第四章 第7节　涡流、电磁阻尼和电磁驱动-高中物理选修3-2【赢在微点】轻松课堂word

第7节　涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学习目标 练法指导 1.知道涡流是如何产生的。 2．知道涡流对我们的生活有不利和有利两个方面的影响，以及如何利用和防止。[来源:学§科§网] 3．知道电磁阻尼和电磁驱动。 1.通过列举生活中的实例，了解涡流的特点、应用和防止。 2．通过磁电式电表利用电磁阻尼使指针迅速停下来和电气机车的电磁制动等了解电磁阻尼的应用。[来源:学科网ZXXK] 3．通过了解感应电动机、汽车上的电磁式速度表的原理，了解电磁驱动的应用。 ———　　课/　前/　预/　习·轻/　松/　搞/　定　　——— 要点辨析 1．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(√) 2．涡流有热效应，但没有磁效应(×) 3．在硅钢中不能产生涡流(×) 4．电磁炉是在金属锅体中产生热效应，从而达到加热和烹饪食物的目的(√) 5．由电磁驱动的实例可以说明，感应电流只能提供动力不能提供阻力(×) 预习自检 1．下列应用哪些与涡流无关(　　) A．高频感应冶炼炉 B．汽车的电磁式速度表 C．家用电能表 D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流 解析　高频感应冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内的金属中产生涡流；汽车速度表是磁电式电流表，指针摆动时，铝框骨架中产生涡流；家用电表(转盘式)的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生的感应电流，不同于涡流，D与涡流无关。 答案　D 2.如图所示，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 C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯 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。 答案　C 3．将一个闭合金属环用绝缘丝线悬于O点，如图所示，虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场，而右边没有磁场，将金属环拉至图示位置释放后(　　) A．金属环的摆动不会停下来，一直做等幅摆动 B．金属环的摆动幅度越来越小，小到某一数值后做等幅摆动 C．金属环的摆动最终会停下来 D．金属环最终停止在初始释放位置 解析　当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生感应电流，从而阻碍金属环运动，即有机械能通过安培力做负功转化为内能，所以环最终静止，故A、B、D错误，C正确。 答案　C ———　　课/　堂/　效/　果·题/　组/　检/　测　　——— 题组一 涡流 1.(多选)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，下列说法正确的是(　　) 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．人体在通有交变电流的线圈产生的磁场中运动，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 解析　地磁场很弱，即使金属物品被磁化，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，选项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的交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，选项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，选项D正确。 答案　CD 2．(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，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．增大铁芯的电阻，以产生更多的热量 D．增大铁芯的电阻，以减小发热量 解析　磁场变化越快，感应电动势越大，因而涡流也就越强。涡流能使导体发热。变压器的铁芯是相互绝缘的薄片叠加而成的，从而减小回路的横截面积来减小感应电动势，还增加铁芯的电阻，以降低涡流强度，从而减少能量损耗，提高变压器的效率。 答案　BD 题组二 电磁阻尼和电磁驱动 3.(多选)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中(　　) A．磁铁做匀速直线运动 B．磁铁做减速运动 C．小车向右做加速运动 D．小车先加速后减速 解析　本题为电磁驱动，可由楞次定律判断作用力的方向，再由牛顿第二定律判断运动情况。磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动。同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁