第二章 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第二册教师用书（人教版 浙江）

3　涡流、电磁阻尼和电磁驱动 ［学习目标］　1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用(重点)。3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用(重难点)。 一、电磁感应现象中的感生电场 1.麦克斯韦认为变化的磁场能在周围空间激发一种电场，这种电场叫作感生电场。 2.由感生电场产生的电动势叫感生电动势。 3.电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。 4.感生电场的方向根据楞次定律用右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E=n计算。 如图所示，B增强时，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发生定向移动，而产生感应电流。 (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)在上述情况下，哪种力扮演了非静电力的角色？ 答案　(1)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力。 (1)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。(　√　) (2)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。(　√　) 例1　现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁铁线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是(　　) A.真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B.通入电磁铁线圈的电流在增强 C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的 答案　B 解析　电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，电子带负电，电场方向与电子运动的方向相反，所以真空室中产生的感生电场沿顺时针方向，A错误；电磁铁线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电子的速度增大，B正确；由于电磁铁线圈中电流可以变化，可在真空室中产生感应磁场，电子在洛伦兹力的作用下做圆周运动，D错误；由于感生电场使电子加速，即电子在轨道中加速的驱动力是非静电力，C错误。 针对训练　如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将(　　) A.沿顺时针方向运动 B.沿逆时针方向运动 C.在原位置附近往复运动 D.仍然保持静止状态 答案　A 解析　磁感应强度的方向竖直向下，当磁场突然增强时，由楞次定律和安培定则可知，感生电场沿逆时针方向，由于小球带负电，所以小球将沿顺时针方向运动，A正确。 闭合回路(假定其存在)的感应电流方向就表示感生电场的方向。判断思路如下： 二、涡流 1.涡流：当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流，如果用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。 2.涡流的应用与防止 (1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等。 (2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，或者用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？ 答案　电磁炉的盘面下布满了金属导线缠绕的线圈，当线圈中通上变化极快的电流时，在线圈周围产生迅速变化的磁场，变化的磁场使锅底产生涡流，铁锅迅速发热。 (1)涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。(　×　) (2)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。(　√　) (3)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。(　×　) (4)涡流有热效应，但没有磁效应。(　×　) 例2　(多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈(但与线圈绝缘)的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是(　　) A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器 答案　CD 解析　由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且电源必须是交流电源，A、B错误；减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量，可解决温度过高的问题，C正确；封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被加热，只能是玻璃、塑料等材质，D正确。 三、电磁阻尼和电磁驱动 (1)如图甲所示，将两条形磁体在同一高度释放，下方放有闭合线圈的磁体很快停止振动，而下方不放闭合线圈的磁体能振动较长时间，如何解释这个现象？ (2)如图乙所示，当顺时针或逆时针转动蹄形磁体时线圈怎样转动？使线圈转动起来的动力是什么？ 答案　(1)图甲中下方放有闭合线圈的磁体振动时除了受空气阻力外，还受到线圈的磁场阻力，所以很快停下来。 (2)当蹄形磁体顺时针转动时，线圈也顺时针转动；当蹄形磁体逆时针转动时，线圈也逆时针转动。线圈内产生感应电流，线圈受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来。 1.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作用，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 2.电磁驱动 (1)如果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。 (2)交流感应电动机是利用电磁驱动的原理工作的，把电能转化成机械能。 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。你能解释其中的原因吗？ 答案　电流表正负接线柱短接后与线圈组成闭合电路，由于表针和线圈是固定在一起的，所以表针摆动时会带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而在线圈中产生感应电流，而感应电流会产生阻碍线圈转动的效果，从而有效减弱了表针的摆动。 例3　如图，一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁体静止，转动磁体，观察铝框的运动，可以观察到(　　) A.铝框与磁体转动方向相反 B.铝框始终与磁体转动的一样快 C.铝框是因为受到安培力而转动的 D.当磁体停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 答案　C 解析　根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，转动磁体时，铝框会跟着转动，且转动方向与磁体转动方向一致，故A错误；铝框转动的本质是磁体转动过程中，导致穿过铝框的磁通量发生了变化，所以在铝框中产生了感应电流，受到磁体周围的磁场对它的安培力作用转动了起来，又因为感应电流的磁场只是阻碍磁通量的变化，并不是阻止，所以铝框转动的速度要比磁体转动速度慢，故B错误，C正确；当磁体停止转动后，铝框由于惯性会继续转动，铝框转动过程中仍然能产生感应电流，铝框受到安培力的阻碍，所以铝框会减速直至停止运动，故D错误。 例4　(多选)(2023·宁波市北仑中学高二期中)健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁体(与飞轮不接触)，人在健身时带动飞轮转动，磁体会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁体与飞轮间的距离。则(　　) A.飞轮受到阻力大小与其材料密度有关 B.飞轮受到阻力大小与其材料电阻率无关 C.飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，其受到的阻力越大 D.磁体与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越大 答案　CD 解析　飞轮在磁场中做切割磁感线的运动，所以会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力，而安培力大小与其材料的电阻率有关，与其密度无关，故A、B错误；磁体越靠近飞轮，飞轮所在处的磁感应强度越强，所以在飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，故C正确；磁体和飞轮间的距离一定时，根据法拉第电磁感应定律可知，飞轮转速越大，则飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，故D正确。 电磁阻尼 电磁驱动 不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的 效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力 能量 转化 克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能 共同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动 课时对点练　［分值：100分］ 1~8题每题7分，共56分 考点一　电磁感应现象中的感生电场 1.(多选)下列说法正确的是(　　) 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.感生电场的方向可以用楞次定律和安培定则来判定 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 答案　AC 解析　磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向相同，可由楞次定律和安培定则判断，故A、C项正确。 2.如图所示为著名物理学家费曼设计的一个实验装置：水平绝缘圆板可绕通过其中心的竖直光滑轴自由转动，圆盘边缘固定着若干金属小球，在圆盘的中部有一个导电线圈。在线圈接通电源的瞬间发现圆板发生了转动，则下列说法正确的是(　　) A.圆盘上的金属小球一定带正电 B.圆盘上的金属小球不带电 C.线圈接通电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处产生了电场 D.线圈接通电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处只产生了磁场 答案　C 解析　线圈接通电源的瞬间，线圈中的电流增大，产生的磁场增强，变化的磁场产生电场，金属小球所在处产生了电场，导致带电小球受到力的作用而运动，但小球不一定带正电，故选C。 考点二　涡流 3.(2024·杭州外国语学校高二期末)考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是(　　) A.探测器利用的是静电感应现象 B.探测器利用的是磁场对金属的吸引作用 C.探测器利用发射和接收电磁波进行工作的 D.当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化 答案　D 解析　金属探测器利用的是电磁感应现象，故A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流；故B错误；当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化，故C错误，D正确。 4.为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是(　　) A.增大交流电源的频率 B.把不锈钢锅换成陶瓷锅 C.将电源换成电动势更大的直流电源 D.把线圈内部铁芯去掉 答案　A 解析　当下方线圈通入交流电时，在不锈钢锅具中会产生感应电动势，形成涡流而产生热量，因感应电动势与通入线圈电流的变化率成正比，增大交流电源的频率，感应电动势增大，涡流增大，热功率增大，故A正确；陶瓷不是金属材料，把不锈钢锅换成陶瓷锅，则不会产生涡流，则不发热，故B错误；换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，锅具中不会有感应电流，热功率为0，故C错误；把线圈内部铁芯去掉，则磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，热功率变小，故D错误。 5.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。则下列说法正确的是(　　) A.该焊机也能焊接塑料圆管的接缝 B.线圈的电阻越大，焊接效果越好 C.线圈的电源换成直流电源也能进行焊接 D.圆管的接缝处电阻较大，产生的电热较无接缝处大 答案　D 解析　高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中产生感应电流(涡流)，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接，而在塑料圆管内不能产生涡流，所以该焊机不能焊接塑料圆管的接缝，且线圈的电源换成直流电源不能进行焊接，故A、C错误；若线圈的电阻太大，则线圈消耗的功率大，焊接效果不好，故B错误；圆管的接缝处横截面积小，电阻大，电流相同，根据焦耳定律可知接缝处产生的电热较无接缝处大，故D正确。 考点三　电磁阻尼和电磁驱动 6.物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连，如图甲所示。第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图乙所示，以下说法正确的是(　　) A.法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，无感应电动势，无感应电流 B.阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，反之，转动小磁针，圆盘则不动 C.阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，但会滞后于圆盘 D.法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现 答案　C 解析　法拉第圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故A错误；阿拉果圆盘实验中，转动圆盘或小磁针，都产生感应电流，因安培力的作用，另一个物体也会跟着转动，则转动圆盘，小磁针会同向转动，但会滞后于圆盘，故B错误，C正确；如果磁场相对于导体运动，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，这种作用就是电磁驱动，显然法拉第圆盘是机械能转化为电能的过程，并不是电磁驱动，故D错误。 7.(2024·浙江高二期末)如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是(　　) A.制动过程中，导体不会产生热量 B.制动力的大小与导体运动的速度有关 C.线圈一定是通交流电 D.如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力 答案　B 解析　电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻时会产生热量，A错误；导体运动的速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越强，制动器对转盘的制动力越大，故制动力的大小与导体运动的速度有关，B正确；电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，产生涡流，故通电线圈可以通直流电，产生方向不变的磁场也是可以的，C错误；如果改变线圈中的电流方向，铁芯产生磁感线的方向变为反向，此时产生的涡流方向也相反，根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同时反向，安培力方向不变，故导体还是受到阻碍运动的制动力，D错误。 8.电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统由两部分组成：一部分是机械弹簧主减震系统；另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所示，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则(　　) A.对调磁体的磁极，电磁辅助减震系统就起不到减震效果 B.增多线圈匝数，不影响安培力的大小 C.只要产生震动，电磁辅助减震系统就能起到减震效果 D.震动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变 答案　C 解析　对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果，故A错误，C正确；根据法拉第电磁感应定律E=n，线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，故增多线圈匝数会影响安培力的大小，故B错误；震动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变，故D错误。 9、10题每题10分，11题14分，共34分 9.(2023·浙江1月选考)如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO'，接入电阻R构成回路。导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当R=R0时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当R=2R0时，导体杆振动图像是(　　) 答案　B 解析　导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体杆的运动，导体杆振幅逐渐减小，当R从R0变为2R0时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所以杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长，故选B。 10.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是(　　) 答案　A 解析　感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。在A图中，系统震动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的震动；在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选A。 11.(14分)磁场相对于导体运动，会出现电磁驱动现象。磁悬浮列车是一种高速运载工具，其驱动系统的基本原理为：在沿轨道安装的固定绕组(线圈)中通以变化的励磁电流，励磁电流在轨道上方产生等效的向前运动的磁场，该磁场可以让固定在车体下部的金属线框产生感应电流，感应电流使金属线框受到安培力的作用向前运动。我们给出如下的简化模型，图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图。图乙是固定在车底部单匝金属线框(车厢与金属线框绝缘)与轨道上运动磁场的示意图。在图乙中，水平地面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有竖直(垂直纸面)方向等距离间隔的匀强磁场B1和B2，二者大小相等、方向相反，车底部平行导轨的金属线框宽度与磁场间隔相等。沿导轨分布的“条带状”磁场的各部分同时以恒定速度v0沿导轨水平向前运动时，金属线框将会受到沿导轨向前的安培力而带动实验车沿导轨运动。设金属线框垂直导轨的边长L=0.40 m、总电阻R=2.0 Ω，实验车和金属线框的总质量m=2.0 kg，磁场B1=B2=B=1.0 T，磁场运动速度v0=5 m/s，线框向前运动时所受阻力Ff的大小与线框速率成正比，即Ff=kv，k=0.08。 (1)(3分)设t=0时刻，金属线框的速度为零，求此时线框回路的电流大小I0； (2)(5分)设某时刻，金属线框的速度v1=2 m/s，求此时金属线框的加速度大小a (3)(6分)求该金属线框所能达到的最大速率v2。 答案　(1)2 A　(2)0.4 m/s2　(3)4 m/s 解析　(1)当金属线框的速度为零时，线框相对于磁场的速度大小为v0，线框中左右两边都切割磁感线，产生感应电动势，则有E0=2BLv0=4 V 产生的感应电流I0==2 A (2)当金属线框的速度v1=2 m/s，产生的感应电动势E1=2BL(v0-v1)=2.4 V，产生的感应电流I1==1.2 A 根据牛顿第二定律得2BI1L-kv1=ma 解得a=0.4 m/s2 (3)该金属线框所能达到的最大速率v2时所受安培力为F=， 此时安培力与阻力平衡F=Ff=kv2 解得v2=4 m/s。 (10分) 12.(多选)如图甲所示，一半径为r的光滑绝缘细圆管固定在水平面上，一质量为m、电荷量为q的带负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在方向竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示(取竖直向上为正，图中B0、t0为已知量)。已知当磁感应强度均匀变化时，在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场(电场线闭合的涡旋电场)，原来静止的小球在管内做圆周运动，小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是(　　) A.小球沿顺时针(从上往下看)方向运动 B.管内电场强度大小为 C.小球由静止开始运动第一周所用时间为t0 D.小球第2次回到出发点的速度大小为2r 答案　BD 解析　由楞次定律可知感生电场的方向为顺时针(从上往下看)，小球带负电，故小球沿逆时针(从上往下看)方向运动，A错误；产生的感生电场的电场强度E==，B正确；小球做加速度大小不变的加速曲线运动，当成匀加速直线运动处理，小球由静止开始运动第一周的过程，根据运动学公式2πr=×t2，解得t=，C错误；小球由静止开始到第2次回到出发点，由动能定理可得mv2=2qE·2πr=2q·，解得v=2r，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ DIERZHANG 第二章 3　涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1 1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。 2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用(重点)。 3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用(重难点)。 学习目标 2 一、电磁感应现象中的感生电场 二、涡流 内容索引 三、电磁阻尼和电磁驱动 课时对点练 3 电磁感应现象中的感生电场 一 4 1.麦克斯韦认为 的磁场能在周围空间激发一种电场，这种电场叫作感生电场。 2.由 产生的电动势叫感生电动势。 3.电子感应加速器是利用 使电子加速的设备，当线圈中______ 的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。 4.感生电场的方向根据楞次定律用右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E=n计算。 变化 感生电场 感生电场 电流 如图所示，B增强时，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发生定向移动，而产生感应电流。 (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？ 思考与讨论 答案　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)在上述情况下，哪种力扮演了非静电力的角色？ 答案　感生电场对自由电荷的作用力。 (1)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。(　　) (2)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。(　　) √ √ 易错辨析 　现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁铁线圈中电流 的大小可使电子加速。则下列判断正确的是 A.真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B.通入电磁铁线圈的电流在增强 C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的 例1 √ 电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的 设备，电子带负电，电场方向与电子运动的方向 相反，所以真空室中产生的感生电场沿顺时针方 向，A错误； 电磁铁线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大， 由楞次定律可知，产生的感生电场方向是顺时针 方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电 子的速度增大，B正确； 由于电磁铁线圈中电流可以变化，可在真空室中产生感应磁场，电子在洛伦兹力的作用下做圆周运动，D错误； 由于感生电场使电子加速，即电子在轨道中加速的驱动力是非静电力，C错误。 如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将 A.沿顺时针方向运动 B.沿逆时针方向运动 C.在原位置附近往复运动 D.仍然保持静止状态 针对训练 √ 磁感应强度的方向竖直向下，当磁场突然增强时，由楞次定律和安培定则可知，感生电场沿逆时针方向，由于小球带负电，所以小球将沿顺时针方向运动，A正确。 闭合回路(假定其存在)的感应电流方向就表示感生电场的方向。判断思路如下： 总结提升 返回 二 涡流 15 1.涡流：当某线圈中的 随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生_______ ，如果用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。 2.涡流的应用与防止 (1)应用： 、 、 等。 (2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的 做材料，或者用互相绝缘的 叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 电流 感应 电流 真空冶炼炉 探雷器 安检门 硅钢 硅钢片 在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？ 思考与讨论 答案　电磁炉的盘面下布满了金属导线缠绕的线圈，当线圈中通上变化极快的电流时，在线圈周围产生迅速变化的磁场，变化的磁场使锅底产生涡流，铁锅迅速发热。 (1)涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。(　　) (2)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。(　　) (3)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。(　　) (4)涡流有热效应，但没有磁效应。(　　) × √ × × 易错辨析 　(多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈(但与线圈绝缘)的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是 A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属 容器 例2 √ √ 由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且电源必须是交流电源，A、B错误； 减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量，可解决温度过高的问题，C正确； 封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被加热，只能是玻璃、塑料等材质，D正确。 返回 三 电磁阻尼和电磁驱动 21 (1)如图甲所示，将两条形磁体在同一高度释放，下方放有闭合线圈的磁体很快停止振动，而下方不放闭合线圈的磁体能振动较长时间，如何解释这个现象？ 答案　图甲中下方放有闭合线圈的磁体振动时除了受空气阻力外，还受到线圈的磁场阻力，所以很快停下来。 (2)如图乙所示，当顺时针或逆时针转动蹄形磁体时线圈怎样转动？使线圈转动起来的动力是什么？ 答案　当蹄形磁体顺时针转动时，线圈也顺时针转动；当蹄形磁体逆时针转动时，线圈也逆时针转动。线圈内产生感应电流，线圈受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来。 梳理与总结 1.电磁阻尼 当 时，感应电流会使导体受到安培力作用，安培力总是 导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 2.电磁驱动 (1)如果 ，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到 的作用， 使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。 (2)交流感应电动机是利用 的原理工作的，把 转化成____ 。 导体在磁场中运动 阻碍 磁场相对于导体转动 安培力 安培力 电磁驱动 电能 机 械能 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。你能解释其中的原因吗？ 思考与讨论 答案　电流表正负接线柱短接后与线圈组成闭合电路，由于表针和线圈是固定在一起的，所以表针摆动时会带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而在线圈中产生感应电流，而感应电流会产生阻碍线圈转动的效果，从而有效减弱了表针的摆动。 　如图，一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁体静止，转动磁体，观察铝框的运动，可以观察到 A.铝框与磁体转动方向相反 B.铝框始终与磁体转动的一样快 C.铝框是因为受到安培力而转动的 D.当磁体停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力， 铝框将保持匀速转动 例3 √ 根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，转动磁体时， 铝框会跟着转动，且转动方向与磁体转动方向一致， 故A错误； 铝框转动的本质是磁体转动过程中，导致穿过铝框的 磁通量发生了变化，所以在铝框中产生了感应电流， 受到磁体周围的磁场对它的安培力作用转动了起来，又因为感应电流的磁场只是阻碍磁通量的变化，并不是阻止，所以铝框转动的速度要比磁体转动速度慢，故B错误，C正确； 当磁体停止转动后，铝框由于惯性会继续转动，铝框转动过程中仍然能产生感应电流，铝框受到安培力的阻碍，所以铝框会减速直至停止运动，故D错误。 　(多选)(2023·宁波市北仑中学高二期中)健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁体(与飞轮不接触)，人在健身时带动飞轮转动，磁体会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁体与飞轮间的距离。则 A.飞轮受到阻力大小与其材料密度有关 B.飞轮受到阻力大小与其材料电阻率无关 C.飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，其受到的 阻力越大 D.磁体与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越大 例4 √ √ 飞轮在磁场中做切割磁感线的运动，所以会产生 感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁 场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场 之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源 于磁体对它的安培力，而安培力大小与其材料的电阻率有关，与其密度无关，故A、B错误； 磁体越靠近飞轮，飞轮所在处的磁感应强度越强，所以在飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，故C正确； 磁体和飞轮间的距离一定时，根据法拉第电磁感应定律可知，飞轮转速越大，则飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，故D正确。 总结提升 返回   电磁阻尼 电磁驱动 不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的 效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力 能量 转化 克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能 共同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动 四 课时对点练 33 基础对点练 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 考点一　电磁感应现象中的感生电场 1.(多选)下列说法正确的是 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.感生电场的方向可以用楞次定律和安培定则来判定 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 √ √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向相同，可由楞次定律和安培定则判断，故A、C项正确。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 2.如图所示为著名物理学家费曼设计的一个实验装置：水平绝缘圆板可绕通过其中心的竖直光滑轴自由转动，圆盘边缘固定着若干金属小球，在圆盘的中部有一个导电线圈。在线圈接通电源的瞬间发现圆板发生了转动，则下列说法正确的是 A.圆盘上的金属小球一定带正电 B.圆盘上的金属小球不带电 C.线圈接通电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处产生了电场 D.线圈接通电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处只产生了磁场 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 线圈接通电源的瞬间，线圈中的电流增大，产生的磁场增强，变化的磁场产生电场，金属小球所在处产生了电场，导致带电小球受到力的作用而运动，但小球不一定带正电，故选C。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 考点二　涡流 3.(2024·杭州外国语学校高二期末)考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是 A.探测器利用的是静电感应现象 B.探测器利用的是磁场对金属的吸引作用 C.探测器利用发射和接收电磁波进行工作的 D.当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 金属探测器利用的是电磁感应现象，故A错误； 金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流；故B错误； 当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化，故C错误，D正确。 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 4.为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是 A.增大交流电源的频率 B.把不锈钢锅换成陶瓷锅 C.将电源换成电动势更大的直流电源 D.把线圈内部铁芯去掉 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 当下方线圈通入交流电时，在不锈钢锅具中会产生感 应电动势，形成涡流而产生热量，因感应电动势与通 入线圈电流的变化率成正比，增大交流电源的频率， 感应电动势增大，涡流增大，热功率增大，故A正确； 陶瓷不是金属材料，把不锈钢锅换成陶瓷锅，则不会产生涡流，则不发热，故B错误； 换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，锅具中不会有感应电流，热功率为0，故C错误； 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 把线圈内部铁芯去掉，则磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，热功率变小，故D错误。 5.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。则下列说法正确的是 A.该焊机也能焊接塑料圆管的接缝 B.线圈的电阻越大，焊接效果越好 C.线圈的电源换成直流电源也能进行焊接 D.圆管的接缝处电阻较大，产生的电热较无接缝处大 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 √ 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 6 高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在 焊接的金属工件中产生感应电流(涡流)，电流产生 的热量使接缝处的材料熔化将其焊接，而在塑料圆 管内不能产生涡流，所以该焊机不能焊接塑料圆管 的接缝，且线圈的电源换成直流电源不能进行焊接，故A、C错误； 若线圈的电阻太大，则线圈消耗的功率大，焊接效果不好，故B错误； 圆管的接缝处横截面积小，电阻大，电流相同，根据焦耳定律可知接缝处产生的电热较无接缝处大，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 考点三　电磁阻尼和电磁驱动 6.物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连，如图甲所示。第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图乙所示，以下说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量 不变，无感应电动势，无感应电流 B.阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会 同向转动，反之，转动小磁针，圆盘则不动 C.阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，但会滞后于圆盘 D.法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 法拉第圆盘运动过程中，半径方向的金属条在 切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电 动势，故A错误； 阿拉果圆盘实验中，转动圆盘或小磁针，都产生感应电流，因安培力的作用，另一个物体也会跟着转动，则转动圆盘，小磁针会同向转动，但会滞后于圆盘，故B错误，C正确； 如果磁场相对于导体运动，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，这种作用就是电磁驱动，显然法拉第圆盘是机械能转化为电能的过程，并不是电磁驱动，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.(2024·浙江高二期末)如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是 A.制动过程中，导体不会产生热量 B.制动力的大小与导体运动的速度有关 C.线圈一定是通交流电 D.如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得 促进它运动的动力 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的 磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻 时会产生热量，A错误； 导体运动的速度越大，磁通量变化越快，产 生的感应电流越强，制动器对转盘的制动力越大，故制动力的大小与导体运动的速度有关，B正确； 电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，产生涡流，故通电线圈可以通直流电，产生方向不变的磁场也是可以的，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 如果改变线圈中的电流方向，铁芯产生磁感线 的方向变为反向，此时产生的涡流方向也相反， 根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同 时反向，安培力方向不变，故导体还是受到阻 碍运动的制动力，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8.电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统由两部分组成：一部分是机械弹簧主减震系统；另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所示，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则 A.对调磁体的磁极，电磁辅助减震系统就起不到减震效果 B.增多线圈匝数，不影响安培力的大小 C.只要产生震动，电磁辅助减震系统就能起到减震效果 D.震动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电 流，不影响减震效果，故A错误，C正确； 根据法拉第电磁感应定律E=n，线圈匝数越多， 产生的感应电动势越大，线圈电流越大，电磁阻 尼现象越明显，故增多线圈匝数会影响安培力的大小，故B错误； 震动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变，故D错误。 9.(2023·浙江1月选考)如图甲所示，一导体杆用两条 等长细导线悬挂于水平轴OO'，接入电阻R构成回路。 导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直 位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当R= R0时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当R=2R0时，导体杆振动图像是 √ 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流， 由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是 阻碍导体杆的运动，导体杆振幅逐渐减小， 当R从R0变为2R0时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所以杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子 尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰 动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜 薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所 示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是 √ 感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量 发生变化。在A图中，系统震动时，紫铜薄 板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有 时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电 流，受到安培力，阻碍系统的震动；在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11.磁场相对于导体运动，会出现电磁驱动现象。 磁悬浮列车是一种高速运载工具，其驱动系统的 基本原理为：在沿轨道安装的固定绕组(线 圈)中通以变化的励磁电流，励磁电流在轨 道上方产生等效的向前运动的磁场，该磁 场可以让固定在车体下部的金属线框产生感应电流，感应电流使金属线框受到安培力的作用向前运动。我们给出如下的简化模型，图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图。图乙是固定在车底部单匝金属线框(车厢与金属线框绝缘)与轨道上运动磁场的示意图。在图乙中，水平地面上有两根很 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 长的平行直导轨，导轨间有竖直(垂直纸面)方向等距离间隔的匀强磁场B1和B2，二者大小相等、方向相反，车底部平行导轨的金属线框宽度与磁场间隔相等。沿导轨分布的“条带状”磁场的各部分同时以恒定速度v0沿导轨水平向前运动时，金属线框将会受到沿导轨向前的安培力而带动实验车沿导轨运动。设金属线框垂直导轨的边长L=0.40 m、总电阻R=2.0 Ω，实验车和金属线框的总质量m=2.0 kg，磁场B1=B2=B=1.0 T，磁场运动速度v0=5 m/s，线框向前运动时所受阻力Ff的大小与线框速率成正比，即Ff=kv，k=0.08。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)设t=0时刻，金属线框的速度为零，求此时线框回路的电流大小I0； 答案　2 A　 当金属线框的速度为零时，线框相对于磁场的速度大小为v0，线框中左右两边都切割磁感线，产生感应电动势，则有E0=2BLv0=4 V 产生的感应电流I0==2 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)设某时刻，金属线框的速度v1=2 m/s，求此时金属线框的加速度大小a 答案　0.4 m/s2　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 当金属线框的速度v1=2 m/s，产生的感应电动势E1=2BL(v0-v1)=2.4 V， 产生的感应电流I1==1.2 A 根据牛顿第二定律得2BI1L-kv1=ma 解得a=0.4 m/s2 (3)求该金属线框所能达到的最大速率v2。 答案　4 m/s 该金属线框所能达到的最大速率v2时所受安培力为F=， 此时安培力与阻力平衡F=Ff=kv2 解得v2=4 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12.(多选)如图甲所示，一半径为r的光滑绝缘细圆 管固定在水平面上，一质量为m、电荷量为q的带 负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在 方向竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随 时间的变化规律如图乙所示(取竖直向上为正，图中B0、t0为已知量)。已知当磁感应强度均匀变化时，在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场(电场线闭合的涡旋电场)，原来静止的小球在管内做圆周运动，小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 尖子生选练 A.小球沿顺时针(从上往下看)方向运动 B.管内电场强度大小为 C.小球由静止开始运动第一周所用时间为t0 D.小球第2次回到出发点的速度大小为2r 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 由楞次定律可知感生电场的方向为顺时针 (从上往下看)，小球带负电，故小球沿逆 时针(从上往下看)方向运动，A错误； 产生的感生电场的电场强度E==，B正确； 小球做加速度大小不变的加速曲线运动，当成匀加速直线运动处理， 小球由静止开始运动第一周的过程，根据运动学公式2πr=×t2， 解得t=，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 小球由静止开始到第2次回到出发点， 由动能定理可得mv2=2qE·2πr=2q·， 解得v=2r，D正确。 返回 $