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1、 互感和自感、渦流 編稿：張金虎 審稿：李勇康 【學(xué)習(xí)目標】 1、知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。 　　2、知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位及其大小的決定因素。 　　3、能夠通過電磁感應(yīng)部分知識分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因。 　　4、知道渦流是如何產(chǎn)生的，知道渦流對人類有利和有害的兩方面，以及如何利用渦流和防止渦流。 【要點梳理】 要點一、互感現(xiàn)象 兩個線圈之間沒有導(dǎo)線相連，但當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為互感，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫互感電動勢。 要點詮釋： （1）互感現(xiàn)象是一種

2、常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間。 （2）互感現(xiàn)象可以把能量從一個電路傳到另一個電路。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。 （3）在電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，應(yīng)設(shè)法減小電路間的互感。 要點二、自感現(xiàn)象 1．實驗 如圖甲所示，首先閉合后調(diào)節(jié)，使亮度相同，然后斷開開關(guān)。再次閉合，燈泡立刻發(fā)光，而跟線圈串聯(lián)的燈泡卻是逐漸亮起來的。 　　 　 如圖乙所示電路中，選擇適當?shù)臒襞莺途€圈，使燈泡的電阻大于線圈的直流電阻。斷開時，燈并非立即熄滅，而是閃亮一下

3、再逐漸熄滅。 圖甲實驗叫通電自感。在閉合開關(guān)的瞬間，通過線圈的電流發(fā)生變化而引起穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢阻礙線圈中電流的增大，通過燈泡的電流只能逐漸增大，所以只能逐漸變亮。 圖乙實驗叫斷電自感。斷開的瞬間，通過線圈的電流減弱，穿過線圈的磁通量很快減小，線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動勢。雖然電源斷開，但由于線圈中有感應(yīng)電動勢，且和組成閉合電路，使線圈中的電流反向流過燈，并逐漸減弱。由于的直流電阻小于燈的電阻，其原電流大于通過燈的原電流，故燈閃亮一下后才逐漸熄滅。 2．結(jié)論 由于通過線圈自身的電流發(fā)生變化時，線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的

4、現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動熱叫自感電動勢。 要點詮釋： 1．自感電動勢的作用： 總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化，即總是起著推遲電流變化的作用。 2．自感電動勢的方向： 自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化，當原來電流增大時，自感電動勢與原來電流方向相反；當原來電流減小時，自感電動勢與原來電流方向相同。 3．自感電動勢大?。? ，大小由電流變化的快慢和自感系數(shù)決定。 要點三、自感系數(shù) 自感系數(shù)是表示線圈產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)大小的物理量，簡稱為自感或電感，用表示。 要點詮釋： （1）大?。壕€圈長度越長，線圈橫截面積越大，單位長度上匝數(shù)越多，

5、線圈的自感系數(shù)越大；線圈有鐵芯比無鐵芯時自感系數(shù)大得多。 （2）物理意義：表征線圈產(chǎn)生自感電動勢本領(lǐng)大小的物理量，數(shù)值上等于通過線圈的電流在內(nèi)改變時產(chǎn)生的自感電動勢的大小。 （3）單位：亨利（符號），亨=毫亨=微亨（）。 要點四、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 1．應(yīng)用：電感線圈可以把電能轉(zhuǎn)化為磁場能儲存起來，也可以把儲存的磁場能轉(zhuǎn)化為電能；當自感系數(shù)很大時，可以產(chǎn)生自感電動勢，增大電路的瞬時電壓。 電感線圈可以延續(xù)電流的變化時間，起到一定的穩(wěn)定電流的作用，在交流電路中，常用電感線圈來通直流阻交流，通低頻阻高頻。電感線圈在各種電器設(shè)備和無線電技術(shù)中應(yīng)用廣泛，

6、如日光燈電路中的鎮(zhèn)流器、振蕩電路等。 2．危害和防止：在切斷自感系數(shù)很大、電流很強的電路的瞬間，會產(chǎn)生很高的自感電動勢，形成電弧，危及工作人員和設(shè)備安全，在這類電路中應(yīng)采用特別的開關(guān)；制作精密電阻時，采用雙線繞法來消除自感現(xiàn)象。 要點五、電感和電阻的比較 1．阻礙作用: 電阻對電流有阻礙作用，電感對電流的變化有阻礙作用。 2．大小因素: 電阻越大，對電流的阻礙越大，產(chǎn)生的電勢差越大；電感越大，對電流的阻礙作用越大，產(chǎn)生的自感電動勢越大。 3．決定因素: 電阻決定于導(dǎo)體長度、橫截面積、材料電阻率；電感決定于線圈長度、橫截面積、匝數(shù)、有無鐵芯等。

7、 4．聯(lián)系: 電感和電阻都是反映導(dǎo)體本身性質(zhì)的物理量。 要點六、線圈對變化電流的阻礙作用與對穩(wěn)定電流的阻礙作用的比較 1．兩種阻礙作用產(chǎn)生的原因不同 線圈對穩(wěn)定電流的阻礙作用，是由繞制線圈的導(dǎo)線的電阻決定，對穩(wěn)定電流阻礙作用的產(chǎn)生原因，是金屬對定向運動電子的阻礙作用。而線圈對變化電流的阻礙作用，是由線圈的自感現(xiàn)象引起的，當通過線圈中的電流變化時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙線圈中電流變化。 2．兩種阻礙作用產(chǎn)生的效果不同 在通電線圈中，電流穩(wěn)定值為，由此可知，線圈的穩(wěn)態(tài)電阻決定了電流的穩(wěn)定值。越大，電流由零增大到穩(wěn)定值

8、的時間越長，也就是說，線圈對變化電流的阻礙作用越大，電流變化的越慢?？傊?，穩(wěn)態(tài)電阻決定了電流所能達到的穩(wěn)定值，對變化電流的阻礙作用決定了要達到穩(wěn)定值所需的時間。 要點七、在斷電自感中，燈泡是否閃亮一下的判斷方法 如圖所示電路中，當開關(guān)斷開后，燈泡是否會閃亮一下？閃亮一下的條件是什么？ 　　 　　　　　　　　 設(shè)開關(guān)閉合時，電源路端電壓為，線圈的電阻為，燈泡的電阻為，則通過線圈的電流為，通過燈泡的電流為。當開關(guān)斷開后，線圈和燈泡組成的回路中的電流從開始減弱。 若，有，在斷開開關(guān)的瞬間，通過燈泡的電流會瞬間增大，燈泡會閃亮一下。若，有，斷開開關(guān)

9、后，通過燈泡的電流減小，燈泡不會閃亮一下。 要點八、電路中電流大小變化的判斷方法 在進行分析計算時，要注意：①如果電感線圈的直流電阻為零，那么電路穩(wěn)定時可認為線圈短路；②在電流由零增大的瞬間可認為線圈斷路。 如圖所示，閉合穩(wěn)定后，若不考慮線圈的直流電阻，則燈泡不亮，流過線圈的電流較大。在斷開的瞬間，燈泡和線圈構(gòu)成了閉合回路，其中線圈中電流的流向不變，其大小只能在原來大小的基礎(chǔ)上減弱。 要點九、渦流 當線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路，很像水中的旋渦，把它叫做渦電流，簡稱渦流。 要點詮

10、釋： 1．渦流產(chǎn)生的原因: 渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當把塊狀金屬放在變化的磁場中，或者讓它在非均勻磁場中運動，金屬塊內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電流，因為金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路，且塊狀金屬導(dǎo)體的電阻一般情況下很小，所以產(chǎn)生的渦流通常是很強的。 2．渦流的防止: 電動機、變壓器的線圈中有變化的電流，因而在鐵芯中產(chǎn)生了渦流，不僅浪費了能量，還可能損壞電器，因此，要想辦法減小渦流。為了達到減小渦流的目的，采用了電阻率大的硅鋼做鐵芯的材料，并把硅鋼做成彼此絕緣的薄片，這樣，就大大減小了渦流。 3．渦流的利用: 用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈，線圈中通入反復(fù)變化的電流，爐

11、內(nèi)的金屬中就產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的熱量使金屬達到很高的溫度并熔化。利用渦流冶煉金屬的優(yōu)點是整個過程能在真空中進行，這樣就能防止空氣中的雜質(zhì)進入金屬，可以冶煉高質(zhì)量的合金。 要點十、電磁阻尼 當導(dǎo)體在磁場中運動時，如果導(dǎo)體中出現(xiàn)渦流，即感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象叫做電磁阻尼。 要點詮釋： 電磁阻尼在實際中有很多應(yīng)用，課本上講的使電學(xué)儀表的指針很快的停下來，就是電磁阻尼作用。電磁阻尼還常用于電氣機車的電磁制動器中。 要點十一、電磁驅(qū)動 如果磁場相對于導(dǎo)體運動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用

12、，安培力使導(dǎo)體運動起來，這種作用叫做電磁驅(qū)動。 電磁驅(qū)動的原因分析：如圖所示，當蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，由楞次定律知，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻礙磁通量變化，線圈會跟著一起轉(zhuǎn)動起來。 要點詮釋： （1）線圈轉(zhuǎn)動方向和磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速，即同向異步。 （2）下一章要介紹的感應(yīng)電動機、家庭中用的電能表、汽車上用的電磁式速度表，就是利用這種電磁驅(qū)動。 【典型例題】 類型一、互感現(xiàn)象產(chǎn)生的條件 例1. 如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒、，當在外力作用下運動時，在磁場力作用下向右運動，則所

13、做的運動可能是（ ） 　　　　 A．向右勻加速運動 B．向左勻加速運動 C．向右勻減速運動 D．向左勻減速運動 【答案】BC 【解析】這是一道涉及互感現(xiàn)象的問題，當棒中有感應(yīng)電流，受安培力的作用而向右運動時，由左手定則可判斷出中電流的方向是由流至，此電流在中產(chǎn)生的磁場的方向是向上的。 若棒向右運動，由右手定則及安培定則可知產(chǎn)生的磁場的方向也是向上的。由于產(chǎn)生的磁場方向與產(chǎn)生的磁場方向相同，可知產(chǎn)生的磁場的磁通量是減少的，故棒做的是向右的勻減速運動。C選項是可能的。 若棒向左運動，則它產(chǎn)生的感應(yīng)電流在中產(chǎn)生的磁場

14、是向下的，與產(chǎn)生的磁場方向是相反的，由楞次定律可知如中的磁場是增強的，故棒做的是向左的勻加速運動。B選項是可能的。 【總結(jié)升華】該題綜合應(yīng)用了左手定則、右手定則、安培定則和楞次定律。用手判別方向時務(wù)必分清使用左右手。 舉一反三 【高清課堂：法拉第電磁感應(yīng)定律　例10】 【變式】如圖所示，金屬球（銅球）下端有通電的線圈，今把小球拉離平衡位置后釋放，此后關(guān)于小球的運動情況是：（不計空氣阻力）（ ） A ．做等幅振動； B ．做阻尼振動； C ．振幅不斷增大； D ．無法判定． 【答案】B 類型二、斷電

15、自感現(xiàn)象 例2．（2014 順德區(qū)期末）某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(　　) A．電源的內(nèi)阻較大　 　B．小燈泡電阻偏大 C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大 【答案】C 【解析】閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定燈泡正常發(fā)光時，如果電感線圈L中的電阻比燈泡的電阻大，則電感線圈L中的電流IL比燈泡A中的電流I

16、A小，當開關(guān)S斷開，則由于自感現(xiàn)象，L和A 構(gòu)成回路使L和A 中的電流從IL開始減小，因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象，C項正確。 【總結(jié)升華】自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律分析要使實驗現(xiàn)象明顯的條件：線圈的電阻應(yīng)小于燈泡的電阻。 舉一反三 【高清課堂：法拉第電磁感應(yīng)定律　例4】 【變式】圖為一演示實驗電路圖，圖中是一帶鐵心的線圈，是一燈泡，電鍵處于閉合狀態(tài)，電路是接通的．現(xiàn)將電鍵打開，則在電路切斷的瞬間，通過燈泡的電流方向是從_______端到________端．這個實驗是用來演示_________現(xiàn)象的． 【答

17、案】，，自感 類型三、通電自感現(xiàn)象 例3．如圖所示，電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，的阻值和的自感系數(shù)都很大，、為兩個完全相同的燈泡，當閉合時，下列說法正確的是（ ） A．比先亮，然后滅 B．比先亮，然后逐漸變暗 C．、一起亮，然后滅 D．、一起亮，然后滅 【答案】B 【解析】本題考查通電自感現(xiàn)象的分析，關(guān)鍵是要知道純電感線圈在電路穩(wěn)定前后的作用：閉合時，由于與燈串聯(lián)的線圈的自感系數(shù)很大，故在線圈上產(chǎn)生很大的自感電動勢，阻礙電流的增大，所以比先亮，故A、C、D錯。穩(wěn)定后，由于與燈連接的電阻很大，流過燈支路的電流

18、很小，所以燈逐漸變暗，故B正確。 【總結(jié)升華】在自感現(xiàn)象中，自感電動勢是“阻礙”電流的變化，而不是阻止電流變化，是對電流變化的延緩，使其不發(fā)生突變。當原電路斷開時，線圈的自感電動勢阻礙電流的減小，此時線圈在新的電路中相當于一個電源，表現(xiàn)為兩個方面：一個是自感電動勢所對應(yīng)的電流方向與原來電流方向一致；二是在斷電瞬間，自感電動勢所對應(yīng)的電流大小與原電流大小相等，以后此電流開始緩慢減小到零?？傊?，通過線圈中的電流不能發(fā)生突變。 類型四、正確理解自感電動勢 例4． 如圖所示，為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當斷開開關(guān)的瞬間會有（ ）

19、 A．燈立即熄滅 B．燈慢慢熄滅 C．燈突然閃亮一下再慢慢熄滅 D．燈突然閃亮一下再突然熄滅 【答案】A 【解析】本題考查對自感電動勢的正確理解，關(guān)鍵是看到斷開開關(guān)，電路斷路，線圈中雖然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但不能形成感應(yīng)電流，故燈立即熄滅，故選A。 【總結(jié)升華】該題易和自感現(xiàn)象演示實驗中的現(xiàn)象（燈閃亮一下再熄滅）相混淆，錯選成C。自感現(xiàn)象中要形成感應(yīng)電流，電路必須是通路。 舉一反三 【高清課堂：法拉第電磁感應(yīng)定律　例7】 【變式】如圖所示的電路中，兩燈電阻均為，且，為純電感線圈，原先均斷開，則（ ）

20、 A．閉合瞬間，燈先亮，燈后亮，以后兩燈一樣亮 B．閉合后，再閉合，兩燈亮度不變 C．均閉合后，再斷開，燈立即熄滅，燈閃亮一下才熄滅 D．均閉合后，先斷開，再斷開，燈立即熄滅，燈閃亮一下才熄滅 【答案】AC 類型五、自感現(xiàn)象在電路中的應(yīng)用 例5．在如圖所示的電路中，為電阻很小的線圈，和為零點在表盤中央的相同的電流表。當開關(guān)閉合時，電流表指針偏向右方，那么當開關(guān)斷開時，將出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ） A．和指針都立即回到零點 B．指針立即回到零點，而指針緩慢地回到零點 C．指針緩慢回到零點，而指針先立即偏向左

21、方，然后緩慢地回到零點 D．G1指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點，而指針緩慢地回到零點 【答案】D 【解析】本題考查了自感電動勢的方向判斷，關(guān)鍵要分析出電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流流入方向的關(guān)系。電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流的流向有關(guān)。根據(jù)題意，電流自右向左時，指針向右偏。那么，電流自左向右時，指針應(yīng)向左偏。當開關(guān)斷開瞬間，中由電源提供的電流立即消失，而由于自感作用，電流不能立即消失，電流沿、、的方向在由它們組成的閉合回路中繼續(xù)維持一個短時間，即中的電流按原方向自右向左逐漸減為零，而中的電流和原方向相反，變?yōu)樽宰笙蛴遥椭械碾娏魍瑫r減為零，也就是指針先立即偏向左方，然后

22、緩慢地回到零點，而指針緩慢地回到零點，故D項正確。 【總結(jié)升華】自感電流的方向用楞次定律判斷。當導(dǎo)體中電流增加時，自感電流方向與原來電流方向相反，當電流減小時，自感電流的方向與原電流同向。 類型六、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 例6．在如圖所示的四個日光燈的接線圖中，為啟動器，為開關(guān)，為鎮(zhèn)流器。能使日光燈正常發(fā)光的是（ ） 【答案】AC 【解析】日光燈工作時，電流通過鎮(zhèn)流器，燈絲和啟動器構(gòu)成回路，使啟動器發(fā)出輝光，相當于啟動器短路接通，同時電流加熱燈絲，燈絲發(fā)射電子，鎮(zhèn)流器起控制電流的作用，之后啟動器斷開瞬間，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動

23、勢，出現(xiàn)一個高電壓加在燈管兩端，燈管中的氣體放電、發(fā)光，此時啟動器已無作用。所以啟動器可用手動的開關(guān)來代替（實際操作時，因啟動器丟失或損壞時，可手持帶絕緣皮的導(dǎo)線短接啟動后再斷開）。另外，D圖的錯誤是燈管的燈絲短路。 【總結(jié)升華】日光燈電路是自感現(xiàn)象在實際中的主要應(yīng)用，產(chǎn)生自感電動勢的電路原件是鎮(zhèn)流器。 舉一反三 【高清課堂：法拉第電磁感應(yīng)定律　例2】 【變式】如圖所示是一種延時開關(guān)，當閉合時，電磁鐵將銜鐵吸下，線路接通。當斷開時，由于電磁感應(yīng)作用，將延遲一段時間才被釋放。對于這個延時開關(guān)的工作情況，下列說法中正確的是 （ ） A．由于線圈的電

24、磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放的作用 B．由于線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放的作用 C．如果斷開線圈的電鍵，無延時作用 D．如果斷開線圈的電鍵，延時將變長 【答案】BC 例7．在制作精密電阻時，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖所示。其原理是（ ） A．當電路中的電流變化時，兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動勢相互抵消 B．當電路中的電流變化時，兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消 C．當電路中的電流變化時，兩股導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消 D．以上說法都不對 【答案】C 【

25、解析】本題考查了自感現(xiàn)象的防止。 由于采用雙線并繞的方法，當電流通過時，兩股導(dǎo)線中的電流方向是相反的，不管電流怎樣變化，任何時刻兩股電流總是等大反向的，所產(chǎn)生的磁通量也是等大反向的，故總磁通量等于零，在該線圈中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此消除了自感，選項A、B錯誤，只有C正確。 【總結(jié)升華】這是在技術(shù)中消除自感現(xiàn)象的一個實例。本例中雙線并繞線圈中無磁通量，也就無磁通量的變化，因此無電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生。 舉一反三 【高清課堂：法拉第電磁感應(yīng)定律　例1】 【變式】在無線電儀器中，常需要在距離較近處安裝兩個線圈，并要求當一個線圈中有電流變化時，對另一個線圈中的電流的影響盡量小。則圖

26、中兩個線圈的相對安裝位置最符合該要求的是 （ ） 【答案】D 類型七、渦流的應(yīng)用 例8．(2014 北京豐臺期末)如圖是一種焊接方法的原理示意圖。將圓形待焊接金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以某種電流，待焊接工件中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在焊縫處產(chǎn)生大量的熱量將焊縫兩邊的金屬熔化，待焊工件就焊接在一起。我國生產(chǎn)的自行車車輪圈就是用這種辦法焊接的。下列說法中正確的是(　　) A．線圈中的電流是很強的恒定電流 B．線圈中的電流是交變電流，且頻率很高 C．待焊工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻小 D．焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向總是相反

27、 【答案】B 【解析】線圈中的電流是交變電流，且頻率很高，選項B正確A錯誤；待焊工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻大，選項C錯誤；根據(jù)楞次定律，當線圈中的電流增大時，焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相反；當線圈中的電流減小時，焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相同，選項D錯誤。 【總結(jié)升華】焊縫處產(chǎn)生的熱量較多，一是因為感應(yīng)電流大，二是因為焊縫處電阻大。 例9．如圖所示是冶煉金屬用的高頻感應(yīng)爐。請說明其工作原理。 【答案】見解析 【解析】本題考查渦流加熱。在冶煉鍋內(nèi)裝入待冶煉的金屬，當線圈通上高頻交變電流時，被冶煉的金屬中就產(chǎn)

28、生很強的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化。交變電流頻率越高、磁通量變化越快，渦流越強。這種冶煉方法速度快，溫度容易控制。 類型八、電磁阻尼的分析和應(yīng)用 例10．彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵。將磁鐵托起到某一高度后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動時穿過它（如圖所示），磁鐵就會很快地停下來，解釋這個現(xiàn)象，并說明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況。 【答案】見解析 【解析】本題考查電磁阻尼及能量轉(zhuǎn)化情況。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(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開，也就使磁鐵

29、振動時除了空氣阻力外，還有線圈的磁場力作為阻力，克服阻力需要做的功較多，彈簧振子的機械能損失較快，因而會很快停下來。 【總結(jié)升華】應(yīng)用電磁感應(yīng)的知識分析，題中所述現(xiàn)象是電磁阻尼。 舉一反三 【高清課堂：法拉第電磁感應(yīng)定律　例12】 【變式】如圖所示，是一閉合的小金屬線框，用一根絕緣的細桿掛在固定點，使金屬線框在豎直平面內(nèi)來回擺動的過程穿過水平方向的勻強磁場區(qū)域，磁感線方向跟線框平面垂直，若懸點摩擦和空氣阻力不計，則( ) A.線框進入或離開磁場區(qū)域時，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流的方向相反 B.線框進入磁場區(qū)域后，越靠近線時速度越大，因而產(chǎn)生的感

30、應(yīng)電流也越大 C.線框開始擺動后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后將不再減小 D.線框擺動過程中，機械能完全轉(zhuǎn)化為線框電路中的電能 【答案】AC 例11．在科技館中常看到這樣的表演： 一根長左右的空心鋁管豎直放置（如圖甲所示），把一枚磁性很強的小圓片從鋁管上端放入管口，圓片直徑略小于鋁管的內(nèi)徑。從一般經(jīng)驗來看，小圓片自由落下左右的時間不應(yīng)超過，但把小圓片從上端管口放入管中后，過了許久才從鋁管下端落出。小圓片在管內(nèi)運動時，沒有感覺到它跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，把小圓片靠近鋁管，也不見它們相互吸引。是什么原因使小圓片在鋁管中緩慢下落呢？如果換用有裂縫

31、的鋁管（如圖乙所示），圓片在鋁管中的下落就快多了。這又是為什么？ 【答案】見解析 【解析】磁性小圓片在鋁管內(nèi)下落過程中，穿過圓筒任一截面的磁通量發(fā)生變化，故鋁管中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，此感應(yīng)電流會阻礙磁片下落，而有裂縫的鋁管在任一截面回路均為開路，不會形成感應(yīng)電流，因而無電磁阻尼。 類型九、電磁驅(qū)動的應(yīng)用 例12．如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸轉(zhuǎn)動。從上向下看，當磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，則（ ） A．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁鐵小 C．線圈轉(zhuǎn)動時將產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．線圈轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流的方向始終是 【答案】BC 【解析】本題考查電磁驅(qū)動和楞次定律。當磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，相當于磁鐵不動而線圈順時針旋轉(zhuǎn)切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C對；當線圈相對磁鐵轉(zhuǎn)過時電流方向不再是，D錯；由楞次定律的推廣含義可知，線圈將與磁極向向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)動的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動的角速度。如兩者的角速度相同，磁感線與線圈處于相對靜止，線圈不切割磁感線，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯、B對。 【總結(jié)升華】從楞次定律的推廣含義知，線框的運動可以阻礙兩者間的相對運動，所以角速度必小于磁極，否則就不是阻礙而是阻止。