阻尼和电磁驱动选择性必修第二册选择性必修第二册物理
22人教版高中物理新教材选择性必修第2册--第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
课标解读 课本要求 课标解读
1.通过实验，了解涡流现象。
2.能举例说明涡流现象在生产生活中的应用。
3.了解电磁阻尼和电磁驱动。 1.物理观念：通过实验，了解电磁阻尼和电磁驱动。
2.科学恩维：了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。
3.科学探究：通过实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害。
4.科学态度与责任：通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用。
自主学习·必备知识
教材研习
教材原句
要点一 电磁感应现象中的感生电场
麦克斯韦认为，磁场 变化 ①时会在空间激发一种电场。这种电场与静电场 不同 ②，它不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。如果此刻空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向 运动 ③，产生感应电流，也就是说导体中产生了感应电动势。
要点二 涡流
当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中可能会产生感应电流。实际上，这个线圈 附近 ④的任何 导体 ⑤，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡 电流 ⑥，简称涡流。
要点三 电磁阻尼和电磁驱动
当导体在磁场中 运动 ⑦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 ⑧。
如果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 ⑨。
自主思考
①均匀变化的磁场和非均匀变化的磁场产生的感生电场有什么不同？周期性变化的磁场产生的感生电场有何特点？
答案：提示 均匀变化的磁场产生恒定的感生电场，非均匀变化的磁场产生变化的感生电场。周期性变化的磁场产生周期性变化的感生电场，且频率相等。
_新教材高中物理第二章电磁感应3涡流电磁阻尼和电磁驱动学案新人教版选择性必修第二册
1 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1．知道感生电动势的产生以及与感生电场的联系，会判断感生电动势的方向并计算其大小。
2．了解涡流的产生过程。
3．了解涡流现象的利用和危害。
4．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。
5．了解电磁阻尼和电磁驱动及应用。
知识点一 电磁感应现象中的感生电场
[情境导学]
电磁感应现象中的感生电场与电荷周围的静电场从产生机理上看有什么区别？
提示：电磁感应现象中的感生电场是由变化的磁场激发产生的，静电场是由电荷激发产生的。
[知识梳理]
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，它与静电场不同，不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。
2．感生电动势
由感生电场产生的感应电动势。
3．感生电动势中的非静电力
就是感生电场对自由电荷的作用。
4．感生电场的方向判断
由磁场的方向和强弱变化，根据楞次定律判断。
[初试小题]
1．判断正误。
(1)感生电场线是闭合的。(√)
(2)磁场变化时，可以产生感生电场，并不需要电路闭合这一条件。(√)
(3)感生电场是产生感生电动势的原因。(√)
(4)感生电动势与动生电动势一样都是由于磁场变化产生的。(×) 2 2．某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是( )
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增强
C．沿BA方向磁场恒定不变
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
解析：选A 感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向向下且沿AB方向减弱或原磁场方向向上且沿BA方向增强。所以A正确。
知识点二 涡流
[情境导学]
在一铁块的外面绕有如图所示的线圈，当线圈通有如图所示的交变电流时，请问铁块中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？
2019版高中物理 第四章 电磁感应 第7课时 涡流、电磁阻尼和电磁驱动学案 新人教版选修3-2
精 品 试 卷
推荐下载 第7课时 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
[研究选考·把握考情]
知识内容 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 考试要求
加试b
教学要求 1.了解涡流产生的原因，知道涡流的本质是感应电流
2.了解电磁阻尼和电磁驱动现象
3.了解涡流的应用和减小涡流危害的方法
说明 不要求解释电磁驱动和电磁阻尼现象
知识点一 涡流
[基 础 梳 理]
1.定义：用整块金属材料作铁芯绕制的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场穿过铁芯，整个铁芯会自成回路，产生感应电流，这种电流看起来像水中的旋涡，把这种电流叫做涡电流，简称涡流。
2.应用
(1)涡流热效应的应用，如真空冶炼炉。
(2)涡流磁效应的应用，如探雷器。
3.防止：电动机、变压器等设备中应防止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：用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯代表整块硅钢铁芯。
[要 点 精 讲]
1.对涡流的理解：
(1)本质：电磁感应现象。
(2)条件：穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身构成闭合回路。
(3)特点：整个导体回路的电阻一般很小，感应电流很大。故金属块的发热功率很大。
2.产生涡流的两种情况：
(1)块状金属放在变化的磁场中；
(2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
3.产生涡流时的能量转化：伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化精 品 试 卷
推荐下载 为内能。例如，金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
【例1】 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)。一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是(
2013-2014学年高中物理(人教版 选修3-2)同步课时检测 第四章 电磁感应 第10课时 涡流、电磁阻尼和驱动
训练10 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
[概念规律题组]
1．下列仪器是利用涡流工作的有 ( )
A．电磁炉 B．微波炉
C．金属探测器 D．真空冶炼炉
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，以减小发热量
3．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
D．在硅钢中不能产生涡流
4.如图1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，
设环的初速度为零，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 图1
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
5．磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈围绕在铝框上，这样做的目的是( )
A．防止涡流而设计的 B．利用涡流而设计的
C．起电磁阻尼的作用 D．起电磁驱动的作用
6．如图2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
B．1是磁铁，在2中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动 图2
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
[方法技巧题组]
7.如图3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 图3
C．振幅不断增大
D．无法判定
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应 学案3
学案3 习题课：楞次定律的应用
[学习目标定位] 1.学习应用楞次定律的推论判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别．
1．应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：
(1)明确所研究的闭合电路，判断原磁场的方向；
(2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况；
(3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向；
(4)由安培定则根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流的方向．
2．安培定则(右手螺旋定则)、右手定则、左手定则
(1)判断电流产生的磁场方向用安培定则．
(2)判断磁场对通电导体及运动电荷的作用力方向用左手定则．
(3)判断导体切割磁感线运动产生的感应电流方向用右手定则.
一、增反减同法
感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化．
(1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，
(2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同．
口诀记为“增反减同”．
例1 如图1所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸处，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈的感应电流 (
)
图1
A．沿abcd流动
B．沿dcba流动
C．先沿abcd流动，后沿dcba流动 D．先沿dcba流动，后沿abcd流动
解析 本题考查用楞次定律判断感应电流的方向，关键要分析清楚矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中，穿过线圈的磁感线方向相反．由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小为零，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd.
答案 A
二、来拒去留法
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动，简称口诀“来拒去留”．
(浙江专用)高中物理第四章电磁感应(第7课时)涡流、电磁阻尼和电磁驱动教师用书新人教版选修3-2
第7课时 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
研究学考·把握考情]
知识内容 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 考试要求
加试b
教学要求 1.了解涡流产生的原因，知道涡流的本质是感应电流
2．了解电磁阻尼和电磁驱动现象
3．了解涡流的应用和减小涡流危害的方法
说明 不要求解释电磁驱动和电磁阻尼现象
知识点一
涡流
基 础
梳 理]
的电流时，变化的电流会变化．定义：用整块金属材料作铁芯绕制的线圈，当线圈中通有1，这种电流看感应电流，整个铁芯会自成回路，产生铁芯化的磁场穿过，变磁场产生变化的起来像水的旋涡，把这种电流叫做涡电流，简称涡流。
2．应用
。真空冶炼炉涡流热效应的应用，如(1)
。探雷器涡流磁效应的应用，如(2)
3．防止：电动机、变压器等设备中应防止涡流过大而导致浪费能量，损坏电器。
。电阻率途径一：增大铁芯材料的(1)
叠成的铁芯代表整块硅钢铁芯。硅钢片途径二：用互相绝缘的(2)
要 点 精 讲]
1．对涡流的理解：
(1)本质：电磁感应现象。
(2)条件：穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身构成闭合回路。
(3)特点：整个导体回路的电阻一般很小，感应电流很大。故金属块的发热功率很大。
2．产生涡流的两种情况：
(1)块状金属放在变化的磁场中；
(2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
3．产生涡流时的能量转化：伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能。例如，金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
，其下半部2x＝y为所示，抛物线的方程1光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1 例处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)。一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )
高中物理第二章电磁感应3涡流电磁阻尼和电磁驱动学案新人教版选择性2
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1．知道感生电动势的产生以及与感生电场的联系，会判断感生电动势的方向并计算其大小。
2．了解涡流的产生过程。
3．了解涡流现象的利用和危害。
4．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。
5．了解电磁阻尼和电磁驱动及应用。
知识点一 电磁感应现象中的感生电场
[情境导学]
电磁感应现象中的感生电场与电荷周围的静电场从产生机理上看有什么区别？
提示：电磁感应现象中的感生电场是由变化的磁场激发产生的，静电场是由电荷激发产生的。
[知识梳理]
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，它与静电场不同，不是由电荷产生的，我们把它叫作感生电场。
2．感生电动势
由感生电场产生的感应电动势。
3．感生电动势中的非静电力
就是感生电场对自由电荷的作用。
4．感生电场的方向判断
由磁场的方向和强弱变化，根据楞次定律判断。
[初试小题]
1．判断正误。
(1)感生电场线是闭合的。(√)
(2)磁场变化时，可以产生感生电场，并不需要电路闭合这一条件。(√)
(3)感生电场是产生感生电动势的原因。(√)
(4)感生电动势与动生电动势一样都是由于磁场变化产生的。(×) 2．某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是( )
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增强
C．沿BA方向磁场恒定不变
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
解析：选A 感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向向下且沿AB方向减弱或原磁场方向向上且沿BA方向增强。所以A正确。
知识点二 涡流
[情境导学]
在一铁块的外面绕有如图所示的线圈，当线圈通有如图所示的交变电流时，请问铁块中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？
高中物理选择性必修二 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
第二章 电磁感应
第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
教材分析
涡流、电磁阻尼和电磁驱动是一种特殊的电磁感应现象，在实际中有许多应用。涡流和自感现象以及许多现象一样，都有利弊两个方面。教学中应充分应用这些实例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度。学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而旦还掌握了感应电动勢的大小与什么因素有关。即已经学会对自感现象的分析，但头脑中没有涡流这个概念而已，也没有意识到涡流现象，线圏本身也会产生电磁感应现象。学习中对涡流现象的解释以及分析是学生遇到的最大挑战。
教学目标与核心素养
物理观念：知道涡流对我们有不利和有利两个方面的影响，以及如何利用的防止。
科学思维：通过学生的讨论和旧知识分析新问题弄清涡流产生的原因以及涡流的特点。
科学探究：通过魔术实验探究，知道什么是电磁阻尼和电磁驱动现象，并能分析二者的不同点和相同点，以及实质。
科学态度与责任：通过理论与实际的相结合，提高学习的兴趣，培养其用理论知识解决实际问题的能力。
教学重难点
1、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际分析
2、教学难点：电磁阻尼和电磁驱动的实际分析
教学过程
1、 引题：展示图片，并提出问题：这两种灶给锅加热的原理是什么？（热传递）再展示电磁炉的图片，提出问题：电磁炉的加热原理是什么？是热传递吗？
【探究体验】电磁炉加热原理探究
探究活动1：开启电磁炉一会，触摸电磁炉的炉面和锅，有什么感受？用勺子靠近电磁炉中间位置但不要接触，过一会触摸勺子和炉面有什么感受？（不是热传递）
探究活动2：开启电磁炉，将带灯泡的线圈放到电磁炉面上（由边上慢慢往中间移动）观察现象，将线圈拿起靠近电磁炉观察现象，转动线圈方位，观察现象
问题引导：
1、 电灯泡线圈接电源了吗？
2、 灯泡为什么能亮，线圈中电流是怎么形成的？（感应电流）
2016-2017学年高中物理第4章电磁感应7涡流、电磁阻尼和电磁驱动课时作业新人教版选修3-2资料
1 7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
◎必做部分
1．磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )
A．为防止涡流而设计的 B．为利用涡流而设计的
C．起电磁阻尼的作用 D．起电磁驱动的作用
解析： 线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流，涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后较快停下来．所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用．B、C正确．
答案： BC
2.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
B．1是磁铁，在2中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
解析： 1在2中转动产生感应电流，感应电流受到安培力作用阻碍1的转动，A、D对．
答案： AD
3．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
解析： 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的相对运动，做阻尼振动．
答案： B
4．如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点．O点正下方固定一个水平放置的铝线圈．让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是(
)
A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次
B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用 2 C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力
解析： 磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向感应电流(从上面看)，并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向感应电流(从上面看)，磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力，阻碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变3次，感应电流对它的作用力始终是阻力，只有C项正确．
物理人教版高中选择性必修二(2019年新编)2-3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 讲义
第二章电磁感应
第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动
【素养目标】
1. 了解涡流是怎样产生的,了解涡流现象在日常生活和生产中的应用和危害。
2. 了解什么是电磁阻尼,什么是电磁驱动。了解电磁阻尼、电磁驱动在日常生活和生产中的应用。
【必备知识】
知识点一、电磁感应现象中的感生电场
1、感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫感生电场。磁场变化时闭合电路中产生了感应电动势，感生电场对自由电荷的作用“扮演”了非静电力的角色。
2、感生电场的方向判断
3、感生电动势：感生电场使导体中产生的电动势叫感生电动势。产生感生电动势的导体在电路中的作用是充当电源，其电路就是内电路，它与外电路连接就对会外电路供电。
知识点二、涡流
(1)概念
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
整块金属的电阻很小,涡流往往很强,产生的热量很多。
(3)应用
①涡流热效应的应用:如真空冶炼炉。
②涡流磁效应的应用: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成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
知识点三、电磁阻尼
(1)概念
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运动的现象。
(2)应用
磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止摆动,便于读数。
(3)电磁驱动
①概念
磁场相对于导体转动时,导体中产生感应电流,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的现象。
②应用
交流感应电动机。
【点睛】对涡流现象的进一步理解
(1)可以产生涡流的两种情况
①把块状金属放在变化的磁场中。
②让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
(2)能量转化
伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能。如果金属块放在了变化的磁场中,则磁场能转化为电能最终转化为内能;如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属的机械能转化为电能,最终转化为内能。