《2025年步步高精准讲练物理选择性必修第二册》

易错辨析
(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。（√）

答案：
(1)√
(2)√

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、下为电磁铁的两个磁极；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，改变电磁铁线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是（B）

A.真空室中产生的感生电场沿逆时针方向
B.通入电磁铁线圈的电流在增强
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 [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；电磁铁线圈中电流变大，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；由于电磁铁线圈中电流可以变化，可在真空室中产生感应磁场，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。]

(2024·浙江省高二期中)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为 R 的绝缘粗糙细圆环水平放置，环内存在半径为 r 的匀强磁场区域，磁场方向竖直向上，环上套一电荷量为+q、质量为 m 的绝缘小球。已知小球与圆环间的动摩擦因数为 μ，磁感应强度 B 随时间变化规律为$B = B_0 + kt$，小球在环上恰好做匀速圆周运动，若小球在环上运动一周，则摩擦力对小球所做功的大小是（C）

A.0
B.$2\pi \mu mgR$
C.$\pi r^2 qk$
D.$2\pi r^2 qk$

答案： C [变化的磁场在圆环所在位置产生的感应电动势为$E = \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = \frac{\Delta B}{\Delta t}S = k\pi r^{2}$，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小为$W = qE$，由于小球在环上恰好做匀速圆周运动，则$W = W_{f} = \pi r^{2}qk$，故选 C。]

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、电磁炉、金属探测器等。
(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，或者用互相绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。

答案： 1. 电流 感应电流 2.
(1) 真空冶炼炉 电磁炉 金属探测器
(2) 硅钢 薄硅钢片