§4.6 涡流
[学习目标]
1．知道什么是涡流
2.知道电磁阻尼和电磁驱动 3．知道涡流的危害和应用
[自主学习]
1．如图1所示，磁场方向垂直穿过金属圆板，当磁感应强度减小时，产生图示的感应电流，看起来就像水中旋涡，叫做 。
2．如图2所示,U型金属导轨水平放置，磁场方向竖直向下；导体棒ab以一定的初速度滑动，导体棒的速度越来越小，最后将静止；这种现象叫做 。
3．如图3所示，平行的水平金属导轨一端与电源相连接，另一端放一导体棒，磁场方向垂直导轨平面，开关闭合后，导体棒在安培力作用下会运动起来，这种现象叫做 。
[典型例题]
例1 电磁炉（或电磁灶）是采用电磁感应原理产生涡流加热的， 它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时， 即会产生无数之小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。 电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收， 不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法中正确的是：
(A) 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
(B) 电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加
热的
(C) 电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的 (D) 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
分析：由以上电磁炉的工作原理可知，(A)(D)错误(B)正确，关于(C)是微波炉的加热原理。
例2 弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4所示，观察磁铁的振幅将会发现：
（A）S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变 (B)S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变 (C)S闭合或断开，振幅变化相同 (D)S闭合或断开，振幅都不发生变化
分析：S断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时有感应电流，有电能产生；磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减少，A正确。
[针对训练]
1.在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图5所示。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速向磁铁滑去。各物块在向磁铁运动的过程中 ：
(A)都做匀速运动 (B)甲、乙做加速运动 (C)甲、乙做减速运动 (D)乙、丙做匀速运动
2．磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上；而不用塑料做骨架是因为：
(A)塑料材料的坚硬程度达不到要求
（B）塑料是绝缘的，对线圈的绝缘产生不良影响
(C)铝框是导体，在铝框和指针一块摆动过程中会产生涡流，使指针很快停止摆动 (D)铝框的质量比塑料框的质量大
3． 如图6所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是：
(A) 圆环中将有感应电流产生
(B) 圆环能滑到轨道左侧与P点等高处 (C) 圆环最终停到轨道最低点
(D) 圆环将会在轨道上永远滑动下去
4．变压器、电动机的线圈都是绕在铁芯上的，当线圈中通过变化的电流时，在铁芯中会产生 使铁芯发热，造成能量的浪费。
5．一些电风扇的调速器、日光灯的镇流器是把线圈绕在铁芯上制成的，当电风扇、日光灯工作时，线圈中通过交变电流，从而产生交变的磁场，变化的磁场通过铁芯；就在铁芯中产生 ，使铁芯的温度升高。所以，电风扇、日光灯工作一段时间后，调速器、镇流器会发热。
6．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，线圈中通有高频电流，产生的变化磁场使炉内的金属中产生 ；从而使金属的温度升高来冶炼高质量的合金。
7．对于金属壳地雷或有较大金属零件的地雷，可以使用一种探雷器来探测，这种探雷器有一个线圈，线圈中通过变化的电流会产生变化的磁场，使埋在地下的金属壳地雷或金属零件产生 。
8．电动机的线圈中通有电流时，磁场对线圈有安培力的作用，线圈就会转动起来，即电动机就会转动，这种作用叫做 。
[学后反思]_______________________________________________________ __________________________________________________ 。
参考答案:
自主学习 1.涡流 2.电磁阻尼 3.电磁驱动
针对训练 1.C 2.C 3.AC 4.涡流 5.涡流 6.涡流 7．涡流 8。电磁驱动
§X4《电磁感应》测试
一、选择题 每题至少有一个选项正确 1．闭合电路中感应电动势的大小跟：
(A)穿过这一电路的磁通量成正比 (B)穿过这一电路的磁通量的变化量成正比 (C)穿过这一电路的磁通量变化率成正比
(D)穿过这一电路的磁通量的变化快慢有关，跟磁通量的变化量无关。 2、 将一磁铁缓慢插入或者迅速的插入到闭合线圈中的同一位置，不发生变化的物理量是：
（G） 通过线圈的磁通量 （B）通过线圈的磁通量的变化率 （C）感应电流的大小 （D）通过导体某一横截面的电荷量
3、如图1所示，用铝板制成“U”形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方，让整个装置在水平方向的磁场中向左以速度V匀速运动，若悬线拉力为F1则： (A)悬线竖直，F1=mg (B) 悬线竖直，F1＜mg (C)适当选择V的大小可使F1=0，
(D)因条件不足，F1与mg的大小关系无法确定
4.如图2所示，n=50匝的圆形线圈M，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图所示，则ab两点的电势高低与电压表的读数为：
（A）?a＞?b，20V （B）?a＞?b，100V （C）?a＜?b，20V （D）
?a＜?b，100V
?25.一个面积S=4×10m、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，
2磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图3所
示，由图可知：
(A)在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08Wb/s （B） 在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 （C） 在开始2秒内线圈中产生的感应电动势等于8V （D） 在第3秒末感应电动势为零
6.如图4所示，两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中，导线ab帖着M、N边缘以速度V向右匀速滑动，当一带电粒子以水平速度V0射入两板间后，能保持匀速直线运动，该带电粒子可能：
(A) 带正电、速度方向向左 （B）带负电速度方向向左 （C）带正电速度方向向右 (D) 带负电速度方向向右
7.如图5所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，导体棒AB在金属框上向右运动；以下说法正确的是：
(A) AB中无电流
(B) AB中有电流，方向由A向B (C) AB中有电流，方向由B向A
（D）AB中有电流，方向时而由A向B，时而由B向A
8、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，让长为0.2m的导线垂直于磁场方向，导线做切割磁感线运动，产生的感应电动势为0.5V，则导线切割磁感线的速度为：
(A)0.5m/s (B)5m/s (C)0.05m/s (D)2.5m/s
二、填空题 请把正确答案填到划线处
9、如图6所示，一有限范围内的磁场，宽度为d，将一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速的通过磁场区域。若d>L，则在线框中不产生感应电流的时间应等于 。
10、在匀强磁场中有一线圈，磁感应强度与线圈平面的夹角为α，已知穿过这个线圈的磁通量为Φ，线圈的面积为S，这个磁场的磁感应强度为 。 11、匀强磁场的磁感应强度为0.2T，垂直切割磁感线的导体长度为40cm，线框向左匀速运动的速度为10m/s，如图7所示；整个线框的电阻为2Ω，线框中的感应电流大小是 。
12、图8中“］”形金属线框的两平行边间距为L米，垂直于线框平面的匀强磁场磁感应强度为B特，线框上连接的电阻阻值为R欧，其它电阻不计，当MN金属棒以垂直于磁感线方向的速度V米/秒匀速运动时，感应电动势的大小为 伏，电阻R消耗的电功率为 瓦。
三、计算题 请写出必要的文字说明和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
13、如图9所示，电阻为R的矩形线圈，长为L，宽为a，在外力的作用下以速度v向右运动，
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