高中物理 第一章归纳与整理 粤教版选修3-2
2019版物理选修3-2粤教版全程导学笔记课件：第一章 电磁感应 第六节
一、自感现象的分析
1.当线圈中电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍原
电流的增大.
2.当线圈中电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同，阻碍
原电流的减小.
3.自感电动势总是阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化.
例1
如图 5 所示，电感线圈 L 的自感系数足够大，
其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡， 且在下列实验中不会烧毁，电阻 R2 阻值约等于 R1 的两倍，则 A.闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B.闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 图5
(5)在日光灯正常工作后，镇流器只会消耗电能，没有作用.( × )
2.如图4所示，电路中电源内阻不能忽略，R阻值和L的电阻相同，L的自
感系数很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯 慢慢 亮，
B灯 立即 亮.当S断开时，A灯 慢慢 熄灭，B灯 慢慢 熄灭.(填“立即”或
“慢慢”)
图4
题型探究
(2)断电自感：如图2所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关，两灯
泡的发光情况有什么不同？并尝试进行解释.
图2 答案 L2 立即熄灭， L1 闪亮一下，再逐渐熄灭 .S 断开时， L 中产生自感
电动势，阻碍电流减小，这个自感电动势为L1供电.
[知识梳理] 自感现象及自感电动势的定义和特点 自感 (1)定义：由于线圈本身的 电流 发生变化而产生的电磁感应现象.在_____ 现象中产生的感应电动势叫自感电动势.
并给镇流器并联一个开关 S2 ，如图乙
所示，则下列叙述正确的是
A.只把S3接通，日光灯就能正常发光
高中物理第一章归纳与整理课件粤教版选修3_2
������ ������
专题一
专题二
Hale Waihona Puke 专题三i=Δ������ ⑥ Δ������
ΔQ也是平行板电容器极板在时间间隔(t,t+Δt)内增加的电荷量. 由④式得ΔQ=CBLΔv⑦ 式中,Δv为金属棒的速度变化量.按定义有
Δ������ a= ⑧ Δ������
金属棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小为 Ff'=μFN⑨ 式中,FN是金属棒对于导轨的正压力的大小,有 FN=mgcos θ⑩ 金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下,设其大小为a,根据牛顿 第二定律有mgsin θ-Ff-Ff'=ma
· =ma③
������ 2
������ 2
2
联立 ①③解得 a= sin θ,选项 C 对 ;
当导体棒速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热 等于拉力和重力所做的功之和,选项D错.
专题一
专题二
专题三
专题二 怎样求解电磁感应中的电路及能量问题 1.电磁感应经常与电路问题综合考查,求解这类问题需要注意: (1)确定电源:首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源). 切割磁感线的导体一定是电源,内部磁通量发生变化的线圈是电源. (2)如果需要判断电势高低,还应根据楞次定律或右手定则判断感 应电流方向,且注意在电源内部,电流从低电势流向高电势,在外电 路,电流从高电势流向低电势. Δ������ (3)利用E=n Δ������ 或E=BLvsin θ求感应电动势的大小. (4)分析电路结构,画出等效电路图,利用欧姆定律和串、并联电 路的规律求解.
专题一
专题二
专题三
答案：0.4 m/s2
2A
3 m/s
专题一
粤教版高中物理选修3-2：第1、2节课件1-新版
第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件
栏 目 链 接
1．了解电磁感应的发现过程．
2．理解电磁感应现象及其产生的条件．
栏
目
链
接
3．运用电磁感应现象产生的条件判断回路是否有感应
电流．
栏 目 链 接
1．电磁感应现象．
由_磁___生_电___的现象，叫做电磁感应现象．由电磁感应
栏
与垂直磁场方向的夹角．
目 链
接
一般有以下两种情况．
(1)磁感应强度 B 和 θ 不变，有效面积 S 改变，则 ΔΦ＝Φt－Φ0＝
BΔScos θ. (2)磁感应强度 B 变化，磁感线穿过的有效面积 S 和 θ 不变，则 ΔΦ
＝Φt－Φ0＝ΔBScos θ.
一个 100 匝的线圈，其横截面积是边长为 L＝
说明：Φ的正负意义是从正、反两面穿入，若从
一面穿入为正，则从另一面穿入为负．
(4)意义：指穿过这个面的
____磁__感__线__条_数_______．磁感线越密的地方，也就是穿
栏
过单位面积的磁感线条数 _____越__多_____的地方，磁感
目 链
应强度B ___越_大______.因此，B越大，穿过这个面的磁
现象产生的电动势称为__感__应__电__动__势____，产生的电流，称为
__感__应__电__流____．
栏
2．磁通量．
目 链
接
(1)定义：___磁__感__应__强__度__B__与__垂__直__于__B_的__面__积__S_ 的乘积，
叫做穿过这个面的磁通量．
(2)公式：_Φ_＝__B__S__；单位：_韦__伯____；符号：_W__b___. (3)矢量性： _标__量___，但有正负．
版物理选修32粤教版全程导学笔记课件：第一章 电磁感应 第七节
解析 答案
例2 (多选)如图6所示，闭合金属环从光滑曲面
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，曲面处在图中磁场中，则
A.若是匀强磁场，环上升的高度小于h
图6
√B.若是匀强磁场，环上升的高度等于h
C.若是非匀强磁场，环上升的高度等于h
√D.若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
•
7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得
不堪忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021年11月22日星期一2时48分55
秒02:48:5522 November 2021
•
8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者
√A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
√D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
123
图9
答案
3.如图10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
变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它的
形状像什么？
答案 有.变化的电流产生变化的磁场，变化的
磁场产生感生电场，使导体中的自由电子发生
定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的
图1
旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流.
[知识梳理] 1.涡流：在一根导体外面绕上线圈，并让线圈通入 交变电流 ，在整个 导体中，就形成一圈圈环绕导体轴线流动的 感应电流 ，就好像_水__中__ 的旋涡 一样，这种产生感应电流的现象称为涡流现象. 2.涡流大小的决定因素：导体的外周长越 长 ，交变磁场的频率越 高 ，
高中物理选修3-2：：第一章 章末整合 (2013粤教版)
相互吸引
解析：磁铁的 N 极下方区域的磁感线向下，因此，磁铁的 N 极朝下但未插入线圈内部时，穿过线圈的磁场方向向下．当
磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量的变化是：向下减小，根
据楞次定律，闭合线圈中会产生感应电流，电流的磁场方向应
向下(阻碍磁通量减小)，再根据安培定则，可以判断，线圈中
感应电流的方向与图中箭头方向相反，且磁铁与线圈相互吸引．
⊥OF；OO′为∠EOF 的角平分线，OO′间的距离为 l；磁场方
向垂直于纸面向里．一边长为 l 的正方形导线框沿 OO′方向匀速 通过磁场，t＝0 时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流 沿逆时针方向时为正，则感应电流 i 与时间 t 的关系图线可能正确 的是( )
图 1－13
答案：B
5．(双选，2011 年山东卷)如图1－14所示，两固定的竖直 光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体 棒 c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度 h 处．磁场宽 为 3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放 c，c 刚进入磁场即 匀速运动，此时再由静止释放 d，两导体棒与导轨始终保持良 好接触．用 ac 表示 c 的加速度，Ekd 表示 d 的动能，xc、xd 分别 表示 c、d 相对释放点的位移．则以下四个图象中正确的是( )
总是阻碍物体之间的相对运动的发生．
【例题】如图 1－2 所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形 磁铁，磁铁的 N 极朝下但未插入线圈内部，当磁铁向上运动时 ( ) A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同， 磁铁与线圈相互吸引 B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同， 磁铁与线圈相互排斥 图 1－2 C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈 D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈 相互排斥
2019版物理选修3-2粤教版全程导学笔记课件：第一章 电磁感应 微型专题1
条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线穿过圆环圆心，与环面垂直，
场时，磁场 方向、电流方向、 磁场方向、感 方向关系 向关系 者方向关系
向关系
综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合，不能混淆.
例5
(多选)如图5 所示装置中，cd杆光滑且原来静止 .当 ab杆做如下哪些
运动时，cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)
图5 A.向右匀速运动
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边在纸外，ad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方向
B.沿dcba方向
C.先沿abcd方向，后沿dcba方向
D.先沿dcba方向，后沿abcd方向
1 2 3 4 5
解析
答案
2.如图8所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝 环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直
向下迅速移动时，下列判断正确的是
A.铝环有收缩趋势，对桌面压力减小
√
B.铝环有收缩趋势，对桌面压力增大
C.铝环有扩张趋势，对桌面压力减小
图8
D.铝环有扩张趋势，对桌面压力增大
1
第一章 电磁感应
微型专题1 楞次定律的应用
[学习目标]
1.应用楞次定律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.
内容索引
题型探究
重点难点 各个击破
达标检测
当堂检测 巩固反馈
题型探究
一、利用“结论法”判断感应电流的方向
粤教版高中物理选修3-2课件第1章-第1节-第2节
图 1－1－10
【解析】 在直导线电流磁场中的五个线圈，原来磁通 量都是垂直纸面向里的，对直线电流来说，离电流越远，磁 场就越弱． 线圈向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故 A 线圈 中没有感应电流． 线圈向下平动，穿过线圈的磁通量减少，故 B 线圈中产 生感应电流． 线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化，故 C 线圈中产 生感应电流． 线圈不动，线圈中磁通量不变，故 D 线圈中没有感应电 流． 线圈向上平移，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈不 是闭合回路，因此 E 线圈中无感应电流． 【答案】 B、C 中有感应电流 A、D、E 中无感应电 流
磁通量
【问题导思】 1．应从哪些方面理解磁通量？ 2．如何求解磁通量和磁通量的变化量？
1．匀强磁场中磁通量的计算 (1)B 与 S 垂直时：Φ＝BS，B 指匀强磁场的磁感应强度， S 为线圈的面积． (2)B 与 S 不垂直时：Φ＝BS⊥，S⊥为 线圈在垂直磁场方向上的投影面积，在应 用时可将 S 投影到与 B 垂直的方向上或者
●新课导入建议 晴朗的天气，绿色的草坪，我们可以尽情享受野外大自 然给我们带来的乐趣． 在游玩的同时，我们不妨也做一次简单的生活实验，把 一条大约 10 m 长的电线的两端连在一个灵敏电流表的两个 接线柱上，形成闭合电路．两个同学迅速摇动这条电线，这 时你会惊奇地发现电流表的指针在来回摆动．当两同学站的 方位不同时， 电流的大小也随之发生变化． 这是怎么回事呢？ 通过这节课的学习，我们将明白其中的奥秘．
线圈，磁通量应是抵消之后所剩余的磁感线 的净条数、从上向下看，穿过圆环 A、B 的 磁感线如图所示，磁感线有进有出，A、B 环 向外的磁感线条数一样多，但 A 环向里的磁感线条数较多， 抵消得多，净剩条数少，所以 ΦA<ΦB.
粤教版物理选修3-2《第一章电磁感应》知识点总结
粤教版物理选修3-2《第一章电磁感应》知识点总结选修3-2第一章电磁感应知识点总结一、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。
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、产生感应电流的方法.（1）磁铁运动。
（2）闭合电路一部分运动。
（3）磁场强度B变化或有效面积S变化。
注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电流”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电流”。
不管是动生电流还是感生电流，我们都统称为“感应电流”。
- 2 -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。
4、分析是否产生感应电流的思路方法.（1）判断是否产生感应电流，关键是抓住两个条件：①回路是闭合导体回路。
②穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意：第②点强调的是磁通量“变化”，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么不论低通量有多大，也不会产生感应电流。
（2）分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场- 3 -的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。
②闭合回路的面积S发生变化。
③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.（1）内容：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。
①凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。
②凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。
（2）楞次定律的因果关系：- 4 -- 5 -- 6 -闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是（2）就电流而言，感应电流的磁场阻碍原电流的变化，即原电流增大时，感应电流磁场方向与原电流磁场方向相反；原电流减小时，感应电流磁场方向与原电流磁场方向相同。
版物理选修32粤教版全程导学笔记课件：第一章 电磁感应 第六节
技巧点拨
断电自感中灯泡会不会闪亮的判断：断开开关瞬间通过灯泡的电流大 于断开前通过灯泡的电流，灯泡会闪亮一下；若断开开关瞬间通过灯 泡电流小于等于断开前的电流，灯泡不会闪亮一下，而是直接变暗.
二、自感现象的图象问题
例3 如图7所示的电路中，S闭合且稳定后流过电
感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S
2.启动器：在开关闭合后，氖气放电发出辉光，辉光产生热量使动触片 膨胀变形 ，与静触片 接触 之后，辉光放电消失，动触片降温恢复原状， 与静触片 分离 ，电路 断开 . 3.镇流器：启动时产生 瞬时高电压 使灯管发光，正常发光时，起着 降压限流 的作用.
[即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反.(变化率有关.( × ) (3)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势.( √ ) (4)日光灯点亮后，启动器就没有作用了.( √ ) (5)在日光灯正常工作后，镇流器只会消耗电能，没有作用.( × )
二、日光灯
[导学探究] 自感现象可分为断电自感和通电自感.在使日光灯管启动的 过程中(如图3为日光灯的结构)应用了哪种自感现象？启动器在日光灯电 路中的作用是什么？
图3 答案 断电自感 自动开关
[知识梳理] 1.灯管：在高压激发下，两灯丝间的气体 导电 ，发出紫外线，管壁上 的荧光粉在 紫外线 照射下发出可见光.
例2 (多选)如图5所示，L为一纯电感线圈(即电
阻为零)，LA是一灯泡，下列说法正确的是 A.开关S闭合瞬间，无电流通过灯泡
√B.开关S闭合后，电路稳定时，无电流通过灯泡
C.开关S断开瞬间，无电流通过灯泡
√D.开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流，而
在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流
粤教版高中物理选修3-2第一章电磁感应第七节.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第七节涡流现象及其应用1．在一根导体外面绕上线圈，并让线圈通入交变电流，在整个导体中，就形成一圈圈环绕导体轴线流动的感应电流，就好像水中的旋涡一样，这种现象称为涡流现象．导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大．2．涡流热效应的应用为高频感应炉冶炼金属、电磁灶等涡流磁效应的应用为金属探测器．3．当导体在磁场中运动时，导体中产生的涡流与磁场相互作用产生一个动态阻尼力，从而提供制动力矩，这种制动方式常应用于电表的阻尼制动、高速机车制动的涡流闸等．4．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答案 D解析涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D项正确．5．(双选)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．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．起电磁驱动的作用答案BC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．6．如图1所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属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)，则小球( )图1A．整个过程匀速运动B．进入磁场过程中球做减速运动，穿出磁场过程中做加速运动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答案 D解析小球进出磁场时，有涡流产生，要受到阻力，故穿出时的速度一定小于初速度．7．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图2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，这时被治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( )图2A．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答案 C【概念规律练】知识点一涡流及其应用1．如图3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( )图3A．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、玻璃杯答案 C解析通入恒定直流时，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．点评涡流是在导体内产生的，而且穿过回路的磁通量必须是变化的，此题能说明电磁炉的原理．2．(双选)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答案CD解析一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C 正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故D项正确．点评金属探测利用了涡流的磁效应．知识点二电磁阻尼3．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动．如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图4所示，铜盘就能在较短时间内停止转动，分析这个现象产生的原因．图4答案见解析解析铜盘转动时如果加上磁场，则在铜盘中产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它的转动，故在较短的时间内铜盘停止转动．点评当导体在磁场中运动时，导体中的感应电流受到安培力的作用阻碍导体运动，即安培力为电磁阻尼的阻力．4. 如图5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点为轴在竖直面内转动，一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．图5答案见解析解析第一种情况下，阻尼摆进入有界磁场后，在金属薄片中会形成涡流，涡流使金属薄片受安培力的作用，阻碍其相对运动，所以会很快停下来；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，受到安培力的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间．点评防止电磁阻尼的途径为阻止或减弱涡流的产生．【方法技巧练】涡流能量问题的处理技巧5．弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁．将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来．如图6所示，如果在磁铁下端放个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况．图6答案见解析解析当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁向线圈靠近或离开，也就使磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下来．损失的机械能主要转化为电能再转化为内能．方法总结此题中涡流损耗了机械能．6．如图7所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中(环平面与磁场始终保持垂直)经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则( )图7A．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流C．圆环进入磁场后，离最低点越近速度越大，感应电流也越大D．圆环最终将静止在最低点答案 B解析在圆环进入和穿出磁场的过程中环中磁通量发生变化，有感应电流产生，即圆环的机械能向电能转化，其机械能越来越小．上升的高度越来越低，选项A错误，B正确；但在环完全进入磁场后，不再产生感应电流，选项C错误；最终圆环将不能摆出磁场，从此再无机械能向电能转化，其摆动的幅度不再变化，选项D错误．方法总结当导体中的磁通量变化时，产生感应电流，损失机械能；当导体中的磁通量无变化时，不产生感应电流，不损失机械能．1．(双选)下列哪些仪器是利用涡流工作的( )A．电磁炉 B．微波炉C．金属探测器 D．电饭煲答案AC2．(双选)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，以减小发热量答案BD解析不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，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．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答案 A解析涡流就是一种感应电流，同样是由于磁通量的变化产生的．4．如图8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)( )图8A．做等幅振动 B．做阻尼振动C．振幅不断增大 D．无法判定答案 B解析金属球在通电线圈产生的磁场中运动，金属球中产生涡流，故金属球要受到安培力作用，阻碍它的相对运动，做阻尼振动．5．(双选)如图9所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )图9A．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答案AD解析这是涡流的典型应用之一．当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用．所以它能使指针很快地稳定下来．6．如图10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( )图10A．先向左，后向右B．先向左，后向右，再向左C．一直向右D．一直向左答案 D解析根据楞次定律的“阻碍变化”知“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左；当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确．7．(双选)如图11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，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其它部分发热很少，以下说法正确的是( )A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大答案AD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．工件中各处电流相同，电阻大处产生热多，故D项对．8．我们用作煮食的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同．有以天然气、液化石油气等作燃料的，例如天然气炉；还有以直接用电热方式加热的，例如电饭锅，下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉．图12如图12所示是描述电磁炉工作原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食．电磁炉的特点是：电磁炉的效率比一般的炉子都高，热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁火力强劲，安全可靠．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能被磁铁吸住的就能用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.(2)电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是____________________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是______________________．(3)在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？答案(1)①电流的磁效应(或电生磁) ②电磁感应现象(或磁生电) ③电流的热效应(或焦耳定律) (2)不能产生电磁感应现象电阻率小，电热少，效率低(3)能起到加热作用．由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．9．如图13所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它一个初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况．图13答案见解析解析(1)铁球将加速运动，其原因是铁球被磁化后与磁铁之间产生相互吸引的磁场力．(2)铝球将减速运动，其原因是铝球内产生了感应电流，感应电流的磁场阻碍相对运动．(3)木球将匀速运动，其原因是木球既不能被磁化，也不能产生感应电流，所以磁铁对木球不产生力的作用．10．人造卫星绕地球运行时，轨道各处地磁场的强弱并不相同，因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流．分析这一现象中的能量转化情形．它对卫星的运动可能产生怎样的影响？答案见解析解析当穿过人造卫星的磁通量发生变化时，外壳中会有涡流产生，这一电能的产生是由机械能转化来的．它会导致卫星机械能减少，会使轨道半径减小，造成卫星离地高度下降．11．一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14所示，圆环将如何运动．图14答案见解析解析条形磁铁置于圆环正下方，圆环运动时，穿过圆环的磁通量保持为零不变，所以环中无感应电流，圆环仍做等幅摆动．12．如图15所示，一狭长的铜片能绕O点在纸面平面内摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动．如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么？图15答案见解析解析没有开长缝的铜片绕O点在纸面内摆动时，由于磁场有圆形边界，通过铜片的磁通量会发生变化，在铜片内产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动．如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片就可以摆动较多的次数．。