第二章 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学案（学生版+教师版）—2024年春高中物理人教版选择性必修二
文档属性
| 名称 | 第二章 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学案（学生版+教师版）—2024年春高中物理人教版选择性必修二 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 394.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-10 19:48:58 | ||
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文档简介
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
[学习目标]
1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。
2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用(重点)。
3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用(重难点)。
一、电磁感应现象中的感生电场
1．麦克斯韦认为________的磁场能在周围空间激发电场，这种电场叫作感生电场。
2．由________________产生的电动势叫感生电动势。
3．电子感应加速器是利用________________使电子加速的设备，当线圈中________的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
4．感生电场的方向根据楞次定律结合右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E＝n计算。
如图所示，B增强时，就会在空间激发一个感生电场E。如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会发生定向移动，而产生感应电流。
(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？
(2)在上述情况下，哪种力扮演了非静电力的角色？
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(1)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。( )
(2)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。( )
例1 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是( )
A．真空室中产生的感生电场沿逆时针方向
B．通入电磁体线圈的电流在增强
C．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的
闭合回路(假定其存在)中的感应电流方向就表示感生电场的方向。判断思路如下：
二、涡流
1．涡流：当某线圈中的________随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生________________，如果用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
2．涡流的应用与防止
(1)应用：________________、__________、____________等。
(2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的________做材料，或者用相互绝缘的____________叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。
在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？
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(1)涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。( )
(2)涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。( )
(3)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。( )
(4)涡流有热效应，但没有磁效应。( )
例2 (2022·扬州市高二期中)如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它采用电磁感应原理产生涡流进行加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是( )
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热
C．电磁炉是利用变化的磁场在台面产生涡流对食物加热
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热
例3 (2022·盐城市东台创新高级中学高二月考)某个同学制作了一个简易加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )
A．提高交流电源的频率
B．减少线圈的匝数
C．将金属杯换为陶瓷杯
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源
三、电磁阻尼和电磁驱动
(1)如图甲所示，将两磁体在同一高度释放，下方放有闭合线圈的磁体很快停止振动，而下方不放闭合线圈的磁体能振动较长时间，如何解释这个现象？
(2)如图乙所示，当顺时针或逆时针转动蹄形磁体时线圈怎样转动？使线圈转动起来的动力是什么？
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1．电磁阻尼
当________________时，感应电流会使导体受到安培力作用，安培力总是________导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
2．电磁驱动
(1)如果________________________，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到__________的作用，__________使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
(2)交流感应电动机是利用______________的原理工作的，它能把________转化成____________。
例4 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
例5 如图所示，蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当蹄形磁体逆时针转动时( )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁体相同
B．线圈将逆时针转动，转速比磁体小
C．线圈将逆时针转动，转速比磁体大
D．线圈静止不动
电磁阻尼 电磁驱动
不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的
效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力
能量 转化 克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能
共同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
[学习目标] 1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用(重点)。3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用(重难点)。
一、电磁感应现象中的感生电场
1．麦克斯韦认为变化的磁场能在周围空间激发电场，这种电场叫作感生电场。
2．由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
3．电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
4．感生电场的方向根据楞次定律结合右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E＝n计算。
如图所示，B增强时，就会在空间激发一个感生电场E。如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会发生定向移动，而产生感应电流。
(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？
(2)在上述情况下，哪种力扮演了非静电力的角色？
答案 (1)感生电场的方向与感应电流的方向相同，感生电场的方向可以用楞次定律来判定。
(2)感生电场对自由电荷的作用力。
(1)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。( √ )
(2)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。( √ )
例1 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是( )
A．真空室中产生的感生电场沿逆时针方向
B．通入电磁体线圈的电流在增强
C．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的
答案 B
解析 电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，电子带负电，电场方向与电子运动的方向相反，所以真空室中产生的感生电场沿顺时针方向，A错误；电磁体线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电子的速度增大，B正确；由于电磁体线圈中电流可以变化，可在真空室中产生感生磁场，电子在洛伦兹力的作用下做圆周运动，D错误；由于感生电场使电子加速，即电子在轨道中加速的驱动力是非静电力，C错误。
闭合回路(假定其存在)中的感应电流方向就表示感生电场的方向。判断思路如下：
二、涡流
1．涡流：当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流，如果用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
2．涡流的应用与防止
(1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等。
(2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，或者用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。
在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？
答案 电磁炉的盘面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上变化极快的电流时，在线圈周围产生迅速变化的磁场，变化的磁场使锅底产生涡流，铁锅迅速发热。
(1)涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。( × )
(2)涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。( √ )
(3)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。( × )
(4)涡流有热效应，但没有磁效应。( × )
例2 (2022·扬州市高二期中)如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它采用电磁感应原理产生涡流进行加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是( )
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热
C．电磁炉是利用变化的磁场在台面产生涡流对食物加热
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热
答案 B
解析 电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热，故B正确，A、C、D错误。
例3 (2022·盐城市东台创新高级中学高二月考)某个同学制作了一个简易加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )
A．提高交流电源的频率
B．减少线圈的匝数
C．将金属杯换为陶瓷杯
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源
答案 A
解析 由题意可知，本题中是涡流现象的应用，即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流从而进行加热的，由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间，故B错误，A正确；将杯子换为陶瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；将交流电源换成电动势更大的直流电源不会产生涡流，故D错误。
三、电磁阻尼和电磁驱动
(1)如图甲所示，将两磁体在同一高度释放，下方放有闭合线圈的磁体很快停止振动，而下方不放闭合线圈的磁体能振动较长时间，如何解释这个现象？
(2)如图乙所示，当顺时针或逆时针转动蹄形磁体时线圈怎样转动？使线圈转动起来的动力是什么？
答案 (1)图甲中下方放有闭合线圈的磁体振动时除了受空气阻力外，还受到线圈产生的磁场的阻力，所以很快停下来。
(2)当蹄形磁体顺时针转动时，线圈也顺时针转动；当蹄形磁体逆时针转动时，线圈也逆时针转动。线圈内产生感应电流，线圈受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来。
1．电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力作用，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
2．电磁驱动
(1)如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
(2)交流感应电动机是利用电磁驱动的原理工作的，它能把电能转化成机械能。
例4 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
答案 D
解析 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，但不构成闭合回路，故不产生感应电流，不受安培力作用，A、B错误；接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，在闭合回路中产生感应电流，受到安培力的作用，是电磁阻尼的表现，C错误，D正确。
例5 如图所示，蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当蹄形磁体逆时针转动时( )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁体相同
B．线圈将逆时针转动，转速比磁体小
C．线圈将逆时针转动，转速比磁体大
D．线圈静止不动
答案 B
解析 当蹄形磁体转动时，线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，产生安培力，故线圈一定会转动，由楞次定律可知，线圈将与磁体同向转动，但转速一定小于磁体的转速，B正确，A、C、D错误。
电磁阻尼 电磁驱动
不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的
效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力
能量 转化 克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能
共同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动
[学习目标]
1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。
2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用(重点)。
3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用(重难点)。
一、电磁感应现象中的感生电场
1．麦克斯韦认为________的磁场能在周围空间激发电场，这种电场叫作感生电场。
2．由________________产生的电动势叫感生电动势。
3．电子感应加速器是利用________________使电子加速的设备，当线圈中________的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
4．感生电场的方向根据楞次定律结合右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E＝n计算。
如图所示，B增强时，就会在空间激发一个感生电场E。如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会发生定向移动，而产生感应电流。
(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？
(2)在上述情况下，哪种力扮演了非静电力的角色？
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(1)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。( )
(2)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。( )
例1 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是( )
A．真空室中产生的感生电场沿逆时针方向
B．通入电磁体线圈的电流在增强
C．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的
闭合回路(假定其存在)中的感应电流方向就表示感生电场的方向。判断思路如下：
二、涡流
1．涡流：当某线圈中的________随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生________________，如果用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
2．涡流的应用与防止
(1)应用：________________、__________、____________等。
(2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的________做材料，或者用相互绝缘的____________叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。
在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？
________________________________________________________________________
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(1)涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。( )
(2)涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。( )
(3)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。( )
(4)涡流有热效应，但没有磁效应。( )
例2 (2022·扬州市高二期中)如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它采用电磁感应原理产生涡流进行加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是( )
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热
C．电磁炉是利用变化的磁场在台面产生涡流对食物加热
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热
例3 (2022·盐城市东台创新高级中学高二月考)某个同学制作了一个简易加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )
A．提高交流电源的频率
B．减少线圈的匝数
C．将金属杯换为陶瓷杯
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源
三、电磁阻尼和电磁驱动
(1)如图甲所示，将两磁体在同一高度释放，下方放有闭合线圈的磁体很快停止振动，而下方不放闭合线圈的磁体能振动较长时间，如何解释这个现象？
(2)如图乙所示，当顺时针或逆时针转动蹄形磁体时线圈怎样转动？使线圈转动起来的动力是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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1．电磁阻尼
当________________时，感应电流会使导体受到安培力作用，安培力总是________导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
2．电磁驱动
(1)如果________________________，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到__________的作用，__________使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
(2)交流感应电动机是利用______________的原理工作的，它能把________转化成____________。
例4 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
例5 如图所示，蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当蹄形磁体逆时针转动时( )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁体相同
B．线圈将逆时针转动，转速比磁体小
C．线圈将逆时针转动，转速比磁体大
D．线圈静止不动
电磁阻尼 电磁驱动
不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的
效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力
能量 转化 克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能
共同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
[学习目标] 1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用(重点)。3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理，了解其在生产和生活中的应用(重难点)。
一、电磁感应现象中的感生电场
1．麦克斯韦认为变化的磁场能在周围空间激发电场，这种电场叫作感生电场。
2．由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
3．电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
4．感生电场的方向根据楞次定律结合右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E＝n计算。
如图所示，B增强时，就会在空间激发一个感生电场E。如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会发生定向移动，而产生感应电流。
(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？
(2)在上述情况下，哪种力扮演了非静电力的角色？
答案 (1)感生电场的方向与感应电流的方向相同，感生电场的方向可以用楞次定律来判定。
(2)感生电场对自由电荷的作用力。
(1)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。( √ )
(2)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。( √ )
例1 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是( )
A．真空室中产生的感生电场沿逆时针方向
B．通入电磁体线圈的电流在增强
C．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的
答案 B
解析 电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，电子带负电，电场方向与电子运动的方向相反，所以真空室中产生的感生电场沿顺时针方向，A错误；电磁体线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电子的速度增大，B正确；由于电磁体线圈中电流可以变化，可在真空室中产生感生磁场，电子在洛伦兹力的作用下做圆周运动，D错误；由于感生电场使电子加速，即电子在轨道中加速的驱动力是非静电力，C错误。
闭合回路(假定其存在)中的感应电流方向就表示感生电场的方向。判断思路如下：
二、涡流
1．涡流：当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，这个线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内都会产生感应电流，如果用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
2．涡流的应用与防止
(1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等。
(2)防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，或者用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。
在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？
答案 电磁炉的盘面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上变化极快的电流时，在线圈周围产生迅速变化的磁场，变化的磁场使锅底产生涡流，铁锅迅速发热。
(1)涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。( × )
(2)涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。( √ )
(3)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。( × )
(4)涡流有热效应，但没有磁效应。( × )
例2 (2022·扬州市高二期中)如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它采用电磁感应原理产生涡流进行加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是( )
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热
C．电磁炉是利用变化的磁场在台面产生涡流对食物加热
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热
答案 B
解析 电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热，故B正确，A、C、D错误。
例3 (2022·盐城市东台创新高级中学高二月考)某个同学制作了一个简易加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )
A．提高交流电源的频率
B．减少线圈的匝数
C．将金属杯换为陶瓷杯
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源
答案 A
解析 由题意可知，本题中是涡流现象的应用，即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流从而进行加热的，由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间，故B错误，A正确；将杯子换为陶瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；将交流电源换成电动势更大的直流电源不会产生涡流，故D错误。
三、电磁阻尼和电磁驱动
(1)如图甲所示，将两磁体在同一高度释放，下方放有闭合线圈的磁体很快停止振动，而下方不放闭合线圈的磁体能振动较长时间，如何解释这个现象？
(2)如图乙所示，当顺时针或逆时针转动蹄形磁体时线圈怎样转动？使线圈转动起来的动力是什么？
答案 (1)图甲中下方放有闭合线圈的磁体振动时除了受空气阻力外，还受到线圈产生的磁场的阻力，所以很快停下来。
(2)当蹄形磁体顺时针转动时，线圈也顺时针转动；当蹄形磁体逆时针转动时，线圈也逆时针转动。线圈内产生感应电流，线圈受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来。
1．电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力作用，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
2．电磁驱动
(1)如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
(2)交流感应电动机是利用电磁驱动的原理工作的，它能把电能转化成机械能。
例4 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
答案 D
解析 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，但不构成闭合回路，故不产生感应电流，不受安培力作用，A、B错误；接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，在闭合回路中产生感应电流，受到安培力的作用，是电磁阻尼的表现，C错误，D正确。
例5 如图所示，蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当蹄形磁体逆时针转动时( )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁体相同
B．线圈将逆时针转动，转速比磁体小
C．线圈将逆时针转动，转速比磁体大
D．线圈静止不动
答案 B
解析 当蹄形磁体转动时，线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，产生安培力，故线圈一定会转动，由楞次定律可知，线圈将与磁体同向转动，但转速一定小于磁体的转速，B正确，A、C、D错误。
电磁阻尼 电磁驱动
不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的
效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力
能量 转化 克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能
共同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场间的相对运动