2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

第二章：电磁感应 2.3：涡流、电磁阻尼和电磁驱动 一：知识精讲归纳 考点一、电磁感应现象中的感生电场 1．感生电场 麦克斯韦认为：磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场叫作感生电场． 2．感生电动势 由感生电场产生的电动势叫感生电动势． 3．电子感应加速器 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速． 考点二、涡流 1．涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流． 2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快(越大)，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大． 考点三、电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼． 考点四、电磁驱动 若磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动． 二：考点题型归纳 题型一：感生电动势产生的环形电场对小球的加速作用 1．（2021·吉林长春·高二期中）如图所示，金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度均匀增大。下列说法正确的是（　　） A．圆环内产生感应电流是因为自由电子受到洛伦兹力的作用 B．圆环内产生感应电流是因为自由电子受到电场力的作用 C．圆环内产生的感应电流是变化的 D．如果把金属圆环换成金属圆盘，不会产生感应电流 2．（2021·湖北·浠水县实验高级中学高二阶段练习）著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验：一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球，如图所示．当线圈接通直流电源后，线圈中的电流方向如图中箭头所示，圆盘会发生转动．几位同学对这一实验现象进行了解释和猜测，你认为合理的是 A．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看） B．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看） C．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看） D．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看） 3．（2021·四川·仁寿一中高二阶段练习）如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为 ，其中 、k为正的常数 在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是 A．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 题型二：感生电动势和动生电动势问题 4．（2020·福建·闽江学院附中高二期末）如图所示，边长为a的导线框ABCD处于磁感应强度为B0的匀强磁场中，BC边与磁场右边界重合．现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化。若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为（　　） A． B． C． D． 5．（2017·江西·新余市第一中学高二期中）如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中错误的是( ) A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关 C．因导体运动产生了感生电场 D．动生电动势和感生电动势产生的原因是不一样的. 6．（2020·山东·夏津第一中学高二阶段练习）如图所示，固定于水平面上的金属架 处在竖直向下的匀强磁场中， 与框架 构成一个边长为l的正方形。 时，磁感应强度为 ，此时，金属棒 沿框架向右做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动。为使 棒中不产生感应电流，从 开始，下列磁感应强度B随时间t变化的关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 题型三：涡流 7．（2021·全国·高二课时练习）关于高频电磁炉，下列说法中正确的是（ ） A．它是利用变化的磁场在食品中产生涡电流对食品加热的 B．它是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的 C．它是利用电磁波使食品加热的，所以有比较强的电磁波辐射，对人