涡流、电磁阻尼和电磁驱动+导学案-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

4高二物理导学案编制：审核：学生姓名：学生学号：使用日期：学而不思则罔，思而不学则殆2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动第1课时涡流、电磁阻尼和电磁驱动【学习目标】素养目标学科素养1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理.（重点、难点）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）科学探究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.（重点）认真严谨的科学态度【自主学习】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，这种电场叫作．2．感生电动势由感生电场产生的叫．3．电子感应加速器电子感应加速器是利用使电子的设备，当电磁铁线圈中电流的、发生变化时，产生的感生电场使电子．二、涡流1．涡流：当线圈中的电流随变化时，线圈附近的任何导体中都会产生，用图表示这样的感应电流，就像水中的，所以把它叫作，简称．2．涡流大小的决定因素：变化越快(eq\f(ΔB,Δt)越大)，导体的横截面积S越，导体材料的越小，形成的就越大．三、电磁阻尼当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为．四、电磁驱动若磁场相对于转动，在导体中会产生，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．【典例剖析】考点一：对感生电场和感生电动势的理解【例1】（多选）某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场方向的关系，下列描述正确的是（）A．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向B．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向C．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向D．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向【变式练习】如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽。有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动。现加一竖直向上的均匀增大的匀强磁场，则（）A．小球速度变大 B．小球速度变小C．小球速度不变 D．小球速度可能变大也可能变小考点二、对涡流的理解【例2】如图，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。假设要缩短上述加热时间，以下措施可行的有（）增加线圈的匝数 提高交流电源的周期将金属杯换为瓷杯 取走线圈中的铁芯考点三、电磁阻尼与电磁驱动【例3】如图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO’轴转动.当磁铁按图示方向绕OO’轴转动时，线圈的运动情况是（

）A．俯视时，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同B．俯视时，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速D．线圈静止不动【变式练习】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界震动对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震动，如图所示。如图所示是对紫铜薄板施加恒定磁场的四种方案。试问出现扰动时，对于紫铜薄板上下、左右震动衰减最有效的方案是哪一个？说明判断的理由。【课堂检测】1．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，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，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（）A．磁针的磁场使圆盘磁化，圆盘产生的磁场导致磁针转动B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动2．如图，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置，一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑，重力加速度大小为g。下列正确的是（）A．金属球中不会产生感应电流B．金属球会运动到半圆轨道的另一端C．金属球受到的安培力做正功D．系统产生的总热量为mgR3．（多选）很多人喜欢到健身房骑车锻炼。某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T，圆盘半径l=0.3m，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆