第2章 第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第3节　涡流、电磁阻尼和电磁驱动

[知识梳理]

知识点一　电磁感应现象中的感生电场

1．感生电场：磁场  变化  时在空间激发的一种电场．

2．感生电动势：由  感生电场  产生的感应电动势．

3．感生电场的方向：可根据楞次定律判断．

知识点二　涡流

1．定义：由于  电磁感应  ，在导体中产生的像水中漩涡样的  感应  电流．

2．应用

(1)涡流热效应：如  真空冶炼炉  、电磁炉．

(2)涡流磁效应：如  探雷器  、  安检门  ．

3．防止

电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器．

(1)途径一：增大铁芯材料的  电阻率  ．

(2)途径二：用相互绝缘的  硅钢片  叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯．

知识点三　电磁阻尼　电磁驱动

1．电磁阻尼

(1)概念：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  导体运动的现象．

(2)应用：磁电式仪表．

2．电磁驱动

(1)概念：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流，感应电流使导体受到  安培力  的作用，  安培力  使导体运动起来的现象．

(2)应用：交流感应电动机．

[基础自测]

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)涡流是由整块导体发生的电磁感应现象，不遵从电磁感应定律．(  ×  )

(2)通过增大铁芯材料的电阻率可以减小涡流．(  √  )

(3)变压器的铁芯用硅钢片叠成是为了减小涡流．(  √  )

2．(多选)下列说法中正确的是(　　)

A．感生电场由变化的磁场产生

B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场

C．感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定

D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向

解析：AC　[磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所在闭合电路中产生的感应电流方向相同，可由楞次定律和右手定则判定，故选项A、C正确，选项B、D错误．]

3．下列做法中可能产生涡流的是(　　)

A．把金属块放在匀强磁场中

B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动

C．让金属块在匀强磁场中做变速运动

D．把金属块放在变化的磁场中

解析：D　[涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确．]

 

　　　　　　　　　　

对感生电场和感生电动势的理解

◆[探究导引]

　如图所示，B增强，那么就会在空间激发一个感生电场E.如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，产生感应电流．

(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？

(2)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？

提示　(1)感应电流的方向与正电荷定向移动的方向相同．感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此，感生电场的方向与感应电流的方向相同，感生电场的方向可以用楞次定律来判定．

(2)感生电场对自由电荷的作用．

◆[探究归纳]

1．感生电动势

(1)电场线：如图所示，当磁场变化时，产生的感生电场的电场线是与磁场方向垂直的闭合曲线，感生电场是一种涡旋电场．

(2)如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势．

2．感生电场的方向

(1)判断：假定存在闭合环形回路，回路中感应电流的方向就表示感生电场的方向，判定方向要依据实际存在的或假定存在的回路结合楞次定律和右手定则来进行．

(2)决定因素：感生电场是否存在仅取决于有无变化的磁场，与是否存在导体及是否存在闭合回路无关．

[例1]　

如图所示是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同．现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所在的区域，磁感应强度的大小跟时间成正比例增大，方向竖直向下．设小球在运动过程中电荷量不变，则(　　)

A．小球需要的向心力大小不变

B．小球需要的向心力大小不断增大

C．洛伦兹力对小球做了功

D．小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比