20xx人教版高中物理選修3-24-7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)(編輯修改稿)
2024-12-23 22:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體受到的安培力都是阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵．將磁鐵托到某一高度后放開(kāi)，磁鐵能振動(dòng)較長(zhǎng)一段時(shí)間才停下來(lái)．如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動(dòng)時(shí)穿過(guò)它 ( 如圖所示 ) ，磁鐵就會(huì)很快停下來(lái)．解釋這個(gè)現(xiàn)象，并說(shuō)明此現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化情況． 思路點(diǎn)撥： 解析： 當(dāng)磁鐵穿過(guò)固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 ，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵和線圈靠近或離開(kāi)，也就是磁鐵振動(dòng)時(shí)除了受空氣阻力外，還有線圈受到的安培力阻礙，克服阻力需要做的功增多，振動(dòng)時(shí)機(jī)械能的損失增快，因而會(huì)很快停下來(lái)．機(jī)械能的轉(zhuǎn)化情況可表示如下： 答案： 見(jiàn)解析 2 － 1 ：如圖所示，條形磁鐵用細(xì)線懸掛在 O 點(diǎn)， O 點(diǎn)正下方固定一個(gè)水平放置的鋁線圈，讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動(dòng)．下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A ．磁鐵左右擺動(dòng)一次，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變 2 次 B ．磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁場(chǎng)的斥力作用 C ．磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力 D ．磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力有時(shí)是阻力有時(shí)是動(dòng)力 解析： 磁鐵向下擺動(dòng)時(shí)，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 ( 從上面看 ) ，并且磁鐵受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力為阻力，阻礙它靠近；磁鐵向上擺動(dòng)時(shí)，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 ( 從上面看 ) ，磁場(chǎng)受的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力仍為阻力，阻礙它遠(yuǎn)離．所以，磁鐵在左右擺動(dòng)一次過(guò)程中，電流方向改變 3 次，感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力．只有 C 項(xiàng)正確． 答案： C 渦流現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題 伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．如果金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則由于克服安培力做功，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為電能． 光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線下半部分處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是 y ＝ a 的直線 ( 圖中虛線所示 ) ，一個(gè)金屬塊從拋物線上 y ＝b ( b ＞ a ) 處以速度 v 沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是 ( ) A ． m gb B.12m v2＋ m gb
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