高中物理人教版（2019）选择性必修 第二册-2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-学案（有答案）

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 【学习目标】 1．了解涡流的产生过程。 2．了解涡流现象的利用和危害。 3．通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。 4．了解电磁阻尼、电磁驱动。 【学习重点】 通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。 【学习难点】 了解电磁阻尼、电磁驱动。 【教学过程】 一、电磁感应现象中的感生电场 1．感生电场： 麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种_____。这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫作_____。 2．感应电动势： 如果此刻空间存在_____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_____，也就是说导体中产生了_____。 3．感生电动势： 如果感应电动势是由_____产生的，它也叫作感生电动势。 二、涡流 1．涡流：根据麦克斯韦电磁场理论，当磁场变化时，导体中的_____就会在感生电场的作用下_____从而产生感应电流，这种感应电流是像旋涡一样的_____的曲线，我们把它叫涡电流，简称涡流。 思考： （1）如果环不断增粗直到变成一圆盘，又会发生什么现象？ （2）变成方盘呢？ （3）如果导体用整块铁代替，电流变化时，铁块中有感应电流吗？如果有，它的形状如何？ 总结：一般来说，只要空间有变化的_____，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做_____。 涡流是在整块金属内产生的感应电流。涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守_____。 2．涡流的应用： （1）涡流的热效应： ①_____ ②_____ （2）涡流的磁效应： ①_____ ②_____ 3．涡流的危害与防止 危害：_____。 防止（减少涡流的途径）： ①_____。 ②_____。 三、电磁阻尼 小魔术：时光隧道（金属管实验） 现象：_____。 分析：一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时感应电流的方向和所受安培力的方向。安培力对线圈的运动有什么影响？ 结论：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_____导体的运动。 1．电磁阻尼：_____ _____。 思考：微安表的表头在运输时为何把两个接线柱连在一起？ 2．电磁阻尼的应用 （1）_____ （2）_____ （3）_____ 四、电磁驱动 1．电磁驱动：磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体_____，这种现象称为_____。 2．电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系 联系： 电磁阻尼和电磁驱动，都是由于_____引起磁通量的变化，产生感应电流，安培力的方向与导体的相对运动方向_____，_____导体的_____。 区别： 电磁阻尼是导体_____时，安培力的方向与导体的运动方向相反，阻碍导体的运动。 电磁驱动是磁场运动，导体_____时，安培力对导体提供动力，使导体随磁场运动。 【巩固练习】 1．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（ ） A．铁 B．木 C．铜 D．铝 2．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环的过程中，做_____运动。（选填“加速”、“匀速”或“减速”） 3．高频感应炉是用于冶炼高质量的特殊金属的，如图所示，在冶炼炉外绕有线圈，锅内放入待冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，冶炼锅体是绝缘材料制作的，锅内金属能被加热熔化并达到很高的温度。以下说法正确的是（ ） A．金属利用线圈中的电流产生的焦耳热来加热 B．金属利用交变磁场产生的涡流来加热 C．高频交变电流能发射红外线来加热金属 D．增加高频交变电流能提高冶炼金属的温度 4．如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则（ ） A．磁铁的振幅不变 B．磁铁做 ... ...