第二章 3. 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【重难点手册】人教版

重雄点手册高中物理选择性必修第二册J 第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 重点和难点 课标要求 1.了解感生电场，知道感生电动势产生的原因，会判断感 重点：涡流产生的原因。 生电动势的方向，并会计算它的大小 难点：电磁阻尼和电磁驱动的 2.了解涡流的产生，了解涡流现象的利用和危害，了解电 原理. 磁阻尼和电磁驱动， 3.了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析 」01以备知识梳理。 基础梳理 2.电路中产生感生电动势的导体部分相 知识点1电磁感应现象中的感生电场 当于电源，其电路为内电路 1.感生电场 2.感生电动势 (1)概念：变化的磁场在周围空间激发的 (1) 电场叫作感生电场： 中感牛业场便只休”尘的心动 (2)特点：①感生电场的电场线与磁场方 定义 飞势叫感牛心动势 向垂直；②感生电场的强弱与磁感应强度的变 在屯路巾充屯源，机兴丁内 屯路感生屯动势的方向以根 化率有关。 作用据楞次定律和安培定则米判定 (3)感生电场与静电场的区别 势 大小 △ ①产生方式不同：静电场是由电荷激发的， 产牛感牛儿动势的过稈屮嵫场 能向心能转化，且满足能量守 而磁场周围的电场则是由变化的磁场激发的. 能量关系 、恒定律 ②电场线的特点不同：静电场的电场线不 (2)成因 闭合，总是始于正电荷或无限远，终止于无限 磁场 激发感 产感应 人 驱动山山电 远或负电荷；而变化的磁场周围产生的感生电 变化 电场 电动势 荷定向移动 场的电场线是闭合曲线，没有起点和终点. (3)感生电场中的非静电力：感生电场对自 ③方向：在实际问题中通常要由磁场的方 由电荷的作用力，相当于电源内部的非静电力. 向和强弱变化的情况根据楞次定律来判断感 记方法 生电场的方向， 判断感生电场的方向 微黑板 伸出右手，使拇指伸直，四指弯曲.若磁 1.变化的磁场周围产生感生电场，与是 场在增强，让拇指的指向与磁场方向相反；若 否存在闭合电路无关.如果在变化的磁场中 磁场在减弱，让拇指的指向与磁场方向相同 放一个闭合电路，自由电荷在感生电场的作 (增反减同).这时，弯曲的四指所指的方向就 用下发生定向移动， 是感生电场的方向. 76 第二章电磁感应 例①(2022·北京顺义区第二中学高二 涡流就越大 期中)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化 3.涡流的利用 时会在空间激发感生电场.如图所示，一个半 (1)真空冶炼炉内金属的电阻率小，涡流 径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直 很强，产生的热量很多，可以用来冶炼合金钢 向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为十q的 (2)探雷器也是利用涡流工作的.探雷器 小球.已知磁感应强度B随时间均匀增加，其 线圈中有变化的电流，线圈在地面扫过时，如 变化率为k,若小球在环上运动一周，则感生电 果地面下埋着金属物品，金属中会产生涡流， 场对小球的作用力所做功的大小是( 涡流的磁场又会反过来影响线圈中的电流，使 仪器报警.机场、车站和重要活动场所的安检 门可以探测人携带的金属物品也是这个原理. 4.涡流的防止 A.0 B. 电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上.当 线圈中流过变化的电流时，在铁芯中会产生涡 C.2πr2gk D.πr2gk 流，使铁芯发热，浪费能量，还可能损坏电器 解析变化的磁场产生电场，电场对运动 因此，我们常采用硅钢这种电阻率比较大的材 的带电粒子做功.均匀变化的磁场产生恒定的 料，并且用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代 电场，电动势E=A吧=AB.S=产，电场力 △t-△t 替整块硅钢铁芯，以便增大电阻，减小涡流. 做功W=qE=πrqk,故选项D正确. 知识点3电磁阻尼 答案D 1.电磁阻尼的产生 知识点2涡流 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导 1.涡流的产生 体受到安培力，根据楞次定律，安培力的方问总 把块状金属放在变化的磁场中，由于电磁 是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼， 感应金属块内将产生感应电流.如图中的虚线 电磁阻尼是一种十分普遍的物理现象，任 所示，这种电流在金属块内形成闭合电路，很 何相对磁场运动的导体，只要有感应电流通 像水中的漩涡，因此叫作涡电流，简称涡流. 过，就会存在电磁阻尼作用. 2.电磁阻尼的应用 电磁阻尼有不少应用.使用磁电式电表进 行测量时，由于指针转动轴的摩擦力矩很小， 若不采取措施，线圈及指针将会在所示值附近 来回摆动，不易稳定下来.为此，许多电表把线 2.涡流的特点 圈绕在闭合的铝框上，当线圈摆动时，在闭合 (1)涡流是整块导体发生的电磁感应现 的铝框中将产生感应电流，从而获得电磁阻尼 象，同样遵循法拉第电磁感应定律 (②)险场变化越快（褪大）.导体的横裁 力矩，以使线圈迅速稳定在所示值的位置.电 气列车中的电磁制动器也是根据电磁阻尼原 面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的