§4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
学习目标
1、知道涡流的产生原理、涡流的防止和应用。 2、知道电磁阻尼、电磁驱动及其应用。
预习新知
2．电磁阻尼
(1)概念：当导体在磁场中运动时，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：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速，便于读数。
3．电磁驱动
(1)概念：磁场相对于导体转动时，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 。
(2)应用：交流感应电动机。
考点训练
考点一 对涡流的进一步理解
1．涡流的实质
(1)涡流仍然是由电磁感应而产生的，它仍然遵循感应电流的产生条件，特殊之处在于涡流产生于块状金属中。
(2)严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡流的大小有区别，以致一些微弱的涡流被我们忽视了。
2．可以产生涡流的两种情况
(1)把块状金属放在变化的磁场中。
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 3．涡流中的能量转化
涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为内能。如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
[典例1] (广东高考) 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块( )
A ．在P 和Q 中都做自由落体运动 B ．在两个下落过程中的机械能都守恒 C ．在P 中的下落时间比在Q 中的长
D ．落至底部时在P 中的速度比在Q 中的大
训练1. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
A ．恒定直流、小铁锅 B ．恒定直流、玻璃杯 C ．变化的电流、小铁锅 D ．变化的电流、玻璃杯
考点二 电磁阻尼与电磁驱动的应用
[典例2] [多选]如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO ′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )
A ．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B ．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小 C ．线圈转动时将产生交流电
D ．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
训练2．[多选]位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中( )
A ．磁铁做匀速直线运动 B ．磁铁做减速运动 C ．小车向右做加速运动 D ．小车先加速后减速
构建知识网络：
课堂练
1．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A ．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
B ．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C ．涡流有热效应，但没有磁效应 D ．在硅钢中不能产生涡流
2．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y ＝x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(如图中的虚线所示) 。一个小金属块从抛物线上y ＝b (b >a ) 处以速度v 沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )
A ．mgb
B ．122m v
C ．mg (b －a )
D ．mg (b －a ) ＋1
2 2m v
3．(全国高考) 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( )
A ．均匀增大
B ．先增大，后减小 C ．逐渐增大，趋于不变
D ．先增大，再减小，最后不变
4．[多选]如图所示，是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是( )
A ．2是磁铁，在1中产生涡流 B ．1是磁铁，在2中产生涡流
C ．该装置的作用是使指针能够转动
D ．该装置的作用是使指针能很快地稳定
5．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么，线圈受到木板的摩擦力方向是( )
A ．先向左、后向右
B ．先向左、后向右、再向左 C ．一直向右 D ．一直向左
§4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
学习目标
1、知道涡流的产生原理、涡流的防止和应用。 2、知道电磁阻尼、电磁驱动及其应用。
预习新知
2．电磁阻尼
(1)概念：当导体在磁场中运动时，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：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速，便于读数。
3．电磁驱动
(1)概念：磁场相对于导体转动时，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 。
(2)应用：交流感应电动机。
考点训练
考点一 对涡流的进一步理解
1．涡流的实质
(1)涡流仍然是由电磁感应而产生的，它仍然遵循感应电流的产生条件，特殊之处在于涡流产生于块状金属中。
(2)严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡流的大小有区别，以致一些微弱的涡流被我们忽视了。
2．可以产生涡流的两种情况
(1)把块状金属放在变化的磁场中。
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 3．涡流中的能量转化
涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为内能。如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
[典例1] (广东高考) 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块( )
A ．在P 和Q 中都做自由落体运动 B ．在两个下落过程中的机械能都守恒 C ．在P 中的下落时间比在Q 中的长
D ．落至底部时在P 中的速度比在Q 中的大
训练1. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
A ．恒定直流、小铁锅 B ．恒定直流、玻璃杯 C ．变化的电流、小铁锅 D ．变化的电流、玻璃杯
考点二 电磁阻尼与电磁驱动的应用
[典例2] [多选]如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO ′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )
A ．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B ．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小 C ．线圈转动时将产生交流电
D ．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
训练2．[多选]位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中( )
A ．磁铁做匀速直线运动 B ．磁铁做减速运动 C ．小车向右做加速运动 D ．小车先加速后减速
构建知识网络：
课堂练
1．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A ．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
B ．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C ．涡流有热效应，但没有磁效应 D ．在硅钢中不能产生涡流
2．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y ＝x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(如图中的虚线所示) 。一个小金属块从抛物线上y ＝b (b >a ) 处以速度v 沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )
A ．mgb
B ．122m v
C ．mg (b －a )
D ．mg (b －a ) ＋1
2 2m v
3．(全国高考) 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( )
A ．均匀增大
B ．先增大，后减小 C ．逐渐增大，趋于不变
D ．先增大，再减小，最后不变
4．[多选]如图所示，是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是( )
A ．2是磁铁，在1中产生涡流 B ．1是磁铁，在2中产生涡流
C ．该装置的作用是使指针能够转动
D ．该装置的作用是使指针能很快地稳定
5．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么，线圈受到木板的摩擦力方向是( )
A ．先向左、后向右
B ．先向左、后向右、再向左 C ．一直向右 D ．一直向左