2.4 互感和自感（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理 选择性必修第二册（人教版2019）

[情境创设] 金属框就始终受到向右的安培力作用。金属框开始时处于 1.提示：电子在真空室内做圆周运动，线圈中变化的电流产生 静止状态（对地），受安培力作用后，向右做加速运动，若金属 变化的磁场，变化的磁场产生环形的感生电场，感生电场使 框不受阻力，当速度增大到5m/s时，金属框相对磁场静止， 电子加速。 做匀速运动。 2.(1)/(2)×(3)× (2)当金属框始终受到F=1N的阻力时，达最大速度v时 3.提示：这种刹车装置是电磁阻尼的一种应用。 受力平衡，有F=F=2B,式中1=2B(u R ,v一m 强化关键能力 新知学习（一） 为磁场速度和金属框最大速度之差，即相对速度，所以？m= FR [任务驱动] 4B22 =1.875m/s. 提示：导体中的自由电荷在感生电场作用下做定向运动，产生 感应电流。 (3)消耗的能量一是转化为金属框的内能，二是克服阻力做 [典例门选B当磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一恒 功，所以消耗能量的功率为P=R十Fvm,式中 定的感生电场，由楞次定律知，电场方向和小球初速度方向 I- 2B1(w-m)_2×1X0.4X(5-1.875)A=1.25A 相同，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速度逐渐增 R 2 大，向心力也随着增大，A错误，B正确；洛伦兹力对运动电 所以P=[(1.25)2×2+1×1.875]W=5W,则每秒钟需消 荷（小球）不做功，C错误；小球所受洛伦兹力F=gB0,随着 耗5J能量，这些能量是由磁场提供的。 速率的增大而增大，同时B心t,则F和t不成正比，D错误。 答案：(1)见解析(2)1.875m/s(3)5J由磁场提供的 [针对训练] :[针对训练] 1,选AC磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生！1，选C,条形磁铁在下落过程中，绝缘铜环内产生感应电流， 的感应电流方向相同，可由楞次定律判断，A、C正确，B、D 导致条形磁铁做加速度逐渐减小的加速运动，故其速率逐渐 错误。 增大，最后趋于不变，C正确，A、B、D错误。 2.选B当磁场增强时，将产生逆时针方向的电场，带正电的！2.选BC磁铁水平穿过螺线管时，螺线管中将产生感应电流， 粒子将受到这个电场对它的电场力的作用，动能增大，B! 由于电磁阻尼并结合牛顿第三定律，整个过程中，磁铁受到 正确。 螺线管水平向左的力的作用，B正确；对于小车上的螺线管， 3.选A感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行 在此过程中，螺线管会产生感应电流，由于电磁驱动，使小车 于感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向 向右运动起来，在磁铁穿过螺线管过程中，小车一直向右做 从上向下看也是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流 加速运动，C正确。 的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：原 浸润学科素养和核心价值 磁场沿AB方向且在迅速减弱，或原磁场沿BA方向且在迅 速增强，A正确 1.解析：铁锅中的水温明显升高，因为通入交变电流时，所产生 新知学习（二）… 的磁场是变化的，因铁锅是导体，铁锅中产生涡流，电能转化 [典例]选D由初状态到末状态（金属块在磁场区域内往复 为内能，使水温升高，而玻璃是绝缘体，玻璃杯中无涡流产 运动)能量守位。初状态机被能E=mgb十？m,末状态 生，杯中水温不变。 答案：见解析 机械能E,=mga,焦耳热Q=E一E,=mg(ba)十2m,:2.选B铜盘由于受到电磁阻尼的作用而很快停下来，故B正 确，A、C、D错误。 D正确。 [拓展，解析：由于虚线下方的磁场为非匀强磁场，则金属3.选AD 电磁炉面板为陶瓷材料，发热部分为铁锅底部，电磁 块最终停止于最低点O处，由能量守恒定律可知，产生的焦 炉不能对陶瓷器皿加热，A正确，B、C错误：电流频率越大，产 生的涡流越强，D正确。 耳热总量Q=mgb十之mt。 1.选AD根据题意，人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁铁会对 答案：mgb十2mt 飞轮产生阻碍作用，飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的 [针对训练] 安培力，A正确；飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮受 1.选B工作中的探测器靠近金属物体时，在金属物体中就会 到安培力越大，即阻力越大，B错误；磁铁和飞轮间的距离一 产生涡流，这种涡流是交变电流，A错误，B正确；根据法拉 定时，飞轮转速越大，磁通量的变化率越大，则飞轮内部的涡 第电磁感应定律，探测器产生的是变化的磁场，使靠近的金 流越强，产生的安培力越大，受到的阻力越大，C错误，D 属物体产生涡流，探测器与被测金属物相对静止时也能发出 正确。 警报，C错误；探测器的工作原理是电磁感应现象，和手机是2.选AC磁场变化的频率越高，磁通量变化率越大，由法拉 否发出通信信号无关，D错误。 第电磁感应定律可知，产生的感应电动势越大，回路中的电