2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册

2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 基础知识导学 一、涡流 1.定义：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电流，电流在导体内自成回路，就像水中的漩涡，故叫做涡电流，简称涡流。 （涡流：变化的磁场产生漩涡状的电场，若有导体，电场驱动电荷移动，形成涡流。） 2.特点：电流在金属块内自成闭合回路，如果金属的电阻小，涡流会很强。 3.应用： （1）冶炼合金钢的真空冶炼炉； （2）探测地雷的探雷器； （3）机场、车站和重要活动场所的安检门。 4.如何减小电动机与变压器的铁芯中的涡流： （1）选用电阻率大的硅钢； （2）用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 二、电磁阻尼与电磁驱动 电磁阻尼 电磁驱动 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，安培力总是阻碍导体的运动的现象 当磁场相对导体运动时，在导体中会产生感应电流，感应电流会使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来 实例 运输中的微安表表头 交流感应电动机 不同点 成因 由于导体在磁场中运动而产生感应电流 由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流 效果 安培力的方向与导体运动方向相反 导体受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动 能量 转化 导体克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 由于电磁感应，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，而对外做功 相同点 都是电磁感应现象，都是安培力阻碍相对运动 重难扩展问题 1.涡流定义：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_____，电流在导体内自成回路，就像水中的_____，故叫做涡电流，简称涡流。 2.应用： （1）_____ （2）_____ （3）_____ 基础小题试练 1.下列说法正确的是( ) A.安培力的方向总是促进导体的运动，称为电磁阻尼 B.安培力阻碍导体的运动，称为电磁驱动 C.涡流都是有害的 D.安检门利用了涡流 2.以下哪个措施是为了防止涡流的危害( ) A.电磁炉所用的锅要用金属厚平底锅 B.变压器用互相绝缘的硅片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯 C.利用金属探测器探测埋在地下的地雷 D.磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上 3.某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下、竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为。将磁铁N极( ) A.加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于 B.加速抽出线圈的过程中，电子秤的示数大于 C.加速插入线圈瞬间，线圈中感应电流沿逆时针方向（俯视） D.加速插入线圈瞬间，线圈中感应电流沿顺时针方向（俯视） 4.如图所示是乘客通过“刷身份证”进高铁站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份.下列物理教材上小实验能说明这一原理的是( ) A. B. C. D. 5.动感单车车轮处的结构示意图如图所示，金属飞轮外侧的磁体与车轮不接触，但是飞轮转动时，磁体会对飞轮产生电磁阻力。拉动旋钮拉线可改变飞轮与磁体的间距。下列做法能使飞轮受到的电磁阻力增大的是( ) A.转速一定时，增大磁体和飞轮之间的距离 B.转速一定时，减小磁体和飞轮之间的距离 C.磁体和飞轮间的距离一定时，减小飞轮转速 D.保持飞轮转速及磁体与飞轮间距一定，将金属飞轮换为橡胶轮 6.如图所示为真空冶炼炉，真空冶炼涡流是一种利用电磁感应产生涡流的技术。通过在真空条件下对炼钢过程进行控制，可以有效地去除钢液中的气体、杂质和氧化物。下列说法正确的是( ) A.电源可以是高压直流电 B.增大电源频率，炉内金属中产生的电流增大 C.增大电源频率，炉内金属中产生的电流减小 D.增大电源频率，炉内金属中产生的电流不变 答案以及解析 1. ... ...