高中物理選修3-2第四章電磁感應(yīng)-7.渦-流課件

渦流渦流【教學(xué)目標(biāo)】引入新課一、渦流

1、渦流

2、渦流的熱效應(yīng)

3、渦流的防止和利用

①真空冶煉爐

②高頻焊接

③探雷器

④電磁灶二、電磁阻尼

“問(wèn)題與練習(xí)”2

［演示］電磁阻尼擺“思考與討論”：

“問(wèn)題與練習(xí)”1三、渦流的機(jī)械效應(yīng)——電磁驅(qū)動(dòng)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理,

【例1】

【例2】A組能力訓(xùn)練題1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12B組能力訓(xùn)練題1

2

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5

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10【教學(xué)目標(biāo)】【教學(xué)目標(biāo)】（1）知道渦流是如何產(chǎn)生的（2）知道渦流的利與弊，以及如何利用和防止渦流【教學(xué)重點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生原因和渦流的作用【教學(xué)難點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生原因引入新課

實(shí)驗(yàn)：渦流生熱實(shí)驗(yàn)在可拆變壓器的一字鐵塊下面加一塊厚約2mm的鐵板,鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后，讓學(xué)生摸摸鐵芯和鐵板，比較它們的溫度，現(xiàn)象：幾分鐘后學(xué)生感到鐵芯變熱。

原來(lái)把塊狀的金屬放在變化的磁場(chǎng)中或讓它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合電路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流，簡(jiǎn)稱渦流。解釋：Bii一、渦流：塊狀金屬放在變化磁場(chǎng)中，或者讓它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流叫做渦流。如圖所示，當(dāng)交變電流通過(guò)線圈時(shí)，穿過(guò)鐵芯的磁通量不斷變化，鐵芯會(huì)產(chǎn)生圖中所示的渦流。金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量，如果金屬的電阻率小,則渦流很強(qiáng),產(chǎn)生的熱量也很多，會(huì)使鐵芯大量發(fā)熱，浪費(fèi)大量電能.解釋：1、渦流：Bii2、渦流的熱效應(yīng)

線圈接入反復(fù)變化的電流，某段時(shí)間內(nèi)，若電流變大，則其磁場(chǎng)變強(qiáng)，根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場(chǎng)激發(fā)出感生電場(chǎng)。導(dǎo)體可以看作是由許多閉合線圈組成的，在感生電場(chǎng)作用下，這些線圈中產(chǎn)生了感生電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流。由于導(dǎo)體存在電阻，當(dāng)電流在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電熱，這就是渦流的熱效應(yīng)。3、渦流的防止和利用（1）渦流的防止實(shí)驗(yàn)2：上面的實(shí)驗(yàn)中,把塊狀鐵芯換成硅鋼片鐵芯，再接通電源，幾分鐘后，通過(guò)學(xué)生感知，溫度沒(méi)有明顯變化。

涂有絕緣的薄硅鋼片疊加的鐵芯，在變化的磁場(chǎng)中，產(chǎn)生的渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi),回路的電阻很大，渦流大為減弱，又因?yàn)楣桎撈绕胀ǖ碾娮璐?，可以進(jìn)一步減小渦流損失,電動(dòng)機(jī)和變壓器的鐵芯都不是整塊金屬。解釋：減少渦流的途徑:①增大鐵芯材料的電阻率，常用的材料是硅鋼.線圈中流過(guò)變化的電流,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱,浪費(fèi)了能量,還可能損壞電器。圖4.7-3用硅鋼片做變壓器的鐵芯②用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯。圖4.7-2真空冶煉爐（2）渦流的利用

①真空冶煉爐冶煉金屬的高頻感應(yīng)電爐就是利用高頻交流電，通過(guò)線圈使裝入冶煉爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化。②③④①②高頻焊接

線圈中通以高頻交流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起.我國(guó)生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，感應(yīng)電流就越大.而放出的電熱與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高焊接處放出的熱量越多.高頻電源焊縫處待焊接工件線圈導(dǎo)線高頻焊接原理圖②③④①③探雷器和安檢門(mén)探雷器和安檢門(mén)都是利用渦流制成的探測(cè)地雷的探雷器是利用渦流工作的，士兵手持一個(gè)長(zhǎng)柄線圈在地面上掃過(guò)，線圈中由變化的電流，如果地下埋著金屬物品，金屬中感應(yīng)渦流，渦流的磁場(chǎng)反過(guò)來(lái)影響線圈中的電流，使儀器報(bào)警，這種探雷器可以用來(lái)探測(cè)金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷。機(jī)場(chǎng)的安檢門(mén)可以探測(cè)人身攜帶的金屬物品，道理是一樣的。②③④①④電磁灶電磁灶的臺(tái)面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈，采用磁場(chǎng)感應(yīng)渦加流加熱原理，當(dāng)通上交替變化極快的交流電時(shí)，在臺(tái)板與鐵鍋底之間產(chǎn)生強(qiáng)大的交變的磁場(chǎng)，磁感線穿過(guò)鍋體，使鍋底產(chǎn)生強(qiáng)渦流，當(dāng)磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線通過(guò)鐵質(zhì)鍋底時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的渦流，使鍋的本身自行高速發(fā)熱，就放出大量的熱量，然后再作用于鍋內(nèi)食物，將飯菜煮熟.這種最新的加熱方式，能減少熱量傳遞的中間環(huán)節(jié)，可大大提升制熱效率，比傳統(tǒng)爐具（電爐、氣爐）節(jié)省能源一半以上。②③④①二、電磁阻尼“思考與討論”：如圖4.7-12，一個(gè)單匝線圈落入磁場(chǎng)中，分析在圖示位置時(shí)感應(yīng)電流的方向和所受安培力的方向，安培力對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)有什么影響？導(dǎo)體在磁場(chǎng)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。v圖4.7-5答：感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針鐘方向，所受安培力的方向向上，對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)有阻礙作用?！皢?wèn)題與練習(xí)”2

如圖4.7-12所示，彈簧下端懸掛一根磁鐵，將磁鐵托起到某高度后釋放，磁鐵能振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái)。如果在磁鐵下端放一固定線圈，磁鐵會(huì)很快停下來(lái)。上述現(xiàn)象說(shuō)明了什么？圖4.7-12NS當(dāng)磁鐵穿過(guò)固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵和線圈靠近或離開(kāi)，也就是磁鐵振動(dòng)時(shí)除了空氣阻力外，還有線圈的磁場(chǎng)力作為阻力，安培阻力相對(duì)較大，因而磁鐵會(huì)很快停下來(lái)。［演示］電磁阻尼擺

如果電磁鐵通電，磁場(chǎng)在擺動(dòng)的鋁板中產(chǎn)生渦流,渦流受磁場(chǎng)作用力的方向與擺動(dòng)方向相反,因而增大了擺的阻尼，擺很快就能停止下來(lái)。把鋁板做成的擺放到電磁鐵的磁場(chǎng)中，當(dāng)電磁鐵未通電時(shí)，擺要往復(fù)擺動(dòng)多次，擺才能停止下來(lái).電磁阻尼擺

“思考與討論”：分析電表線圈骨架的作用電磁儀表中的電磁阻尼器就是根據(jù)渦流磁效應(yīng)制作的，在磁電式測(cè)量?jī)x表中，常把使指針偏轉(zhuǎn)的線圈繞在閉合鋁框上(圖4.7-6)，當(dāng)測(cè)量電流流過(guò)線圈時(shí)，鋁框隨線圈指針一起在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)鋁框內(nèi)產(chǎn)生的渦流將受到磁場(chǎng)作用力，阻礙鋁框和指針的擺動(dòng)，使指針較快地穩(wěn)定在指示位置上。此外，電氣機(jī)車的電磁制動(dòng)器也是根據(jù)這一效應(yīng)制作的。N鋁框S圖4.7-6“問(wèn)題與練習(xí)”1圖4.7-11答：銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)在銅盤(pán)中產(chǎn)生渦流。渦流受磁場(chǎng)作用力的方向與銅盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因而增大了銅盤(pán)的阻尼，銅盤(pán)很快就能停止下來(lái)。1、有一個(gè)銅盤(pán)，輕輕撥動(dòng)它，能長(zhǎng)時(shí)間地繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。如果在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤(pán)邊緣，但并不與銅盤(pán)接觸（圖4.7-11）,銅盤(pán)就能在較短時(shí)間內(nèi)停止。分析這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.三、渦流的機(jī)械效應(yīng)——電磁驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)相對(duì)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(lái),這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動(dòng).當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)楞次定律此時(shí)在圓盤(pán)上將產(chǎn)生渦流，受到磁場(chǎng)的作用力將產(chǎn)生一個(gè)促使金屬圓盤(pán)按磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。但是如果圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速達(dá)到了與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速一樣，則兩者的相對(duì)速度為零，感應(yīng)電流便不會(huì)產(chǎn)生，這時(shí)電磁驅(qū)動(dòng)作用便消失。所以在電磁驅(qū)動(dòng)作用下，金屬圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速總要比磁鐵或磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速小，或者說(shuō)兩者的轉(zhuǎn)速總是異步的。圖4.7-8演示：圖4.7-8交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的(圖4.7-9)。電磁驅(qū)動(dòng)作用可用來(lái)制造測(cè)量轉(zhuǎn)速的電表，這類轉(zhuǎn)速表常稱為磁性式轉(zhuǎn)速表。

圖4.7-9旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

圖4.7-10交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)【例1】如圖所示，一塊長(zhǎng)方形光滑鋁板水平放在桌面上，鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵，一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v從板的左端沿中線向右端滾動(dòng)，則（）A．鋁環(huán)的滾動(dòng)速度將越來(lái)越小B．鋁環(huán)將保持勻速滾動(dòng)C．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極D．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)速率會(huì)改變，但運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉粫?huì)發(fā)生改變B點(diǎn)撥：穿過(guò)閉合鋁環(huán)的磁通量始終為0。NSv鋁板【例2】如圖所示(圖見(jiàn)下頁(yè))是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說(shuō)法正確的是（）A.電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高的越快B.電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高的越快C.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小D.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大AD解見(jiàn)下頁(yè)線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有關(guān)，電流變化的頻率越高，電流變化的越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。A選項(xiàng)正確。工件上焊縫處的電阻大，電流產(chǎn)生的熱量就多，D選項(xiàng)也正確。解析：答案：AD高頻電源焊縫處待焊接工件線圈導(dǎo)線高頻焊接原理圖A組能力訓(xùn)練題11．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（）

A．鐵

B．木

C．銅

D．鋁v0NSCDA組能力訓(xùn)練題22．如圖所示，圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導(dǎo)軌上，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng),其軸線在圓環(huán)圓心,與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過(guò)環(huán)的過(guò)程中，做______運(yùn)動(dòng).（選填“加速”、“勻速”或“減速”）NSv0減速A組能力訓(xùn)練題33、如圖所示是稱為阻尼擺的示意圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片,輕質(zhì)桿可繞上端O點(diǎn)軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),一水平有界磁場(chǎng)垂直于金屬薄片所在的平面．使擺從圖中實(shí)線位置釋放,擺很快就會(huì)停止擺動(dòng)；若將擺改成梳齒狀,還是從同一位置釋放，擺會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間。試定性分析其原因．O

第一種情況下，阻尼擺進(jìn)入有界磁場(chǎng)后,在擺中會(huì)形成渦流，渦流受磁場(chǎng)的阻礙作用，會(huì)很快停下來(lái);答案：第二種情況下，將金屬擺改成梳齒狀，阻斷了渦流形成的回路，從而減弱了渦流，受到的阻礙會(huì)比先前小得多，所以會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間．交變電流A組能力訓(xùn)練題4高頻感應(yīng)爐是用于冶煉高質(zhì)量的特殊金屬的,如圖示，在冶煉爐外繞有線圈，鍋內(nèi)放入待冶煉的金屬，線圈內(nèi)通入高頻交變電流，冶煉鍋體是絕緣材料制作的，鍋內(nèi)金屬能被加熱熔化并達(dá)到很高的溫度。以下說(shuō)法正確的是（）A.金屬利用線圈中的電流產(chǎn)生的焦耳熱來(lái)加熱B.金屬利用交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流來(lái)加熱。C.高頻交變電流能發(fā)射紅外線來(lái)加熱金屬D.增加高頻交變電流能提高冶煉金屬的溫度.BDA組能力訓(xùn)練題55、如圖所示，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：（）A．磁鐵的振幅不變B．磁鐵做阻尼振動(dòng)C．線圈中有逐漸變?nèi)醯闹绷麟?D．線圈中逐漸變?nèi)醯慕涣麟奛SBDA組能力訓(xùn)練題66．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(chǎng)中，則（）A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于hB．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于hC．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于hD．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于hh

由于導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，安培力總是起阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用,即可判別出結(jié)果。該現(xiàn)象屬于電磁阻尼現(xiàn)象.另外.點(diǎn)評(píng)：BD安培力所做的功,是實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的途徑,從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度分析,也可以得出正確結(jié)果.A組能力訓(xùn)練題7異步電動(dòng)機(jī)模型如圖所示，蹄形輕磁鐵和矩形線框abcd均可繞豎直軸無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)使線框沿逆時(shí)針?lè)较虮３謩蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)（從上往下看），則磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況是()A.磁鐵沿逆時(shí)針?lè)较?從上往下看)轉(zhuǎn)動(dòng).B.磁鐵沿順時(shí)針?lè)较?從上往下看)轉(zhuǎn)動(dòng).C.磁鐵由靜止開(kāi)始一直加速轉(zhuǎn)動(dòng),D.磁鐵先由靜止開(kāi)始加速轉(zhuǎn)動(dòng)，后勻速轉(zhuǎn)動(dòng).NdacbSAD

該現(xiàn)象屬于電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象,由于磁鐵不受摩擦阻力，最終轉(zhuǎn)速將達(dá)到與線框相同。若磁鐵受到摩擦阻力，最終其轉(zhuǎn)速總應(yīng)小于線框的轉(zhuǎn)速,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，獲得安培力用來(lái)克服摩擦阻力的作用。點(diǎn)評(píng)：A組能力訓(xùn)練題88．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，這是因?yàn)椋ǎ〢．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，以減小發(fā)熱量BD

不使用整塊硅鋼而是采用很薄的硅鋼片，這樣做的目的是增大鐵芯中的電阻，阻斷渦流回路，來(lái)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．解析：本題正確選項(xiàng)是BD．A組能力訓(xùn)練題99、桌面上放一銅片，一條形磁鐵的N極自上而下接近銅片的過(guò)程中,銅片對(duì)桌面的壓力()A．增大．B．減小．C．不變．D．無(wú)法判斷是否變化NS

磁鐵的N極接近時(shí)，自上而下穿過(guò)銅片的磁通量增大,在銅片內(nèi)會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針向繞行的感應(yīng)電流(如圖),使銅片上方呈現(xiàn)N極,阻礙磁鐵接近.解析：根據(jù)牛頓第三定律，磁鐵對(duì)銅片有同樣大小的作用力，使銅片增加對(duì)桌面的壓力。AA組能力訓(xùn)練題1010．如圖所示是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起。我國(guó)生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。試定性說(shuō)明：為什么交變電流的頻率越高，焊接縫處放出的熱量越大？高頻電源焊縫處待焊接工件線圈導(dǎo)線高頻焊接原理圖交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，感應(yīng)電流就越大．而放出的電熱與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高焊接處放出的熱量越多．答案：A組能力訓(xùn)練題11.(2015年理綜新課標(biāo)I卷19)1824年，法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤(pán)水平放置，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，如圖所示。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)中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，但略有滯后。下列說(shuō)法正確的是

（

）

A.圓盤(pán)上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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)C.在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，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D.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

產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)銅圓盤(pán)AB解見(jiàn)下頁(yè)解析：圓盤(pán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，銅圓盤(pán)選項(xiàng)A正確；圓盤(pán)徑向的輻條在切割磁感線的過(guò)程中，內(nèi)部距離圓心遠(yuǎn)近不同的點(diǎn)電勢(shì)不等而形成渦流，圓盤(pán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，圓盤(pán)位置、圓盤(pán)面積和磁場(chǎng)都沒(méi)有發(fā)生變化，所以沒(méi)有磁通量的變化，選項(xiàng)C錯(cuò)；圓盤(pán)本身呈現(xiàn)電中性，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)形電流，選項(xiàng)D錯(cuò)。故選AB。選項(xiàng)B正確；A組能力訓(xùn)練題12如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過(guò)了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái).若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有（）A．增加線圈的匝數(shù)B．提高交流電源的頻率C．將金屬杯換為瓷杯D．取走線圈中的鐵芯鐵芯AB解見(jiàn)下頁(yè)解析：此電路為電磁爐模型的簡(jiǎn)化，利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)鐵芯通交流電時(shí)，金屬杯底可以看做金屬環(huán)拼接而成，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。增加線圈的匝數(shù)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電流變大，加熱功率變大，水沸騰的更快，A項(xiàng)正確。提高電流的頻率，可以提高磁場(chǎng)的變化率，同樣可使感應(yīng)電流變大，B項(xiàng)正確；換成瓷杯，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不能加熱水，C項(xiàng)錯(cuò)誤；取走鐵芯，磁場(chǎng)變?nèi)?，電磁感?yīng)現(xiàn)象變?nèi)酰珼項(xiàng)錯(cuò)誤。B組能力訓(xùn)練題1如圖所示，在平行于地面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，有兩個(gè)用相同金屬材料制成的邊長(zhǎng)相同的正方形線圈a、b，其中a的導(dǎo)線比b粗，它們從同一高度自由落下，則（）A．它們同時(shí)落地B．a(chǎn)先落地C．b先落地D．無(wú)法判斷Bab解：a、b進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同，a比b的導(dǎo)線粗，電阻小，電流大，安培力大，同時(shí)其重力也大，加速度的大小相同.AB組能力訓(xùn)練題22、如圖所示，兩根和水平方向成

角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)達(dá)到最大值vm，則

()A．如果B增大，vm將變大B．如果

增大，vm將變大C．如果R增大，vm將變大D．如果m減小，vm將變大BR

BCB組能力訓(xùn)練題33、如圖所示，相距為d的兩水平線L1和L2分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)、質(zhì)量為m。將線框在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始釋放，當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，cd邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛穿出磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中()A．線框一直都有感應(yīng)電流B．線框有一階段的加速度為gC．線框產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+L)D．線框做過(guò)減速運(yùn)動(dòng)dhdcabLL1L2BDB組能力訓(xùn)練題44、如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一矩形線圈以一定的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線圈全部進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其動(dòng)能恰好等于它在磁場(chǎng)外面時(shí)的一半，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾却笥诰€圈寬度，則()A．線圈恰好在完全離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)停下B．線圈在未完全離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)即已停下C．線圈能通過(guò)場(chǎng)區(qū)不會(huì)停下D．線圈在磁場(chǎng)中某個(gè)位置停下v0BC解見(jiàn)下頁(yè)線圈失去的動(dòng)能，就是克服磁場(chǎng)力做的功FS（這里F是變化的，具體運(yùn)算要用到積分，可以理解為線圈所受到的平均阻力，）F的大小與線圈的速度有關(guān)，速度越大，受到的阻力越大。解:線圈出磁場(chǎng)的初速度肯定要小于進(jìn)去時(shí)的速度，而且還會(huì)繼續(xù)減小，那么線圈出磁場(chǎng)過(guò)程所受到的阻力也一定小于進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程的阻力，那么它損失的能量也一定小于進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程損失的能量。進(jìn)去過(guò)程損失了一半的能量，出來(lái)過(guò)程損失小于一半的能量，那么剩下的一部分能量可以讓它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去，也就是它的動(dòng)能了B組能力訓(xùn)練題5dacbO'BO5.如圖示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd，匝數(shù)為N，可繞OO‘軸轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框總質(zhì)量為m，總電阻為R.現(xiàn)將導(dǎo)線框從水平位置由靜止釋放，不計(jì)摩捧，轉(zhuǎn)剄豎直位置時(shí)動(dòng)能為Ek，則在此過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)線某一截面的電荷量為

，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量為

。解見(jiàn)下頁(yè)平均電動(dòng)勢(shì)為解：

電荷量為導(dǎo)線框從水平位置由靜止釋放，轉(zhuǎn)剄豎直位置時(shí)重心下降L/2，重力勢(shì)能減少由能量守恒定律B組能力訓(xùn)練題6如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是（）A．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左B．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左C．FN先大于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右D．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右BASND解見(jiàn)下頁(yè)

條形磁鐵從AB正上方經(jīng)過(guò)A時(shí)，由楞次定律，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針感應(yīng)電流，線圈的磁場(chǎng)與條形磁鐵相互排斥，線圈對(duì)桌面的壓力增大,線圈受到桌面的支持力FN大于mg，線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)；BASN條形磁鐵從AB正上方經(jīng)過(guò)B時(shí)，同理，線圈中產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流，線圈的磁場(chǎng)與條形磁鐵相互吸引，線圈對(duì)桌面的壓力減小，線圈受到桌面的支持力FN小于mg，線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，D正確。解：B組能力訓(xùn)練題7一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。螺旋槳葉片的近軸端為a,遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則()A．E＝πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)B．E＝2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)C．E＝πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D．E＝2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)BabA解見(jiàn)下頁(yè)螺旋槳葉片以端點(diǎn)a為軸，在垂直于磁感應(yīng)線的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)T/4周期，ab轉(zhuǎn)過(guò)π/2角度，由法拉第電磁感應(yīng)定律所以選項(xiàng)A正確。

由右手定則可知：螺旋槳葉片中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由a指向b，故a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì);解：BabB組能力訓(xùn)練題8

如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌,O、C

處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4Ω、R2=8Ω,(導(dǎo)軌其它部分電阻不計(jì))，導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(π/3·

x)(單位：m)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計(jì)棒的電阻，求：（1）外力F

的最大值，（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的的最大功率（3）在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電流I與時(shí)間t

的關(guān)系。yCOxBvR2R1A解：（1）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv①畫(huà)出等效電路如圖示（不計(jì)電源內(nèi)阻）：baER1R24Ω8ΩI=E/R總②F外=F安=BIL=B2L2

v/

R總③Lm=2sinπ/2=2m④R總

=R1R2/（R1+R2

）=8/3Ω⑤∴Fmax

=B2Lm2

v/R總

=0.22×22×5.0×3/8=0.3N⑥

（3）金屬棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)間的長(zhǎng)度隨時(shí)間變化x=vtE=BLv（2）P1m=E

2/R1