涡流 电磁阻尼和电磁驱动2.doc

航帆教育随堂知识题库
4.7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动 编者：杨福松
学习过程
(一)新课内容
1、涡流
［演示1］涡流生热实验。
为什么铁芯和铁板会发热呢?原来在铁芯和铁板中有涡流产生。
阅读教材，了解什么叫涡流?
（说明：涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律．）
2、电磁阻尼
阅读教材27页上的“思考与讨论”<<分析电表线圈骨架的作用>>，分组讨论，然后发表自己的见解。

［演示2］电磁阻尼。(做一做)

［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么?

3、电磁驱动
［演示4］电磁驱动。教材27页的演示实验。观察并解释实验现象。

小结：1、什么是涡流? 2、什么是电磁阻尼? 3、什么是电磁驱动?

典型例题
【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
【例2】如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h

【例3】磁悬浮列车的原理如图所示，在水平面上，两根平行的直导轨间有竖直方向且等间距的匀强磁场B1和B2，导轨上有金属框abcd，金属框宽度与每个磁场的宽度相同，当匀强磁场B1和B2同时以v沿直导轨向右运动时，金属框也会沿直导轨运动，设直导轨间距为L=0.4 m，B1=B2=1 T，磁场运动的速度为v =5 m/s，金属框的电阻为R =2 Ω.试求：
（1）金属框为什么运动?若金属框不受阻力时，金属框如何运动?
（2）当金属框始终受到f =1 N的阻力时，金属框最大速度是多少?
（3）当金属框始终受到1 N的阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能量？这些能量是谁提供的?

分层练习 涡流 电磁阻尼和电磁驱动 班级 姓名 学号
1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（ ）
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变

2．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
3.地球是一个巨大的磁体，具有金属外壳的人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动，若不能忽略所经之处地磁场的强弱差别，则( )．
A. 运行速率将越来越小 B．运行周期将越来越小
C. 轨道半径将越来越小 D．向心加速度将越来越小
A
B
（2002上海）4、如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面。下面对于两管的描述这可能正确的是：（ ）
A、A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的；
B、A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的；
C、A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的；
D、A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的。
5．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点
C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动

6．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，则磁铁在穿过环过程中，做___减速___运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）

7．如图所示，是称为阻尼摆的示意图．在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端O为轴在竖直平面内转动，一水平磁场穿过金属薄片．当薄片是一整块时和开有许多槽时(如虚线所示)，使它们都从偏离竖直方向的同一位置释放，两者摆动情况有何不同？为什么？

8．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y=x2，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（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.假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是多少?

9．磁悬浮列车的运动原理如图所示，在水平面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2，B1和B2相互间隔，导轨上放有金属框abcd，当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时，金属框也会沿导轨向右运动．已知两导轨间距L1=0.4m，两种磁场的宽度均为L2，L2=ab，B1=B2=1.0T．金属框的质量m=0.1kg，电阻R=2.0Ω．设金属框受到的阻力与其速度成正比，即F1=kv，比例系数k=0.08kg/s．求：
（1）当磁场的运动速度为时，金属框的最大速度为多大．
（2）金属框达到最大速度以后，某时刻磁场停止运动，当金属框的加速度大小为时，其速度大多？

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﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
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