高中物理-渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能1．知道渦流是如何產(chǎn)生的。2．知道渦流對我們有不利和有利的兩方面，以及如何利用和防止。3．知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)。（二）過程與方法：培養(yǎng)學(xué)生客觀、全面地認(rèn)識事物的科學(xué)態(tài)度。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生用辯證唯物主義的觀點(diǎn)認(rèn)識問題。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1．渦流的概念及其應(yīng)用。2．電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析。★教學(xué)難點(diǎn)：電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析。教學(xué)方法：通過演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段：電機(jī)、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置（可拆變壓器）、電磁阻尼演示裝置（示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵），電磁驅(qū)動(dòng)演示裝置（U形磁鐵、能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框）。教學(xué)活動(dòng)：引入新課：小游戲：將一枚硬幣請一位同學(xué)藏在身上，老師用考試用探測器找出來，老師舉起探測器。師：想知道這個(gè)探測器的工作原理嗎？生：想。師：那請大家跟隨我來學(xué)習(xí)《渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)》這節(jié)課的知識。展示幻燈片一：《渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)》進(jìn)行新課：師：前面我們探究了感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，有哪些條件呢？（學(xué)生回答：只有穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，老師在黑板上記錄）；掌握了感應(yīng)電流方向判斷的兩個(gè)方法，分別是楞次定律和右手定則；明白了感應(yīng)電動(dòng)勢的大小是由磁通量的變化快慢決定的；還知道了感生和動(dòng)生的產(chǎn)生機(jī)理原來還不一樣。那么，應(yīng)用所學(xué)的知識思考下列問題。展示幻燈片二(此處略)問題一：線圈中有無電流產(chǎn)生？方向如何？生：有，方向逆時(shí)針。問題二：電流是怎么產(chǎn)生的？生：變化的磁場在導(dǎo)線里產(chǎn)生了感生電場，使自由電荷發(fā)生了定向移動(dòng)，形成了電流。（如若學(xué)生感覺困難，可以引導(dǎo)回答電荷定向移動(dòng)才能形成電流，電荷要移動(dòng)，需要有力的作用，此處就很容易想到感生電場了）動(dòng)畫演示：內(nèi)圈陸陸續(xù)續(xù)增加幾個(gè)線圈，是否都有電流產(chǎn)生，方向如何？師：如果密密麻麻的擺滿線圈，不留空隙，它就變成了一個(gè)金屬餅，這些電流是否依然存在？生：是。師：為什么呢？生：變化的磁場在金屬餅里產(chǎn)生了感生電場，使自由電荷發(fā)生了定向移動(dòng)，形成了電流。展示幻燈片三：（金屬餅中有渦旋狀的電流）師：金屬餅內(nèi)部的電流看起來像水的漩渦，可以形象的稱作渦流。展示幻燈片四：（渦流:1.定義：由于電磁感應(yīng)，在金屬塊中產(chǎn)生的水渦狀的電流）師：從渦流的形成可以看出它其實(shí)就是感應(yīng)電流，只不過在塊狀金屬里的回路比較多，形成的感應(yīng)電流分布像水渦。（拿起一塊金屬），如果我給這塊金屬提供產(chǎn)生渦流的條件，你們有什么辦法能證明它的存在嗎？請學(xué)生思考，并踴躍發(fā)言。對學(xué)生提出的各種方法都不予置評，將檢驗(yàn)的方法歸為兩類，電流的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，并且板書記錄。演示：利用可拆變壓器加熱鋁鍋和紙片，請學(xué)生觸摸感受溫度的升高。讓學(xué)生先摸鋁鍋，再摸紙片，談感受。師:為什么鋁鍋被加熱了？生：線圈中通入的是變化的電流，產(chǎn)生的磁場發(fā)生了變化，在鋁鍋里激發(fā)出了渦流，給鋁鍋加熱了。師：那紙片為何沒被加熱呢？生：因?yàn)榧埰皇菍?dǎo)體，沒有自由電荷，所以沒能形成渦流。師：回答很精彩，請坐。那用什么辦法能增大渦流的大小呢？思考討論，并發(fā)言。生:增大電流變化的頻率。師：如果我加大電流的頻率，鋁鍋中的渦流能否使鋁鍋融化呢？生:能。師：由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，我們沒法提供足夠大頻率的電流，所以沒法親眼見證，但工業(yè)上是可以做到的，于是真空冶煉爐應(yīng)運(yùn)而生。展示真空冶煉爐的圖片，簡單介紹工作原理，并啟發(fā)學(xué)生分析它的優(yōu)點(diǎn)：易控、無需氧氣，真空冶煉，純度高。師：回到課前的小游戲，想想探測器為何能找出硬幣呢？請學(xué)生思考，積極回答。生：探測器中有變化的電流，能在硬幣中激發(fā)出渦流，渦流產(chǎn)生的磁場反過來影響了探測器中的電流，引起了報(bào)警。師：那你說它能探測出你口袋里的百元大鈔嗎？生:不能。師:通過上述分析，渦流的確是存在的，并且可以為我們所用。你知道生活中還有利用渦流工作的裝置嗎？可以讓學(xué)生討論，并請部分同學(xué)回答，然后展示電磁灶的圖片。介紹電磁灶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，并提出問題：師：對煮飯的鍋有什么要求嗎?生：金屬鍋。展示幻燈片五：（渦流：1.定義2.應(yīng)用：真空冶煉爐、金屬探測器、電磁灶等）師：渦流對于我們是否只有好處，沒有壞處呢?生：不是的。師：正如所說，有時(shí)渦流是有危害的，比如變壓器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流，對我們來說就是有害的。展示變壓器，簡單介紹工作原理和鐵芯的作用。師：變壓器工作時(shí)，鐵芯中是否有渦流產(chǎn)生？生：有師：既然有渦流產(chǎn)生，它就會(huì)使鐵芯發(fā)熱，就要浪費(fèi)能量，甚至還會(huì)燒壞變壓器。所以我們需要減少鐵芯中渦流的產(chǎn)生，有什么辦法呢？請學(xué)生思考回答。生：采用電阻率更大的硅鋼，并且用彼此絕緣的硅鋼片壓合而成。投影儀展示硅鋼片。展示幻燈片六：（渦流：1.定義2.應(yīng)用：真空冶煉爐、金屬探測器、電磁灶等3.防止：變壓器鐵芯的制作）演示：磁性小球在金屬管上劃來劃去。師：我們已經(jīng)對渦流有了深入的了解，那么大家看這時(shí)金屬管里是否產(chǎn)生了渦流？怎么證明呢？請學(xué)生用手觸摸，體會(huì)熱效應(yīng)不容易察覺。從而考慮用磁效應(yīng)來檢驗(yàn)。演示：將磁性小球懸掛起來，讓其在金屬管上擺動(dòng)，很快能停下來。師：為什么？生：金屬管中產(chǎn)生了渦流，它阻礙了磁體和導(dǎo)體之間的相對運(yùn)動(dòng)。演示：在懸掛的磁性小球下面拉動(dòng)金屬管，帶動(dòng)小球擺動(dòng)。師：為什么呢？生：金屬管中產(chǎn)生了渦流，它阻礙了磁體和導(dǎo)體之間的相對運(yùn)動(dòng)。師：很好，這就是我們前面講的，感應(yīng)電流能通過阻礙磁體和導(dǎo)體之間的相對運(yùn)動(dòng)來阻礙導(dǎo)體中磁通量的變化。概括為“來拒去留”。師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流要阻礙磁體和導(dǎo)體間的相對運(yùn)動(dòng)，如果是幫助磁體或?qū)w對地運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象就叫做電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象。如果是阻礙磁體或?qū)w對地運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象就叫做電磁阻尼現(xiàn)象。展示課件：（電磁驅(qū)動(dòng)：1.定義：磁場相對于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來，這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動(dòng)。2.應(yīng)用：三相交流電機(jī)）（電磁阻尼：1.定義：導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。2.應(yīng)用:電表線圈骨架的制作）師：大家課下查閱資料了解電表線圈的結(jié)構(gòu)和工作原理，思考兩個(gè)問題：1.為何線圈的骨架要用鋁材料制作?2.電表運(yùn)輸途中為何要連接兩個(gè)接線柱？練習(xí)題：1．如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，則小球的材料可能是（CD）A．鐵B．木C．銅D．鋁2．如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖示磁場中，則（BD）A．若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于hB．若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于hC．若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于hD．若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于h渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)學(xué)情分析：前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的相關(guān)的知識，知道了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，方向的判斷，大小的決定因素等，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了一定的基礎(chǔ)，但是渦流對學(xué)生來說比較抽象，理解起來有困難，所以在課前要求學(xué)生做好復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)工作。渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)教學(xué)效果評價(jià)表：項(xiàng)目及分值評價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)分值得分合計(jì)教學(xué)目標(biāo)（10分）1、符合課標(biāo)要求，體現(xiàn)知識與技能，過程與方法，情感態(tài)度與價(jià)值觀等要求。66102、明確、具體、準(zhǔn)確，具有操作性。44教學(xué)內(nèi)容（10分）1、教材處理得當(dāng)，教學(xué)重、難點(diǎn)突出。4492、課時(shí)劃分合理，課程容量適度。323、能夠結(jié)合實(shí)際和學(xué)科特點(diǎn)，滲透情感、態(tài)度、價(jià)值觀教育。33教學(xué)過程（40分）1、能夠依據(jù)課程特點(diǎn)，提出具體問題，激發(fā)學(xué)生求知欲望，促使學(xué)生自學(xué)教材。54362、能夠創(chuàng)設(shè)師生平等交流、生生合作互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍。1093、能夠面向全體，關(guān)注個(gè)性差異，并注重優(yōu)生培養(yǎng)和差生轉(zhuǎn)化。544、能夠體現(xiàn)教師釋疑過程，能突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，并且有適當(dāng)?shù)耐貙捄脱由臁?095、及時(shí)組織課堂訓(xùn)練（或落實(shí)），反饋學(xué)習(xí)效果，提高課堂效率。556、根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，靈活選用教學(xué)方法，科學(xué)有序地組織開展教學(xué)活動(dòng)。55教學(xué)效果（20分）1、基本實(shí)現(xiàn)課時(shí)目標(biāo)，多數(shù)學(xué)生能夠完成作業(yè)，不同學(xué)生都能得到不同的發(fā)展。55192、學(xué)生主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，相互合作、共同探究學(xué)習(xí)問題，樂于交流分享成績。553、課堂氣氛寬松，師生精神飽滿，學(xué)生參與面廣，能夠體驗(yàn)學(xué)習(xí)和成功的愉悅。554、學(xué)生注意力集中，學(xué)習(xí)積極主動(dòng)，與教師配合默契。54教師素質(zhì)（10分）1、教學(xué)心理素質(zhì)好，教態(tài)自然、親切、大方莊重，具有較強(qiáng)的親和力。2182、語言標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，清晰準(zhǔn)確，生動(dòng)精煉；講解示范符合科學(xué)性，邏輯性、形象性、情感性強(qiáng)。223、字跡工整美觀，條理清楚；重點(diǎn)突出，布局合理。214、能根據(jù)實(shí)際需要，恰當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)或其他教學(xué)手段輔助教學(xué)；能開發(fā)、利用教學(xué)資源提高教學(xué)效益。225、靈活運(yùn)用教材，駕馭現(xiàn)場能力強(qiáng)，應(yīng)變自如。22教學(xué)特色（10分）1、能夠滲透先進(jìn)的教育理念，能夠貫穿先進(jìn)的教育方法。5472、具有較為明顯的教學(xué)風(fēng)格，在某些方面具有創(chuàng)造性。53評價(jià)人程正瑞，張恒才，薛志紅，吳中元合計(jì)89自評效果將學(xué)生自己的照片放在第一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生的積極性特別高，教師演示，給學(xué)生做一個(gè)知識的鋪墊。第二個(gè)環(huán)節(jié)讓學(xué)生自主探究，學(xué)習(xí)魔棒工具的使用，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。理解圖層的概念對本節(jié)課起著至關(guān)重要的作用，用透明膠片和生活中的貼畫來進(jìn)行展示，非常直觀，起到突破難點(diǎn)的作用。渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)教材分析：本節(jié)教材是選修內(nèi)容，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的幾個(gè)實(shí)例，是電磁感應(yīng)定律的實(shí)際應(yīng)用。渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在生產(chǎn)生活中有許多應(yīng)用，本節(jié)中主要學(xué)習(xí)渦流及其成因，渦流的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等。重點(diǎn)是渦流的概念及其應(yīng)用。難點(diǎn)是電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析。1年哈師大附中高二檢測)下列應(yīng)用與渦流有關(guān)的是()A．家用電磁爐 B．家用微波爐C．真空冶煉爐 D．探雷器解析：選ACD.家用電磁爐、真空冶煉爐、探雷器都是利用渦流工作，而家用微波爐是利用微波直接作用于食物．圖4－7－82．高頻感應(yīng)爐是用來熔化金屬對其進(jìn)行冶煉的，如圖4－7－8所示為冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐的示意圖，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈通入高頻交變電流，這時(shí)被冶煉的金屬就能被熔化，這種冶煉方法速度快，溫度易控制，并能避免有害雜質(zhì)混入被煉金屬中，因此適于冶煉特種金屬．該爐的加熱原理是()A．利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱B．利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場C．利用交變電流的交變磁場在爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流D．給線圈通電的同時(shí)，給爐內(nèi)金屬也通了電解析：選C.高頻感應(yīng)爐的線圈通入高頻交變電流時(shí)，產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場就能使金屬中產(chǎn)生渦流，利用渦流的熱效應(yīng)加熱進(jìn)行冶煉．故選項(xiàng)C正確．A、B、D錯(cuò)誤．圖4－7－93.如圖4－7－9所示，金屬球(銅球)下端有通電的線圈，今把小球拉離平衡位置后釋放，此后關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況是(不計(jì)空氣阻力)()A．做等幅振動(dòng)B．做阻尼振動(dòng)C．振幅不斷增大D．無法判定解析：選B.小球在通電線圈的磁場中運(yùn)動(dòng)，小球中產(chǎn)生渦流，故小球要受到安培力作用阻礙它與線圈的相對運(yùn)動(dòng)，做阻尼振動(dòng)．圖4－7－104.老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，如圖4－7－10所示，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是()A．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)D．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選B.右環(huán)閉合，在此過程中可產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)受安培力作用，橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)，左環(huán)不閉合，無感應(yīng)電流，無以上現(xiàn)象，選B.圖4－7－115．如圖4－7－11所示，光滑金屬球從高h(yuǎn)的曲面滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)金屬球初速度為零，曲面光滑，則()A．若是勻強(qiáng)磁場，球滾上的高度小于hB．若是勻強(qiáng)磁場，球滾上的高度等于hC．若是非勻強(qiáng)磁場，球滾上的高度等于hD．若是非勻強(qiáng)磁場，球滾上的高度小于h解析：選BD.若是勻強(qiáng)磁場，則穿過球的磁通量不發(fā)生變化，球中無渦流，機(jī)械能沒有損失，故球滾上的高度等于h，選項(xiàng)A錯(cuò)B對；若是非勻強(qiáng)磁場，則穿過球的磁通量發(fā)生變化，球中有渦流產(chǎn)生，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故球滾上的高度小于h，選項(xiàng)C錯(cuò)D對．一、選擇題圖4－7－121．如圖4－7－12所示，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，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是()A．恒定直流、小鐵鍋B．恒定直流、玻璃杯C．變化的電流、小鐵鍋D．變化的電流、玻璃杯解析：選C.通入恒定直流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫．2．變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，這是為了()A．增大渦流，提高變壓器的效率B．減小渦流，提高變壓器的效率C．增大鐵芯中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量D．增大鐵芯中的電阻，以減少發(fā)熱量解析：選BD.不使用整塊硅鋼而采用很薄的硅鋼片，這樣做的目的是增大鐵芯中的電阻，來減少電能轉(zhuǎn)化成鐵芯的內(nèi)能，提高效率，是防止渦流而采取的措施．圖4－7－133．(2011年合肥高二檢測)如圖4－7－13所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，則小球的材料可能是()A．鐵 B．木C．鋁 D．塑料解析：選C.木球、塑料球在光滑水平面上將做勻速運(yùn)動(dòng)，B、D錯(cuò)誤；鐵球受磁鐵的吸引在光滑水平面上將做加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；鋁球受電磁阻尼作用在光滑水平面上將做減速運(yùn)動(dòng)，C正確．圖4－7－144.某磁場磁感線如圖4－7－14所示，有銅圓板自圖示A位置落至B位置，在下落過程中，自上向下看，圓板中的渦電流方向是()A．始終順時(shí)針B．始終逆時(shí)針C．先順時(shí)針再逆時(shí)針D．先逆時(shí)針再順時(shí)針解析：選C.把圓板從A至B的全過程分成兩個(gè)階段處理：第一階段是圓板自A位置下落到具有最大磁通量的位置O，此過程中穿過圓板磁通量的磁場方向向上且不斷增大．由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向(自上向下看)是順時(shí)針的；第二階段是圓板從具有最大磁通量位置O落到B位置，此過程穿過圓板磁通量的磁場方向向上且不斷減小，由楞次定律判得感應(yīng)電流方向(自上向下看)是逆時(shí)針的．圖4－7－155．如圖4－7－15所示，掛在彈簧下端的條形磁鐵在閉合線圈內(nèi)振動(dòng)，如果空氣阻力不計(jì)，則下列說法中正確的是()A．磁鐵的振幅不變B．磁鐵做阻尼振動(dòng)C．線圈中產(chǎn)生方向不變的電流D．線圈中產(chǎn)生方向變化的電流解析：選BD.盡管不知道條形磁鐵的下端是N極還是S極，但是，在條形磁鐵上下振動(dòng)的過程中，周期性地靠近(或遠(yuǎn)離)閉合線圈，使穿過閉合線圈的磁通量不斷變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流．根據(jù)楞次定律可知，閉合線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場必然阻礙條形磁鐵的振動(dòng)，使其機(jī)械能不斷減小，從而做阻尼振動(dòng)；同時(shí)由于條形磁鐵在靠近線圈和遠(yuǎn)離線圈時(shí)，穿過閉合線圈的磁通量方向不變，但磁通量的增減情況剛好相反．根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向不斷地做周期性變化，即線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是方向變化的電流．圖4－7－166．如圖4－7－16所示，矩形線圈放置在水平薄木板上，有兩塊相同的蹄形磁鐵，四個(gè)磁極之間的距離相等，當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過線圈時(shí)，線圈仍靜止不動(dòng)，那么線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：選D.當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過線圈時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到的安培力阻礙線圈相對磁鐵的向左運(yùn)動(dòng)，故線圈有相對木板向右運(yùn)動(dòng)的趨勢，故受到的靜摩擦力總是向左．選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．圖4－7－177．如圖4－7－17所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球開始進(jìn)入磁場到完全穿出磁場過程中(磁場寬度大于金屬球的直徑)，小球()A．整個(gè)過程都做勻速運(yùn)動(dòng)B．進(jìn)入磁場過程中球做減速運(yùn)動(dòng)，穿出過程中球做加速運(yùn)動(dòng)C．整個(gè)過程都做勻減速運(yùn)動(dòng)D．穿出時(shí)的速度一定小于初速度解析：選D.小球的運(yùn)動(dòng)主要研究兩個(gè)階段：一是球進(jìn)入磁場的過程，由于穿過小球的磁通量增加，在球內(nèi)垂直磁場的平面上產(chǎn)生渦流，有電能產(chǎn)生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以產(chǎn)生的電能只能是由球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來，由能的轉(zhuǎn)化與守恒可知，其速度減?。欢谴┏龃艌龅倪^程，同理可得速度進(jìn)一步減小，故選項(xiàng)D正確．圖4－7－188．如圖4－7－18所示，條形磁鐵從h高處自由下落，中途穿過一個(gè)固定的空心線圈，開關(guān)S斷開時(shí)，至落地用時(shí)t1，落地時(shí)速度為v1；S閉合時(shí)，至落地用時(shí)t2，落地時(shí)速度為v2，則它們的大小關(guān)系正確的是()A．t1＞t2，v1＞v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1＜t2，v1＜v2D．t1＜t2，v1＞v2解析：選D.開關(guān)S斷開時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流，對磁鐵無阻礙作用，故磁鐵自由下落，a＝g；當(dāng)S閉合時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流阻礙磁鐵下落，故a＜g，所以t1＜t2，v1＞v2.9．一個(gè)半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)，用一根長為L的絕緣細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，離O點(diǎn)下方eq\f(L,2)處有一寬度為eq\f(L,4)、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖4－7－19所示．現(xiàn)使圓環(huán)從與懸點(diǎn)O等高位置A處由靜止釋放(細(xì)繩張直，忽略空氣阻力)，擺動(dòng)過程中金屬環(huán)所在平面始終垂直磁場，則在達(dá)到穩(wěn)定擺動(dòng)的整個(gè)過程中金屬環(huán)產(chǎn)生的熱量是()圖4－7－19A．mgL B．mg(eq\f(L,2)＋r)C．mg(eq\f(3,4)L＋r) D．mg(L＋2r)解析：選C.線圈在進(jìn)入磁場和離開磁場時(shí)，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能減少．最后線圈在磁場下面擺動(dòng)，機(jī)械能守恒．在整個(gè)過程中減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻苟鸁?，在達(dá)到穩(wěn)定擺動(dòng)的整個(gè)過程中，金屬環(huán)減少的機(jī)械能為mg(eq\f(3,4)L＋r)．圖4－7－2010.(2010年高考大綱全國卷Ⅱ)如圖4－7－20，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平．在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平．線圈從水平面a開始下落．已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離．若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時(shí)，線圈所受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd，則()A．Fd>Fc>Fb B．Fc<Fd<FbC．Fc>Fb>Fd D．Fc<Fb<Fd解析：選D.金屬線圈進(jìn)入與離開磁場的過程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到向上的磁場力即安培力，根據(jù)F＝IlB，E＝Blv，I＝eq\f(E,r)可得：F＝eq\f(B2l2v,r)，由此可知線圈所受到的磁場力大小與速度大小成正比．當(dāng)線圈完全進(jìn)入磁場時(shí)，沒有安培力，故Fc＝0；通過水平面b時(shí)，有veq\o\al(2,b)＝2ghab，則vb＝eq\r(2ghab)；通過水平面d時(shí)設(shè)線圈剛完全進(jìn)入時(shí)的速度為v′b，有veq\o\al(2,d)－v′eq\o\al(2,b)＝2ghbd，則vd＝eq\r(v′\o\al(2,b)＋2ghbd)，而hbd＞hab，故vd＞vb，則Fd＞Fb，所以本題答案為D.二、非選擇題圖4－7－2111.如圖4－7－21所示，光滑弧形軌道和一足夠長的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有一足夠長的金屬桿，桿上掛有一光滑螺旋管A.在弧形軌道上高為h的地方，無初速度釋放一磁鐵B(可視為質(zhì)點(diǎn))，B下滑至水平軌道時(shí)恰好沿螺旋管A的中心軸運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m，若最終A、B速度分別為vA、vB.(1)螺旋管A將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？(2)全過程中整個(gè)電路所消耗的電能．解析：(1)磁鐵B向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺旋管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)作用，使得螺旋管A向右運(yùn)動(dòng)．(2)全過程中，磁鐵減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為A、B的動(dòng)能和螺旋管中的電能，所以mgh＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＋E電．即E電＝mgh－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B).答案：(1)向右運(yùn)動(dòng)(2)mgh－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)圖4－7