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.
知识点三 电磁驱动
5.如图5所示,让一金属圆盘接近磁铁的两极,但不接触,使磁铁转动,圆盘也会跟着转动,这种现象称为"电磁驱动",请你说明电磁驱动的原理.
图5
答案 见解析
解析 当蹄形磁铁转动时,圆盘上不同位置的磁通量发生变化,因而圆盘中会有涡流形成,该涡流的磁场阻碍磁通量的变化,使圆盘随着磁铁一起转动,但圆盘转动速度比磁铁慢.
点评 电磁驱动的驱动力是涡流受到的安培力.
6.位于光滑水平面的小车上放置一螺线管,一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过,如图6所示,在此过程中( )
图6
A.磁铁做匀速直线运动
B.磁铁做减速运动
C.小车向右做加速运动
D.小车先加速后减速
答案 BC
解析 磁铁水平穿入螺线管时,管中将产生感应电流,由楞次定律的扩展知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动.同理,磁铁穿出时产生的相互作用力也阻碍磁铁的运动,故整个过程中,磁铁做减速运动,选项B是正确的.
而对于小车上螺线管来说,在此过程中,螺线管受到的安培力都是水平向右,这个安培力使小车向右运动,且一直做加速运动,C项对.
点评 发生电磁驱动现象时,磁场相对导体运动,在导体中产生感应电流,感应电流受到安培力作用而使导体运动起来.
【方法技巧练】
涡流能量问题的处理技巧
7.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7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.