人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 (3).ppt

解析:交变电流的频率越高,产生的感应电流越强,升温越快,故选项A正确,B错误。工件上各处电流相同,电阻大处产生的热量多,故选项D正确,C错误。三电磁阻尼与电磁驱动重难归纳电磁阻尼和电磁驱动问题,其本质仍然是电磁感应问题,具体分析求解时,还需明确电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系(见下表)。比较项目电磁阻尼电磁驱动不同点成因由于导体在磁场中运动而产生感应电流,从而使导体受到安培力由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流,从而使导体受到安培力效果导体所受安培力的方向与导体运动方向相反,阻碍导体运动导体所受安培力的方向与导体运动方向相同,推动导体运动能量转化导体克服安培力做功,其他形式的能转化为电能,最终转化为内能由于电磁感应,磁场能转化为电能,通过安培力做功,电能转化为导体的机械能联系都属于电磁感应现象,电磁阻尼和电磁驱动中的安培力都阻碍导体与磁体间的相对运动甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO旋转,给两环以相同的初始角速度,使其开始转动,由于阻力,经过相同的时间后转动便停止。将环置于磁感应强度B大小相同的匀强磁场中,甲环的转轴与磁场方向平行,乙环的转轴与磁场方向垂直,如图所示,若甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动,请判断哪个环先停下来?提示:由于转动过程中穿过甲环的磁通量不变,穿过乙环的磁通量变化,所以甲环中不产生感应电流,乙环中产生感应电流。乙环的机械能不断地转化为电能,最终转化为焦耳热散失掉,所以乙环先停下来。典例剖析【例3】扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是()答案:A解析:感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。在A图中,系统振动时,紫铜薄板随之上下及左右振动,都会使穿过紫铜薄板的磁通量发生变化,产生感应电流,受到安培力,阻碍系统的振动,故选项A正确。在B、D图中,只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流,而上下振动无感应电流产生,故选项B、D错误。在C图中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,都不会产生感应电流,故选项C错误。规律总结电磁阻尼和电磁驱动的分析:

(1)电磁阻尼和电磁驱动都是电磁感应现象,均可以根据楞次定律和左手定则分析导体的受力情况。

(2)电磁阻尼与电磁驱动现象中安培力的作用效果均为阻碍相对运动,应注意电磁驱动中,主动部分的速度(或角速度)大于被动部分的速度(或角速度)。学以致用3.(多选)如图所示,蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO转动。从上向下看,当磁体逆时针转动时,则()A.线圈将逆时针转动,转速与磁体相同B.线圈将逆时针转动,转速比磁体小C.线圈转动时将产生感应电流D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda答案:BC解析:当磁体逆时针转动时,相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线,线圈中产生感应电流,选项C正确。线圈相对磁体转过90°时,其感应电流方向不再是abcda,选项D错误。由楞次定律的推广含义可知,线圈将与磁极同向转动,但转动的角速度一定小于磁体转动的角速度,如果两者的角速度相同,磁感线与线圈会处于相对静止状态,线圈不切割磁感线,无感应电流产生,选项A错误,B正确。随堂训练1.(多选)关于电磁感应现象中的感生电场,下列说法正确的是()A.感生电场不同于静电场,其电场线是闭合曲线B.由感生电场产生的感生电动势的表达式为C.感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力D.感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做功答案:AB解析:磁场变化时在空间激发的电场称为感生电场,不同于静止电荷产生的电场(静电场),其电场线是闭合曲线,选项A正确。变化的磁场引起磁通量的变化,进而产生感生电动势,所以感生电动势的表达式为,选项B正确。感生电场产生感生电动势中的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力,即电场力,对自由电荷做功,选项C、D错误。2.下列做法可能产生涡流的是()A.把金属球放在匀强磁场中B.让金属球在匀强磁场中做匀速运动C.让金属球在匀强磁场中做变速运动D.把金属球放在变化的磁场中答案:D解析:涡流就是整个金属球中产生的感应电流,所以产生涡流的条件就是在金属球中产生感应电流的条件,即穿过金属球的磁通量发生变化,选项A、B、C错误。把金属球放在变化的磁场中时,穿过金属球的磁通量可能发生变化,可能有涡流产生,选项D正确。3.(多选)某空间出现了如图所示的磁场,当磁感应强度变化时,