2020版高中物理人教選修3-2課件：4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

1、7 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 一、渦流一、渦流 1.1.定義定義: :在變化的磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的在變化的磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的_,_, 就像水中的漩渦就像水中的漩渦, ,所以把它叫作渦電流所以把它叫作渦電流, ,簡(jiǎn)稱渦流。簡(jiǎn)稱渦流。 2.2.特點(diǎn)特點(diǎn): :若金屬的電阻率小若金屬的電阻率小, ,渦流往往很強(qiáng)渦流往往很強(qiáng), ,產(chǎn)生的產(chǎn)生的 _很多。很多。 感應(yīng)電流感應(yīng)電流 熱量熱量 3.3.應(yīng)用應(yīng)用: : (1)(1)渦流渦流_的應(yīng)用的應(yīng)用: :如真空冶煉爐。如真空冶煉爐。 (2)(2)渦流渦流_的應(yīng)用的應(yīng)用: :如探雷器、安檢門(mén)。如探雷器、安檢門(mén)。 熱效應(yīng)熱效應(yīng) 磁效應(yīng)磁效應(yīng) 4.4.防止防止:

2、 : 電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中為防止鐵芯中電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中為防止鐵芯中_而而 導(dǎo)致浪費(fèi)能量導(dǎo)致浪費(fèi)能量, ,損壞電器。損壞電器。 (1)(1)途徑一途徑一: :增大鐵芯材料的增大鐵芯材料的_。 (2)(2)途徑二途徑二: :用相互絕緣的用相互絕緣的_的鐵芯代替整的鐵芯代替整 塊硅鋼鐵芯。塊硅鋼鐵芯。 渦流過(guò)大渦流過(guò)大 電阻率電阻率 硅鋼片疊成硅鋼片疊成 二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 1.1.電磁阻尼電磁阻尼: : (1)(1)定義定義: :當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí), ,感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受 到安培力到安培力, ,安培力的方向總是安培力的方向總

3、是_導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。 (2)(2)應(yīng)用應(yīng)用: :電學(xué)儀表中利用電學(xué)儀表中利用_使指針很快地停下使指針很快地停下 來(lái)來(lái), ,便于讀數(shù)。便于讀數(shù)。 阻礙阻礙 電磁阻尼電磁阻尼 2.2.電磁驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng): : (1)(1)定義定義: :如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng), ,在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感 應(yīng)電流應(yīng)電流, ,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,_,_使使 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)的現(xiàn)象。導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)的現(xiàn)象。 (2)(2)應(yīng)用應(yīng)用: :交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 安培力安培力 【思考辨析【思考辨析】 (1)(1)渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電

4、流一樣渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣, ,都是因?yàn)榇┻^(guò)都是因?yàn)榇┻^(guò) 導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的。導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的。( () ) (2)(2)渦流有熱效應(yīng)渦流有熱效應(yīng), ,但沒(méi)有磁效應(yīng)。但沒(méi)有磁效應(yīng)。 ( () ) (3)(3)電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng), ,從而達(dá)到加熱從而達(dá)到加熱 和烹飪食物的目的。和烹飪食物的目的。( () ) (4)(4)制造變壓器用的鐵芯是利用了渦流。制造變壓器用的鐵芯是利用了渦流。 ( () ) (5)(5)發(fā)生電磁驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)生電磁驅(qū)動(dòng)時(shí), ,導(dǎo)體與磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)相同。導(dǎo)體與磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)相同。( ( ) ) 提示提示: :(1

5、)(1)。渦流本質(zhì)上是感應(yīng)電流。渦流本質(zhì)上是感應(yīng)電流, ,是自身構(gòu)成的回是自身構(gòu)成的回 路路, ,在穿過(guò)導(dǎo)體的磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的。在穿過(guò)導(dǎo)體的磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的。 (2)(2)。渦流既有熱效應(yīng)。渦流既有熱效應(yīng), ,又有磁效應(yīng)。又有磁效應(yīng)。 (3)(3)。電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)。電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng), ,是典型的是典型的 渦流現(xiàn)象的應(yīng)用渦流現(xiàn)象的應(yīng)用, ,通過(guò)這種方式通過(guò)這種方式, ,可以達(dá)到加熱和烹飪可以達(dá)到加熱和烹飪 食物的目的。食物的目的。 (4)(4)。變壓器的鐵芯是由硅鋼片軋制而成的。變壓器的鐵芯是由硅鋼片軋制而成的, ,硅鋼片硅鋼片 之間彼此絕緣且電阻率大之間彼此絕

6、緣且電阻率大, ,回路電阻大回路電阻大, ,渦流大為減弱渦流大為減弱, , 故變壓器的鐵心有效地防止了渦流。故變壓器的鐵心有效地防止了渦流。 (5)(5)。兩者速度相同了。兩者速度相同了, ,就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流, ,就無(wú)法就無(wú)法 進(jìn)行電磁驅(qū)動(dòng)了。進(jìn)行電磁驅(qū)動(dòng)了。 一渦流一渦流 【典例【典例】如圖所示如圖所示, ,在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯在一個(gè)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(shí)間后一段時(shí)間后, ,一個(gè)容器中水溫升高一個(gè)容器中水溫升高, ,則通入的電流與水則通入的電流與水 溫升

7、高的是溫升高的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)( () ) A.A.恒定直流、小鐵鍋恒定直流、小鐵鍋 B.B.恒定直流、玻璃杯恒定直流、玻璃杯 C.C.變化的電流、小鐵鍋?zhàn)兓碾娏?、小鐵鍋 D.D.變化的電流、玻璃杯變化的電流、玻璃杯 【正確解答【正確解答】選選C C。容器中水溫升高。容器中水溫升高, ,是電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)是電能轉(zhuǎn)化成內(nèi) 能所致。只有變化的電流才能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)能所致。只有變化的電流才能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng), ,且只有且只有 小鐵鍋處于變化的磁場(chǎng)中時(shí)小鐵鍋處于變化的磁場(chǎng)中時(shí), ,才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), ,從從 而產(chǎn)生感應(yīng)電流而產(chǎn)生感應(yīng)電流, ,導(dǎo)致小鐵鍋發(fā)熱。玻璃杯是絕緣體

8、導(dǎo)致小鐵鍋發(fā)熱。玻璃杯是絕緣體, , 不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。故C C正確正確,A,A、B B、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 【核心歸納【核心歸納】 1.1.渦流的本質(zhì)渦流的本質(zhì): :電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2.2.產(chǎn)生渦流的兩種情況產(chǎn)生渦流的兩種情況: : (1)(1)塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中。塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中。 (2)(2)塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。 3.3.產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(zhuǎn)化: :伴隨著渦流現(xiàn)象伴隨著渦流現(xiàn)象, ,其他形式其他形式 的能轉(zhuǎn)化成電能最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。的能轉(zhuǎn)化成電能最終在金屬塊中

9、轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (1)(1)金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中, ,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能, ,最終最終 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (2)(2)如果是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)如果是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng), ,由由 于克服安培力做功于克服安培力做功, ,金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能, ,最終最終 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 【特別提醒【特別提醒】渦流問(wèn)題的三點(diǎn)注意渦流問(wèn)題的三點(diǎn)注意 (1)(1)渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象, ,同樣遵循法同樣遵循法 拉第電磁感應(yīng)定律。拉第電磁感應(yīng)定律。 (2)(2)金屬

10、能夠自身形成閉合回路金屬能夠自身形成閉合回路, ,形成渦流。形成渦流。 (3)(3)磁場(chǎng)變化越快磁場(chǎng)變化越快( ( 越大越大),),導(dǎo)體的橫截面積導(dǎo)體的橫截面積S S越大越大, ,導(dǎo)導(dǎo) 體材料的電阻率越小體材料的電阻率越小, ,形成的渦流就越強(qiáng)。形成的渦流就越強(qiáng)。 B t 【過(guò)關(guān)訓(xùn)練【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】 1.(1.(多選多選) )變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成, ,而不而不 是采用一整塊硅鋼是采用一整塊硅鋼, ,這是為了這是為了 ( () ) A.A.增大渦流增大渦流, ,提高變壓器的效率提高變壓器的效率 B.B.減小渦流減小渦流, ,提高變壓器的效率提高變壓器的

11、效率 C.C.增大渦流增大渦流, ,減小鐵芯的發(fā)熱量減小鐵芯的發(fā)熱量 D.D.減小渦流減小渦流, ,減小鐵芯的發(fā)熱量減小鐵芯的發(fā)熱量 【解析【解析】選選B B、D D。渦流的主要效應(yīng)之一就是發(fā)熱。渦流的主要效應(yīng)之一就是發(fā)熱, ,而變而變 壓器的鐵芯發(fā)熱壓器的鐵芯發(fā)熱, ,是我們不希望出現(xiàn)的是我們不希望出現(xiàn)的, ,所以不采用整所以不采用整 塊硅鋼塊硅鋼, ,而采用薄硅鋼片疊壓在一起而采用薄硅鋼片疊壓在一起, ,目的是減小渦流目的是減小渦流, , 減小鐵芯的發(fā)熱量減小鐵芯的發(fā)熱量, ,進(jìn)而提高變壓器的效率。故選項(xiàng)進(jìn)而提高變壓器的效率。故選項(xiàng)B B、 D D正確。正確。 2.(2.(多選多選) )下

12、列哪些措施是為了防止渦流的危害下列哪些措施是為了防止渦流的危害 ( () ) A.A.電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋 B.B.磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架, ,把線圈繞在鋁把線圈繞在鋁 框上框上 C.C.變壓器的鐵芯不做成整塊變壓器的鐵芯不做成整塊, ,而是用許多電阻率很大的而是用許多電阻率很大的 硅鋼片疊合而成硅鋼片疊合而成 D.D.變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層 【解析【解析】選選C C、D D。電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理。電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理, ,在金屬在金屬 鍋上產(chǎn)

13、生渦流鍋上產(chǎn)生渦流, ,使鍋體發(fā)熱從而加熱食物的使鍋體發(fā)熱從而加熱食物的, ,屬于渦流屬于渦流 的應(yīng)用的應(yīng)用, ,故故A A不符合題意不符合題意; ;磁電式電表的線圈常常用鋁框磁電式電表的線圈常常用鋁框 做骨架做骨架, ,起到電磁阻尼作用起到電磁阻尼作用, ,是為了利用電磁感應(yīng)是為了利用電磁感應(yīng), ,故故B B 不符合題意不符合題意; ;變壓器的鐵芯不做成整塊變壓器的鐵芯不做成整塊, ,而是用許多電而是用許多電 阻率很大的硅鋼片疊合而成阻率很大的硅鋼片疊合而成, ,是為了減小變壓器鐵芯內(nèi)是為了減小變壓器鐵芯內(nèi) 產(chǎn)生的渦流產(chǎn)生的渦流, ,屬于渦流的防止屬于渦流的防止, ,故故C C正確正確; ;

14、變壓器的鐵芯變壓器的鐵芯 每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層, ,是為了減小變壓器是為了減小變壓器 鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流, ,屬于渦流的防止屬于渦流的防止, ,故故D D正確正確; ;故選故選C C、 D D。 3.3.金屬探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)金屬的儀金屬探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)金屬的儀 器器, ,關(guān)于其工作原理關(guān)于其工作原理, ,下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是( () ) A.A.探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) B.B.只有有磁性的金屬物才會(huì)被探測(cè)器探測(cè)到只有有磁性的金屬物才會(huì)被探測(cè)器探測(cè)到 C.C.探測(cè)到金屬物是因?yàn)榻饘?/p>

15、物中產(chǎn)生了渦流探測(cè)到金屬物是因?yàn)榻饘傥镏挟a(chǎn)生了渦流 D.D.探測(cè)到金屬物是因?yàn)樘綔y(cè)器中產(chǎn)生了渦流探測(cè)到金屬物是因?yàn)樘綔y(cè)器中產(chǎn)生了渦流 【解析【解析】選選C C。金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí)。金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí), ,探測(cè)器內(nèi)的探探測(cè)器內(nèi)的探 測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng), ,被測(cè)金屬中感應(yīng)出渦流被測(cè)金屬中感應(yīng)出渦流, ,故故 選項(xiàng)選項(xiàng)A A、D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤,C,C正確正確; ;所有的金屬都能在變化的磁場(chǎng)中所有的金屬都能在變化的磁場(chǎng)中 產(chǎn)生渦流產(chǎn)生渦流, ,所以不一定是只有有磁性的金屬物才會(huì)被探所以不一定是只有有磁性的金屬物才會(huì)被探 測(cè)器探測(cè)到測(cè)器探測(cè)到, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;

16、故選故選C C。 二電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)二電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 考查角度考查角度1 1 電磁阻尼電磁阻尼 【典例【典例1 1】(2017(2017全國(guó)卷全國(guó)卷)掃描隧掃描隧 道顯微鏡道顯微鏡(STM(STM) )可用來(lái)探測(cè)樣品表面可用來(lái)探測(cè)樣品表面 原子尺度上的形貌原子尺度上的形貌, ,為了有效隔離外為了有效隔離外 界振動(dòng)對(duì)界振動(dòng)對(duì)STMSTM的擾動(dòng)的擾動(dòng), ,在圓底盤(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安在圓底盤(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安 裝若干對(duì)紫銅薄板裝若干對(duì)紫銅薄板, ,并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng)并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng), , 如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí)如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí), ,按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加按下列

17、四種方案對(duì)紫銅薄板施加 恒磁場(chǎng)恒磁場(chǎng); ;出現(xiàn)擾動(dòng)后出現(xiàn)擾動(dòng)后, ,對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的 衰減最有效的方案是衰減最有效的方案是( () )世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 【正確解答【正確解答】選選A A。衰減的原理是當(dāng)紫銅薄板上下及左。衰減的原理是當(dāng)紫銅薄板上下及左 右振動(dòng)時(shí)右振動(dòng)時(shí), ,均在紫銅薄板內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流均在紫銅薄板內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流, ,薄板受到安薄板受到安 培力作用阻礙其運(yùn)動(dòng)。只有培力作用阻礙其運(yùn)動(dòng)。只有A A選項(xiàng)中當(dāng)紫銅薄板上下及選項(xiàng)中當(dāng)紫銅薄板上下及 左右振動(dòng)時(shí)左右振動(dòng)時(shí), ,板中均會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。板中均會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 考查角度考查角度2 2

18、電磁驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng) 【典例【典例2 2】( (多選多選)(2015)(2015全國(guó)卷全國(guó)卷) 18241824年年, ,法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了 著名的著名的“圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)中將一。實(shí)驗(yàn)中將一 銅圓盤(pán)水平放置銅圓盤(pán)水平放置, ,在其中心正上方在其中心正上方 用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針, ,如圖所示。如圖所示。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn), ,當(dāng)圓盤(pán)在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤(pán)中心的豎當(dāng)圓盤(pán)在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤(pán)中心的豎 直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)直軸旋轉(zhuǎn)時(shí), ,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái), ,但略有滯后。但略有滯后。 下列說(shuō)法正確

19、的是下列說(shuō)法正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)( () ) A.A.圓盤(pán)上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圓盤(pán)上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B.B.圓盤(pán)內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) C.C.在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中, ,磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁 通量發(fā)生了變化通量發(fā)生了變化 D.D.圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)形成電流圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)形成電流, ,此電流此電流 產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) 【正確解答【正確解答】選選A A、B B。由于磁針位于圓盤(pán)的正上方。由于磁針位于圓盤(pán)的正上方, ,所所 以穿過(guò)圓盤(pán)的磁

20、通量始終為零以穿過(guò)圓盤(pán)的磁通量始終為零, ,故故C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;如果將圓盤(pán)看如果將圓盤(pán)看 成由沿半徑方向的成由沿半徑方向的“輻條輻條”組成組成, ,則圓盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程則圓盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程 中中,“,“輻條輻條”會(huì)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), ,在圓盤(pán)中在圓盤(pán)中 產(chǎn)生渦電流產(chǎn)生渦電流, ,該渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針運(yùn)動(dòng)該渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針運(yùn)動(dòng), ,故故A A、 B B正確正確; ;同時(shí)圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)形成電同時(shí)圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)形成電 流流, ,該電流對(duì)磁針沒(méi)有作用力該電流對(duì)磁針沒(méi)有作用力,D,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 【核心歸納【核心歸納】 電磁阻尼

21、電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng) 不不 同同 點(diǎn)點(diǎn) 成成 因因 由導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)由導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 形成的形成的 由磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而形成的由磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而形成的 效效 果果 安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)安培力方向與導(dǎo)體運(yùn) 動(dòng)方向相反動(dòng)方向相反, ,為阻力為阻力 安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向 相同相同, ,為動(dòng)力為動(dòng)力 能能 量量 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 化化 克服安培力做功克服安培力做功, ,其他其他 形式的能轉(zhuǎn)化為電能形式的能轉(zhuǎn)化為電能, , 最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能, ,通過(guò)安通過(guò)安 培力做功培力做功, ,電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體 的機(jī)械能的機(jī)械能 電磁阻尼電磁阻尼電磁驅(qū)

22、動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng) 共同點(diǎn)共同點(diǎn) 兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象, ,導(dǎo)體受到的安培力都是阻導(dǎo)體受到的安培力都是阻 礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 【特別提醒【特別提醒】 (1)(1)電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象, ,都遵循楞都遵循楞 次定律。次定律。 (2)(2)電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象中安培力的作用效果都是電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象中安培力的作用效果都是 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,應(yīng)注意電磁驅(qū)動(dòng)中阻礙的結(jié)果應(yīng)注意電磁驅(qū)動(dòng)中阻礙的結(jié)果, ,導(dǎo)體的導(dǎo)體的 運(yùn)動(dòng)速度仍要小于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)速度仍要小于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。 【過(guò)關(guān)訓(xùn)練【過(guò)關(guān)

23、訓(xùn)練】 1.1.如圖所示如圖所示, ,在在O O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng)點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng), , 銅環(huán)在銅環(huán)在A A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B B。不考慮空氣。不考慮空氣 阻力阻力, ,則下列說(shuō)法正確的是則下列說(shuō)法正確的是( () ) A.AA.A、B B兩點(diǎn)在同一水平線上兩點(diǎn)在同一水平線上 B.AB.A點(diǎn)高于點(diǎn)高于B B點(diǎn)點(diǎn) C.AC.A點(diǎn)低于點(diǎn)低于B B點(diǎn)點(diǎn) D.D.銅環(huán)將做等幅擺動(dòng)銅環(huán)將做等幅擺動(dòng) 【解析】【解析】選選B B。銅環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)。銅環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí), ,產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流, ,機(jī)械能機(jī)械能 要損耗要損耗, ,所以所以B B點(diǎn)

24、應(yīng)該低于點(diǎn)應(yīng)該低于A A點(diǎn)。點(diǎn)。 2.2.如圖所示如圖所示, ,蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OOOO轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動(dòng)動(dòng), ,當(dāng)從上往下看磁鐵做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后當(dāng)從上往下看磁鐵做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后, ,則則( () ) A.A.線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng), ,轉(zhuǎn)速與磁鐵相同轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B.B.線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng), ,轉(zhuǎn)速比磁鐵小轉(zhuǎn)速比磁鐵小 C.C.線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng), ,轉(zhuǎn)速比磁鐵大轉(zhuǎn)速比磁鐵大 D.D.線圈仍將靜止線圈仍將靜止 【解析【解析】選選B B。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵時(shí)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵時(shí), ,導(dǎo)致線圈的磁通量發(fā)生導(dǎo)致線圈的磁通量發(fā)生 變

25、化變化, ,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流從而產(chǎn)生感應(yīng)電流, ,產(chǎn)生安培力產(chǎn)生安培力, ,導(dǎo)致線圈與磁鐵導(dǎo)致線圈與磁鐵 轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同, ,線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小,B,B正確、正確、 A A、C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 3.3.如圖所示如圖所示, ,用絲線懸掛閉合金屬環(huán)用絲線懸掛閉合金屬環(huán), ,懸于懸于O O點(diǎn)點(diǎn), ,第一種第一種 情況是虛線左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)情況是虛線左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,右邊沒(méi)有磁場(chǎng)。第二種情右邊沒(méi)有磁場(chǎng)。第二種情 況是整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)況是整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,金屬環(huán)的擺動(dòng)情況金屬環(huán)的擺動(dòng)情況 是是( () ) A.A.兩種情況都經(jīng)過(guò)

26、相同的時(shí)間停下來(lái)兩種情況都經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間停下來(lái) B.B.第一種情況先停下來(lái)第一種情況先停下來(lái) C.C.第二種情況先停下來(lái)第二種情況先停下來(lái) D.D.無(wú)法確定無(wú)法確定 【解析【解析】選選B B。只有左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)。只有左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,金屬環(huán)在穿越磁金屬環(huán)在穿越磁 場(chǎng)邊界時(shí)場(chǎng)邊界時(shí), ,由于磁通量發(fā)生變化由于磁通量發(fā)生變化, ,環(huán)內(nèi)一定會(huì)有感應(yīng)電環(huán)內(nèi)一定會(huì)有感應(yīng)電 流產(chǎn)生流產(chǎn)生, ,根據(jù)楞次定律將會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)根據(jù)楞次定律將會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,所以擺動(dòng)會(huì)所以擺動(dòng)會(huì) 很快停下來(lái)很快停下來(lái), ,這就是電磁阻尼現(xiàn)象。也可以用能量守恒這就是電磁阻尼現(xiàn)象。也可以用能量守恒 來(lái)解釋來(lái)解釋: :既然有電流產(chǎn)

27、生既然有電流產(chǎn)生, ,就一定有一部分機(jī)械能向電就一定有一部分機(jī)械能向電 能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化, ,最后電能通過(guò)導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若空間都有勻最后電能通過(guò)導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若空間都有勻 強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng), ,穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量不變化穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量不變化, ,因此不產(chǎn)生感應(yīng)因此不產(chǎn)生感應(yīng) 電流電流, ,也就不會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)也就不會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,擺動(dòng)就不會(huì)很快停下來(lái)。擺動(dòng)就不會(huì)很快停下來(lái)。 故選故選B B。 【拓展例題【拓展例題】考查內(nèi)容考查內(nèi)容: :渦流現(xiàn)象在日常生活中的應(yīng)用渦流現(xiàn)象在日常生活中的應(yīng)用 【典例【典例】如圖為電磁灶如圖為電磁灶, ,是采用磁場(chǎng)感應(yīng)渦流原理是采用磁場(chǎng)感應(yīng)渦流原理, ,它它 利用

28、高頻的交流電通過(guò)環(huán)形線圈利用高頻的交流電通過(guò)環(huán)形線圈, ,從而產(chǎn)生無(wú)數(shù)封閉磁從而產(chǎn)生無(wú)數(shù)封閉磁 感線感線, ,當(dāng)磁感線通過(guò)導(dǎo)磁當(dāng)磁感線通過(guò)導(dǎo)磁( (如如: :鐵質(zhì)鍋鐵質(zhì)鍋) )的底部的底部, ,而底部可而底部可 看做由無(wú)數(shù)個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)構(gòu)成看做由無(wú)數(shù)個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)構(gòu)成, ,當(dāng)穿過(guò)圓環(huán)的磁通量發(fā)生當(dāng)穿過(guò)圓環(huán)的磁通量發(fā)生 變化時(shí)變化時(shí), ,圓環(huán)上就產(chǎn)生感應(yīng)電流圓環(huán)上就產(chǎn)生感應(yīng)電流, ,即小渦流即小渦流( (一種交變電一種交變電 流流, ,家用電磁爐使用的是家用電磁爐使用的是151530 kHz30 kHz的高頻電流的高頻電流) )。它。它 和普通電流一樣要放出焦耳熱和普通電流一樣要放出焦耳熱, ,會(huì)使鍋體

29、本身自行高速會(huì)使鍋體本身自行高速 發(fā)熱發(fā)熱, ,然后再加熱鍋內(nèi)食物。然后再加熱鍋內(nèi)食物。 (1)(1)為什么鍋體必須是導(dǎo)磁性材料為什么鍋體必須是導(dǎo)磁性材料? ? (2)(2)如圖所示為電磁灶的結(jié)構(gòu)示意圖。電磁灶是根據(jù)渦如圖所示為電磁灶的結(jié)構(gòu)示意圖。電磁灶是根據(jù)渦 流原理給鍋加熱的流原理給鍋加熱的, ,調(diào)查研究電磁灶與一般烹飪?cè)罹弑日{(diào)查研究電磁灶與一般烹飪?cè)罹弑?較具有哪些優(yōu)點(diǎn)較具有哪些優(yōu)點(diǎn)?(?(寫(xiě)出兩條即可寫(xiě)出兩條即可) ) 【解析【解析】(1)(1)由于非導(dǎo)磁性材料不能有效匯聚磁感線由于非導(dǎo)磁性材料不能有效匯聚磁感線, , 幾乎不能形成渦流幾乎不能形成渦流, ,所以基本上不加熱所以基本上不加熱; ;另外另外, ,導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力 特別差的磁性材料由于其電阻率太高特別差的磁性材料由于其電阻率太高, ,產(chǎn)生的渦流電流產(chǎn)生的渦流電流 也很小也很小, ,也不能很好地產(chǎn)生熱量。所以也不能很好地產(chǎn)生熱量。所以, ,電磁灶使用的電磁灶使用的 鍋體材料導(dǎo)電性能相對(duì)較好鍋體材料導(dǎo)電性能相對(duì)較好, ,一般采用鐵磁性材料的金一般采用鐵磁性材料的金 屬或