高中物理選修3-2第四章電磁感應-7.渦-流課件

渦流渦流【教學目標】引入新課一、渦流

1、渦流

2、渦流的熱效應

3、渦流的防止和利用

①真空冶煉爐

②高頻焊接

③探雷器

④電磁灶二、電磁阻尼

“問題與練習”2

［演示］電磁阻尼擺“思考與討論”：

“問題與練習”1三、渦流的機械效應——電磁驅(qū)動交流感應電動機原理,

【例1】

【例2】A組能力訓練題1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12B組能力訓練題1

2

3

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10【教學目標】【教學目標】（1）知道渦流是如何產(chǎn)生的（2）知道渦流的利與弊，以及如何利用和防止渦流【教學重點】渦流的產(chǎn)生原因和渦流的作用【教學難點】渦流的產(chǎn)生原因引入新課

實驗：渦流生熱實驗在可拆變壓器的一字鐵塊下面加一塊厚約2mm的鐵板,鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后，讓學生摸摸鐵芯和鐵板，比較它們的溫度，現(xiàn)象：幾分鐘后學生感到鐵芯變熱。

原來把塊狀的金屬放在變化的磁場中或讓它在磁場中運動時，金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應電流，這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合電路，很像水的漩渦，因此叫做渦電流，簡稱渦流。解釋：Bii一、渦流：塊狀金屬放在變化磁場中，或者讓它在磁場中運動時,金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的感應電流叫做渦流。如圖所示，當交變電流通過線圈時，穿過鐵芯的磁通量不斷變化，鐵芯會產(chǎn)生圖中所示的渦流。金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量，如果金屬的電阻率小,則渦流很強,產(chǎn)生的熱量也很多，會使鐵芯大量發(fā)熱，浪費大量電能.解釋：1、渦流：Bii2、渦流的熱效應

線圈接入反復變化的電流，某段時間內(nèi)，若電流變大，則其磁場變強，根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場激發(fā)出感生電場。導體可以看作是由許多閉合線圈組成的，在感生電場作用下，這些線圈中產(chǎn)生了感生電動勢，從而產(chǎn)生渦旋狀的感應電流。由于導體存在電阻，當電流在導體中流動時，就會產(chǎn)生電熱，這就是渦流的熱效應。3、渦流的防止和利用（1）渦流的防止實驗2：上面的實驗中,把塊狀鐵芯換成硅鋼片鐵芯，再接通電源，幾分鐘后，通過學生感知，溫度沒有明顯變化。

涂有絕緣的薄硅鋼片疊加的鐵芯，在變化的磁場中，產(chǎn)生的渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi),回路的電阻很大，渦流大為減弱，又因為硅鋼片比普通的電阻大，可以進一步減小渦流損失,電動機和變壓器的鐵芯都不是整塊金屬。解釋：減少渦流的途徑:①增大鐵芯材料的電阻率，常用的材料是硅鋼.線圈中流過變化的電流,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱,浪費了能量,還可能損壞電器。圖4.7-3用硅鋼片做變壓器的鐵芯②用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。圖4.7-2真空冶煉爐（2）渦流的利用

①真空冶煉爐冶煉金屬的高頻感應電爐就是利用高頻交流電，通過線圈使裝入冶煉爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生很強的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化。②③④①②高頻焊接

線圈中通以高頻交流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，由于焊接縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起.我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應電動勢就越大，感應電流就越大.而放出的電熱與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高焊接處放出的熱量越多.高頻電源焊縫處待焊接工件線圈導線高頻焊接原理圖②③④①③探雷器和安檢門探雷器和安檢門都是利用渦流制成的探測地雷的探雷器是利用渦流工作的，士兵手持一個長柄線圈在地面上掃過，線圈中由變化的電流，如果地下埋著金屬物品，金屬中感應渦流，渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，使儀器報警，這種探雷器可以用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷。機場的安檢門可以探測人身攜帶的金屬物品，道理是一樣的。②③④①④電磁灶電磁灶的臺面下布滿了金屬導線纏繞的線圈，采用磁場感應渦加流加熱原理，當通上交替變化極快的交流電時，在臺板與鐵鍋底之間產(chǎn)生強大的交變的磁場，磁感線穿過鍋體，使鍋底產(chǎn)生強渦流，當磁場內(nèi)的磁力線通過鐵質(zhì)鍋底時會產(chǎn)生無數(shù)的渦流，使鍋的本身自行高速發(fā)熱，就放出大量的熱量，然后再作用于鍋內(nèi)食物，將飯菜煮熟.這種最新的加熱方式，能減少熱量傳遞的中間環(huán)節(jié)，可大大提升制熱效率，比傳統(tǒng)爐具（電爐、氣爐）節(jié)省能源一半以上。②③④①二、電磁阻尼“思考與討論”：如圖4.7-12，一個單匝線圈落入磁場中，分析在圖示位置時感應電流的方向和所受安培力的方向，安培力對線圈的運動有什么影響？導體在磁場中運動時，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。v圖4.7-5答：感應電流的方向為順時針鐘方向，所受安培力的方向向上，對線圈的運動有阻礙作用?！皢栴}與練習”2

如圖4.7-12所示，彈簧下端懸掛一根磁鐵，將磁鐵托起到某高度后釋放，磁鐵能振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈，磁鐵會很快停下來。上述現(xiàn)象說明了什么？圖4.7-12NS當磁鐵穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中會產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開，也就是磁鐵振動時除了空氣阻力外，還有線圈的磁場力作為阻力，安培阻力相對較大，因而磁鐵會很快停下來。［演示］電磁阻尼擺

如果電磁鐵通電，磁場在擺動的鋁板中產(chǎn)生渦流,渦流受磁場作用力的方向與擺動方向相反,因而增大了擺的阻尼，擺很快就能停止下來。把鋁板做成的擺放到電磁鐵的磁場中，當電磁鐵未通電時，擺要往復擺動多次，擺才能停止下來.電磁阻尼擺

“思考與討論”：分析電表線圈骨架的作用電磁儀表中的電磁阻尼器就是根據(jù)渦流磁效應制作的，在磁電式測量儀表中，常把使指針偏轉(zhuǎn)的線圈繞在閉合鋁框上(圖4.7-6)，當測量電流流過線圈時，鋁框隨線圈指針一起在磁場中轉(zhuǎn)動，這時鋁框內(nèi)產(chǎn)生的渦流將受到磁場作用力，阻礙鋁框和指針的擺動，使指針較快地穩(wěn)定在指示位置上。此外，電氣機車的電磁制動器也是根據(jù)這一效應制作的。N鋁框S圖4.7-6“問題與練習”1圖4.7-11答：銅盤轉(zhuǎn)動時，磁場在銅盤中產(chǎn)生渦流。渦流受磁場作用力的方向與銅盤的轉(zhuǎn)動方向相反，因而增大了銅盤的阻尼，銅盤很快就能停止下來。1、有一個銅盤，輕輕撥動它，能長時間地繞軸自由轉(zhuǎn)動。如果在轉(zhuǎn)動時把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤邊緣，但并不與銅盤接觸（圖4.7-11）,銅盤就能在較短時間內(nèi)停止。分析這個現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.三、渦流的機械效應——電磁驅(qū)動磁場相對于導體運動時，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來,這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動.當磁鐵轉(zhuǎn)動時，根據(jù)楞次定律此時在圓盤上將產(chǎn)生渦流，受到磁場的作用力將產(chǎn)生一個促使金屬圓盤按磁場旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生轉(zhuǎn)動的力矩。但是如果圓盤的轉(zhuǎn)速達到了與磁場轉(zhuǎn)速一樣，則兩者的相對速度為零，感應電流便不會產(chǎn)生，這時電磁驅(qū)動作用便消失。所以在電磁驅(qū)動作用下，金屬圓盤的轉(zhuǎn)速總要比磁鐵或磁場的轉(zhuǎn)速小，或者說兩者的轉(zhuǎn)速總是異步的。圖4.7-8演示：圖4.7-8交流感應電動機原理交流感應電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的(圖4.7-9)。電磁驅(qū)動作用可用來制造測量轉(zhuǎn)速的電表，這類轉(zhuǎn)速表常稱為磁性式轉(zhuǎn)速表。

圖4.7-9旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

圖4.7-10交流感應電動機【例1】如圖所示，一塊長方形光滑鋁板水平放在桌面上，鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵，一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v從板的左端沿中線向右端滾動，則（）A．鋁環(huán)的滾動速度將越來越小B．鋁環(huán)將保持勻速滾動C．鋁環(huán)的運動將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極D．鋁環(huán)的運動速率會改變，但運動方向?qū)⒉粫l(fā)生改變B點撥：穿過閉合鋁環(huán)的磁通量始終為0。NSv鋁板【例2】如圖所示(圖見下頁)是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是（）A.電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高的越快B.電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高的越快C.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小D.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻大AD解見下頁線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流的大小與感應電動勢有關，電流變化的頻率越高，電流變化的越快，感應電動勢就越大。A選項正確。工件上焊縫處的電阻大，電流產(chǎn)生的熱量就多，D選項也正確。解析：答案：AD高頻電源焊縫處待焊接工件線圈導線高頻焊接原理圖A組能力訓練題11．如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵,有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運動,如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運動，則小球的材料可能是（）

A．鐵

B．木

C．銅

D．鋁v0NSCDA組能力訓練題22．如圖所示，圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導軌上，條形磁鐵沿導軌以初速度v0向圓環(huán)運動,其軸線在圓環(huán)圓心,與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過環(huán)的過程中，做______運動.（選填“加速”、“勻速”或“減速”）NSv0減速A組能力訓練題33、如圖所示是稱為阻尼擺的示意圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片,輕質(zhì)桿可繞上端O點軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,一水平有界磁場垂直于金屬薄片所在的平面．使擺從圖中實線位置釋放,擺很快就會停止擺動；若將擺改成梳齒狀,還是從同一位置釋放，擺會擺動較長的時間。試定性分析其原因．O

第一種情況下，阻尼擺進入有界磁場后,在擺中會形成渦流，渦流受磁場的阻礙作用，會很快停下來;答案：第二種情況下，將金屬擺改成梳齒狀，阻斷了渦流形成的回路，從而減弱了渦流，受到的阻礙會比先前小得多，所以會擺動較長的時間．交變電流A組能力訓練題4高頻感應爐是用于冶煉高質(zhì)量的特殊金屬的,如圖示，在冶煉爐外繞有線圈，鍋內(nèi)放入待冶煉的金屬，線圈內(nèi)通入高頻交變電流，冶煉鍋體是絕緣材料制作的，鍋內(nèi)金屬能被加熱熔化并達到很高的溫度。以下說法正確的是（）A.金屬利用線圈中的電流產(chǎn)生的焦耳熱來加熱B.金屬利用交變磁場產(chǎn)生的渦流來加熱。C.高頻交變電流能發(fā)射紅外線來加熱金屬D.增加高頻交變電流能提高冶煉金屬的溫度.BDA組能力訓練題55、如圖所示，掛在彈簧下端的條形磁鐵在閉合線圈內(nèi)振動，如果空氣阻力不計，則：（）A．磁鐵的振幅不變B．磁鐵做阻尼振動C．線圈中有逐漸變?nèi)醯闹绷麟?D．線圈中逐漸變?nèi)醯慕涣麟奛SBDA組能力訓練題66．如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設環(huán)的初速為零，摩擦不計，曲面處在圖示磁場中，則（）A．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于hB．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于hC．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于hD．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于hh

由于導體與磁場發(fā)生相對運動而產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象時，安培力總是起阻礙相對運動的作用,即可判別出結(jié)果。該現(xiàn)象屬于電磁阻尼現(xiàn)象.另外.點評：BD安培力所做的功,是實現(xiàn)將機械能轉(zhuǎn)化為電能的途徑,從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度分析,也可以得出正確結(jié)果.A組能力訓練題7異步電動機模型如圖所示，蹄形輕磁鐵和矩形線框abcd均可繞豎直軸無摩擦地轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)使線框沿逆時針方向保持勻速轉(zhuǎn)動（從上往下看），則磁鐵的運動情況是()A.磁鐵沿逆時針方向(從上往下看)轉(zhuǎn)動.B.磁鐵沿順時針方向(從上往下看)轉(zhuǎn)動.C.磁鐵由靜止開始一直加速轉(zhuǎn)動,D.磁鐵先由靜止開始加速轉(zhuǎn)動，后勻速轉(zhuǎn)動.NdacbSAD

該現(xiàn)象屬于電磁驅(qū)動現(xiàn)象,由于磁鐵不受摩擦阻力，最終轉(zhuǎn)速將達到與線框相同。若磁鐵受到摩擦阻力，最終其轉(zhuǎn)速總應小于線框的轉(zhuǎn)速,從而產(chǎn)生感應電流，獲得安培力用來克服摩擦阻力的作用。點評：A組能力訓練題88．變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，這是因為（）A．增大渦流，提高變壓器的效率B．減小渦流，提高變壓器的效率C．增大鐵芯中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量D．增大鐵芯中的電阻，以減小發(fā)熱量BD

不使用整塊硅鋼而是采用很薄的硅鋼片，這樣做的目的是增大鐵芯中的電阻，阻斷渦流回路，來減少電能轉(zhuǎn)化成鐵芯的內(nèi)能，提高效率是防止渦流而采取的措施．解析：本題正確選項是BD．A組能力訓練題99、桌面上放一銅片，一條形磁鐵的N極自上而下接近銅片的過程中,銅片對桌面的壓力()A．增大．B．減?。瓹．不變．D．無法判斷是否變化NS

磁鐵的N極接近時，自上而下穿過銅片的磁通量增大,在銅片內(nèi)會產(chǎn)生逆時針向繞行的感應電流(如圖),使銅片上方呈現(xiàn)N極,阻礙磁鐵接近.解析：根據(jù)牛頓第三定律，磁鐵對銅片有同樣大小的作用力，使銅片增加對桌面的壓力。AA組能力訓練題1010．如圖所示是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，由于焊接縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起。我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種辦法焊接的。試定性說明：為什么交變電流的頻率越高，焊接縫處放出的熱量越大？高頻電源焊縫處待焊接工件線圈導線高頻焊接原理圖交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應電動勢就越大，感應電流就越大．而放出的電熱與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高焊接處放出的熱量越多．答案：A組能力訓練題11.(2015年理綜新課標I卷19)1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是

（

）

A.圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動C.在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個

圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流

產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動銅圓盤AB解見下頁解析：圓盤運動過程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應電動勢，銅圓盤選項A正確；圓盤徑向的輻條在切割磁感線的過程中，內(nèi)部距離圓心遠近不同的點電勢不等而形成渦流，圓盤運動過程中，圓盤位置、圓盤面積和磁場都沒有發(fā)生變化，所以沒有磁通量的變化，選項C錯；圓盤本身呈現(xiàn)電中性，不會產(chǎn)生環(huán)形電流，選項D錯。故選AB。選項B正確；A組能力訓練題12如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來.若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有（）A．增加線圈的匝數(shù)B．提高交流電源的頻率C．將金屬杯換為瓷杯D．取走線圈中的鐵芯鐵芯AB解見下頁解析：此電路為電磁爐模型的簡化，利用的是電磁感應現(xiàn)象。當鐵芯通交流電時，金屬杯底可以看做金屬環(huán)拼接而成，內(nèi)部會產(chǎn)生感應電流。增加線圈的匝數(shù)，磁場增強，感應電流變大，加熱功率變大，水沸騰的更快，A項正確。提高電流的頻率，可以提高磁場的變化率，同樣可使感應電流變大，B項正確；換成瓷杯，不能發(fā)生電磁感應現(xiàn)象，不能加熱水，C項錯誤；取走鐵芯，磁場變?nèi)?，電磁感應現(xiàn)象變?nèi)?，D項錯誤。B組能力訓練題1如圖所示，在平行于地面的勻強磁場上方，有兩個用相同金屬材料制成的邊長相同的正方形線圈a、b，其中a的導線比b粗，它們從同一高度自由落下，則（）A．它們同時落地B．a(chǎn)先落地C．b先落地D．無法判斷Bab解：a、b進入磁場時,切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢相同，a比b的導線粗，電阻小，電流大，安培力大，同時其重力也大，加速度的大小相同.AB組能力訓練題22、如圖所示，兩根和水平方向成

角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B，一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會達到最大值vm，則

()A．如果B增大，vm將變大B．如果

增大，vm將變大C．如果R增大，vm將變大D．如果m減小，vm將變大BR

BCB組能力訓練題33、如圖所示，相距為d的兩水平線L1和L2分別是水平向里的勻強磁場的邊界，磁場的磁感應強度為B，正方形線框abcd邊長為L(L<d)、質(zhì)量為m。將線框在磁場上方高h處由靜止開始釋放，當ab邊進入磁場時速度為v0，cd邊剛穿出磁場時速度也為v0，從ab邊剛進入磁場到cd邊剛穿出磁場的整個過程中()A．線框一直都有感應電流B．線框有一階段的加速度為gC．線框產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+L)D．線框做過減速運動dhdcabLL1L2BDB組能力訓練題44、如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一矩形線圈以一定的初速度進入勻強磁場區(qū)域，線圈全部進入勻強磁場區(qū)域時，其動能恰好等于它在磁場外面時的一半，設磁場區(qū)域?qū)挾却笥诰€圈寬度，則()A．線圈恰好在完全離開磁場時停下B．線圈在未完全離開磁場時即已停下C．線圈能通過場區(qū)不會停下D．線圈在磁場中某個位置停下v0BC解見下頁線圈失去的動能，就是克服磁場力做的功FS（這里F是變化的，具體運算要用到積分，可以理解為線圈所受到的平均阻力，）F的大小與線圈的速度有關，速度越大，受到的阻力越大。解:線圈出磁場的初速度肯定要小于進去時的速度，而且還會繼續(xù)減小，那么線圈出磁場過程所受到的阻力也一定小于進磁場過程的阻力，那么它損失的能量也一定小于進磁場過程損失的能量。進去過程損失了一半的能量，出來過程損失小于一半的能量，那么剩下的一部分能量可以讓它繼續(xù)運動下去，也就是它的動能了B組能力訓練題5dacbO'BO5.如圖示，勻強磁場豎直向下,磁感應強度為B,有一邊長為L的正方形導線框abcd，匝數(shù)為N，可繞OO‘軸轉(zhuǎn)動，導線框總質(zhì)量為m，總電阻為R.現(xiàn)將導線框從水平位置由靜止釋放，不計摩捧，轉(zhuǎn)剄豎直位置時動能為Ek，則在此過程中流過導線某一截面的電荷量為

，導線框中產(chǎn)生的熱量為

。解見下頁平均電動勢為解：

電荷量為導線框從水平位置由靜止釋放，轉(zhuǎn)剄豎直位置時重心下降L/2，重力勢能減少由能量守恒定律B組能力訓練題6如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是（）A．FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左B．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向左C．FN先大于mg后大于mg，運動趨勢向右D．FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右BASND解見下頁

條形磁鐵從AB正上方經(jīng)過A時，由楞次定律，線圈中感應電流的磁場方向向上,線圈中產(chǎn)生逆時針感應電流，線圈的磁場與條形磁鐵相互排斥，線圈對桌面的壓力增大,線圈受到桌面的支持力FN大于mg，線圈有向右運動的趨勢；BASN條形磁鐵從AB正上方經(jīng)過B時，同理，線圈中產(chǎn)生順時針感應電流，線圈的磁場與條形磁鐵相互吸引，線圈對桌面的壓力減小，線圈受到桌面的支持力FN小于mg，線圈有向右運動的趨勢，D正確。解：B組能力訓練題7一直升飛機停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上，磁感應強度為B。直升飛機螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動。螺旋槳葉片的近軸端為a,遠軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個葉片中的感應電動勢，則()A．E＝πfl2B,且a點電勢低于b點電勢B．E＝2πfl2B,且a點電勢低于b點電勢C．E＝πfl2B,且a點電勢高于b點電勢D．E＝2πfl2B,且a點電勢高于b點電勢BabA解見下頁螺旋槳葉片以端點a為軸，在垂直于磁感應線的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過T/4周期，ab轉(zhuǎn)過π/2角度，由法拉第電磁感應定律所以選項A正確。

由右手定則可知：螺旋槳葉片中感應電動勢的方向由a指向b，故a點電勢低于b點電勢;解：BabB組能力訓練題8

如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌,O、C

處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4Ω、R2=8Ω,(導軌其它部分電阻不計)，導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(π/3·

x)(單位：m)，磁感應強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面，一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻，求：（1）外力F

的最大值，（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的的最大功率（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t

的關系。yCOxBvR2R1A解：（1）金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應電動勢E=BLv①畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：baER1R24Ω8ΩI=E/R總②F外=F安=BIL=B2L2

v/

R總③Lm=2sinπ/2=2m④R總

=R1R2/（R1+R2

）=8/3Ω⑤∴Fmax

=B2Lm2

v/R總

=0.22×22×5.0×3/8=0.3N⑥

（3）金屬棒與導軌接觸點間的長度隨時間變化x=vtE=BLv（2）P1m=E

2/R1