2017-2018学年教科版选修3-2 第一章 第7节 涡流(选学) 作业
2017-2018学年教科版选修3-2 第一章 第7节 涡流(选学) 作业第3页

  它的转动,故在较短的时间内铜盘停止转动.

  点评 当导体在磁场中运动时,导体中的感应电流受到安培力的作用阻碍导体运动,即安培力为电磁阻尼的阻力.

  4.如图4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点为轴在竖直面内转动,一有界磁场垂直于金属薄片所在的平面.使摆从图中实线位置释放,摆很快就会停止摆动;若将摆改成梳齿状,还是从同一位置释放,摆会摆动较长的时间.试定性分析其原因.

  

  图4

  答案 见解析

  解析 第一种情况下,阻尼摆进入有界磁场后,在金属薄片中会形成涡流,涡流使金属薄片受安培力的作用,阻碍其相对运动,所以会很快停下来;第二种情况下,将金属摆改成梳齿状,阻断了涡流形成的回路,从而减弱了涡流,受到安培力的阻碍会比先前小得多,所以会摆动较长的时间.

  点评 防止电磁阻尼的途径为阻止或减弱涡流的产生.

  【方法技巧练】

  涡流能量问题的处理技巧

  5.弹簧上端固定,下端悬挂一根磁铁.将磁铁托起到某一高度后放开,磁铁能上下振动较长时间才停下来.如图5所示,如果在磁铁下端放个固定的闭合线圈,使磁铁上下振动时穿过它,磁铁就会很快地停下来,解释这个现象,并说明此现象中能量转化的情况.

  

  图5

  答案 见解析

  解析 当磁铁穿过固定的闭合线圈时,在闭合线圈中产生感应电流,感应电流的磁场会阻碍磁铁向线圈靠近或离开,也就使磁铁振动时除了空气阻力外,还有线圈的磁场力作为阻力,克服阻力需要做的功较多,弹簧振子的机械能损失较快,因而会很快停下来.损失的机械能主要转化为电能再转化为内能.

  方法总结 此题中涡流损耗了机械能.

  6.如图6所示,一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉至某一位置并释放,圆环摆动过程中(环平面与磁场始终保持垂直)经过有界的水平匀强磁场区域,A、B为该磁场的竖直边界,若不计空气阻力,则(  )

  

  图6

  A.圆环向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度

B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流