2021-2022年高中物理4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动随堂检测含解析新人教版

涡流、电磁阻尼和电磁驱动时间：45分钟一、单项选择题1.如图所示，一个铜质圆环，无初速度地自位置Ⅰ下落到位置Ⅱ，若圆环下落时其轴线与磁铁悬线重合，圆环面始终水平．位置Ⅰ与位置Ⅱ的高度差为h ，则运动时间( B )A ．等于2h gB ．大于2h gC ．小于2h gD ．无法判定解析：由于电磁阻尼作用，阻碍铜质圆环的下落，所以下落时间大于2h g，故B 项正确． 2．一个半径为r 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环，用一根长为L 的绝缘细绳悬挂于O 点，离O 点下方L 2处有一宽度为L4、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示．现使圆环从与悬点O 等高位置A 处由静止释放(细绳张直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( C )A ．mgLB ．mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2＋r C ．mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫34L ＋r D ．mg (L ＋2r ) 解析：线圈在进入磁场和离开磁场时，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能减少．最后线圈在磁场下面摆动，机械能守恒．在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摆动的整个过程中，金属环减少的机械能为mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫34L ＋r . 3．如图所示，四根等长的铝管和铁管(其中C 中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是( A )A ．t A >tB ＝tC ＝tD B ．t C ＝t A ＝t B ＝t DC ．t C >t A ＝t B ＝tD D ．t C ＝t A >t B ＝t D解析：A 中闭合铝管不会被磁铁磁化，但当磁铁穿过铝管的过程中，铝管可看成很多圈水平放置的铝圈，据楞次定律知，铝圈将发生电磁感应现象，阻碍磁铁的相对运动；因C 中铝管不闭合，所以磁铁穿过铝管的过程不发生电磁感应现象，磁铁做自由落体运动；铁块在B 中铝管和D 中铁管中均做自由落体运动，所以磁铁和铁块在管中运动时间满足t A >t C ＝t B ＝t D ，A 正确．4.如图所示，闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO ′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内，若条形磁铁突然绕OO ′轴N 极向纸里、S 极向纸外转动，在此过程中，圆环将( A )A ．产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动B ．产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动C ．产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动D ．产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动解析：当条形磁铁的N 极向纸内、S 极向纸外转动时，通过闭合导线环的总的磁通量是向里增加的，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场应向外，故感应电流的方向沿逆时针方向；再根据电磁驱动的原理知，导线环应与条形磁铁同向转动，即上端向里、下端向外随磁铁转动．5．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( C )A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯和小铁锅解析：通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场使导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．故选C.二、多项选择题6．机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流，关于其工作原理，以下说法正确的是( CD )A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流B．人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流D．金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流解析：一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C 正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测到，故D项正确．7．如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( AD )。

（同步核心辅导）高中物理第四章7课涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后知能检测新人教版选修3-21．如图所示，A、B两图是把带绝缘层的线圈绕在软铁上，C、D两图是把带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上，则能产生涡流的是( )【解析】只有穿过整个导体的磁通量发生变化，才产生涡流，B是直流电源不能产生涡流，C、D不是导体，故只有A能产生涡流．【答案】 A2.图4­7­10(2014·泉州高二检测)如图4­7­10所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘(不计各种摩擦)，现让铜盘转动．下面对观察到的现象描述及解释正确的是( ) A．铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去B．铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去C．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下D．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快【解析】铜盘转动时，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律知，盘中有感应电动势，也产生感应电流，并且受到阻尼作用，机械能很快转化为电能进而转化为焦耳热，铜盘将很快停下，故C对，A、B、D错．【答案】 C3．(多选)(2014·衡水中学高二检测)如图4­7­11所示，一光滑水平桌面的左半部分处于垂直于纸面向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时( )图4­7­11A ．若整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动B ．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做加速运动C ．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做减速运动D ．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必定放热【解析】 整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A 对；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，选项B 错，C 、D 对．【答案】 ACD图4­7­124．(2014·山西省实验中学高二检测)光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图4­7­12所示，抛物线的方程为y ＝x 2.其下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(图中的虚线所示)．一个小金属块从抛物线上y ＝b(b>a)处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A ．mgb B.12mv 2＋mgb C ．mg(b －a) D ．mg(b －a)＋12mv 2 【解析】 金属块运动过程中，机械能转化为内能．要注意分析金属块的最终运动状态，以便计算金属块总共损失的机械能，金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好滑不出磁场后，就往复运动永不停止．根据能量转化与守恒，整个过程中产生的焦耳热应等于机械能的损失，即Q ＝ΔE ＝12mv 2＋mg(b －a)．故正确答案为D.【答案】 D图4­7­135．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，高频感应炉的示意图如图4­7­13所示．冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中．因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是( ) A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用红外线C．利用交变电流的磁场在冶炼炉内的金属中产生的涡流D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁场【解析】高频感应炉是利用了电磁感应的原理，给线圈通入高频交变电流后，冶炼炉内待冶炼的金属在快速变化的磁场中产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化．【答案】 C6．甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当给以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度B大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图4­7­14所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断正确的是( )甲乙图4­7­14A．甲环先停B．乙环先停C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后【解析】由于转动过程中穿过甲环的磁通量不变，穿过乙环的变化，所以甲环中不产生感应电流，乙环中产生感应电流．乙环的机械能不断地转化为电能，最终转化为焦耳热散失掉，所以乙环先停下来．【答案】 B图4­7­157．(2014·西安交大附中高二检测)如图4­7­15所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中，线圈ab 将( )A．静止不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动方向【解析】电源极性的不同接法，只是使两磁极之间的磁场方向不同．若电源的正极在右端．则磁场方向水平向右，反之水平向左．P向右端滑动时，变阻器的阻值减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以线圈的转动方向应该是使线圈的磁通量减小，由此可见，线圈将绕O轴顺时针方向转动，选项B正确．【答案】 B8．如图4­7­16所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，将整个装置悬挂起来，当接通开关瞬间，整个圆盘将( )图4­7­16A．顺时针转动一下B．逆时针转动一下C．顺时针不断转动D．逆时针不断转动【解析】开关接通瞬间，穿过带电小球所在空间向下的磁通量突然增加，由楞次定律知，在带电小球所处空间将产生逆时针方向(从上往下看)的电动势(确切讲，应为逆时针方向电场)，从而使带负电小球受到顺时针方向作用力，由于该变化是瞬间的，故选项A正确．【答案】 A9．在现代家庭的厨房中，电磁炉(如图4­7­17甲)是家庭主妇非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、安全性好、清洁卫生等特点．利用以下材料并结合已学习的电磁学知识分析、讨论相关问题．甲乙图4­7­17如图4­7­17乙所示是描述电磁炉工作原理的示意图．电磁炉的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用．因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．综合以上材料分析下列问题：(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①____________________________________________________；②_______________________________________________________；③_________________________________________________________.(2)电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是_________________________________________________________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是____________________________________________________________________．(3)在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？【解析】 (1)①电流的磁效应(或电生磁)；②电磁感应现象(或磁生电)；③电流的热效应(或焦耳定律)．(2)陶瓷和玻璃是绝缘体，不能产生电磁感应现象铝、铜的导磁性太差，效率低(3)能起到加热作用，因为线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．【答案】 见解析图4­7­1810．(多选)如图4­7­18所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，一铜环R 沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平．铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a 1、a 2、a 3.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则( )A ．a 1<a 2＝gB ．a 3<a 1<gC ．a 1＝a 3<a 2D ．a 3<a 1<a 2【解析】 圆环落入螺线管及从螺线管飞出时，环中感应电流所受安培力向上，故a 1<g ，a 3<g ，但经过3时速度较大，ΔΦΔt较大，所受安培力较大，故a 3<a 1<g.圆环经过位置2时，磁通量不变，不受安培力，a 2＝g ，故A 、B 、D 正确．【答案】 ABD11．如图4­7­19所示，质量为m ＝100 g 的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h ＝0.8 m ，有一质量为M ＝200 g 的小磁铁(长度可忽略)，以v 0＝10 m/s 的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m ，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)：图4­7­19(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v′ ＝2 m/s ，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g ＝10 m/s 2)【解析】 (1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)．(2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v ＝3.62hg m/s ＝9 m/sE 电＝12Mv 20－12Mv 2－12mv ′2＝1.7 J. 【答案】 (1)铝环向右偏 (2)1.7 J12．如图4­7­20所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A.在弧形轨道上高为h 的地方，无初速释放一磁铁B(可视为质点)，B 下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A 的中心轴运动，设A 、B 的质量分别为M 、m ，若最终A 、B 速度分别为v A 、v B .图4­7­20(1)螺线管A 将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能．【解析】 (1)磁铁B 向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A 向右运动．(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A 、B 的动能和螺线管中的电能，所以mgh ＝12Mv 2A ＋12mv 2B ＋E 电 即E 电＝mgh －(12Mv 2A ＋12mv 2B )．【答案】 (1)向右 mgh －(12Mv 2A ＋12mv 2B )。

第四章第7节一、选择题1．以下关于涡流的说法中，正确的是( )A．涡流跟平时常见感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变而产生的B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流答案 A解析根据涡流的产生原因(变的磁场中的金属块、电流变的线圈附近的导体中都产生涡流)知，涡流就是平时常见的感应电流，是因为穿过导体的磁通量发生变而产生的，符合感应电流产生的原因，所以A正确，B错误；涡流和其他电流一样，也有热效应和磁效应，错误；硅钢的电阻率大，产生的感应电流——涡流较小，不是不能产生涡流，D错误。

2．(多选)如图所示，闭合金属环从曲面上高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则( )A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于答案BD解析若是匀强磁场，金属环中无涡流产生，无机械能损失，若是非匀强磁场，金属环中有涡流产生，机械能损失转为内能。

3．[2015·临沂高二检测]如图所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它一个初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况( )A．都做匀速运动B．铁球、铝球都做减速运动．铁球做加速运动，铝球做减速运动D．铝球、木球做匀速运动答案解析解答本题应注意以下两点：(1)磁铁能够吸引具有磁性的铁、钴、镍金属；(2)当穿过金属块的磁通量变时，金属块中有涡流产生。

铁球靠近磁铁时被磁，与磁铁之间产生相互吸引的作用力，故铁球将加速运动；铝球向磁铁靠近时，穿过它的磁通量发生变，因此在其内部产生涡流，涡流产生的感应磁场对原磁场的变起阻碍作用，所以铝球向磁铁运动时会受阻碍而减速；木球为非金属，既不能被磁，也不产生涡流现象，所以磁铁对木球不产生力的作用，木球将做匀速运动。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动一、选择题(其中第1～5题为单选题，第6～8题为多选题)1．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物。

下列相关的说法中正确的是( )A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗2．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水，给线圈通入电流一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯3．如图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，当磁铁按图示方向绕OO′轴转动，线圈的运动情况是( )A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速D．线圈静止不动4．如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且各种摩擦等阻力不计。

现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则( )A．铜盘转动将变慢B．铜盘转动将变快C．铜盘仍以原来的转速转动D．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定5．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，在薄木板的下面有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等。

当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( )B．先向左、后向右、再向左A．先向左，后向右D．一直向左C．一直向右6．如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器的结构，下列说法中正确的是( )B．1是磁铁，在2中产生涡流A．2是磁铁，在1中产生涡流D．该装置的作用是使指针能很快地稳定C．该装置的作用是使指针能够转动7．如图所示，abcd是一小金属块，用一根绝缘细杆挂在固定点O，使金属块绕在直线OO′两边来回摆动，O的正下方有一水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟纸面垂直，若摩擦和空气阻力均不计，则( )A．金属块进入或离开磁场区域时，都会产生感应电流B．金属块完全进入磁场区域后，金属块中无感应电流C．金属块开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小D．金属块摆动过程中，机械能会完全转化为金属块中产生的电能8．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。

1．(2021年哈师大附中高二检测)下列应用与涡流有关的是()A．家用电磁炉B．家用微波炉C．真空冶炼炉D．探雷器解析:选ACD.家用电磁炉、真空冶炼炉、探雷器都是利用涡流工作，而家用微波炉是利用微波直接作用于食物．图4－7－82．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图4－7－8所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是()A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用线圈中电流产生的磁场C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电解析:选C.高频感应炉的线圈通入高频交变电流时，产生变化的磁场，变化的磁场就能使金属中产生涡流，利用涡流的热效应加热进行冶炼．故选项C正确．A、B、D错误．图4－7－93.如图4－7－9所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)()A．做等幅振动B．做阻尼振动C．振幅不断增大D．无法判定解析:选B.小球在通电线圈的磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用阻碍它与线圈的相对运动，做阻尼振动．图4－7－104.老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，如图4－7－10所示，同学们看到的现象是()A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析:选B.右环闭合，在此过程中可产生感应电流，环受安培力作用，横杆转动，左环不闭合，无感应电流，无以上现象，选B.图4－7－115．如图4－7－11所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则()A．若是匀强磁场，球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，球滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，球滚上的高度小于h解析:选BD.若是匀强磁场，则穿过球的磁通量不发生变化，球中无涡流，机械能没有损失，故球滚上的高度等于h，选项A错B对；若是非匀强磁场，则穿过球的磁通量发生变化，球中有涡流产生，机械能转化为内能，故球滚上的高度小于h，选项C错D对．一、选择题图4－7－121．如图4－7－12所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯解析:选C.通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．2．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了() A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯中的电阻，以减少发热量解析:选BD.不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，是防止涡流而采取的措施．图4－7－133．(2021年合肥高二检测)如图4－7－13所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是()A．铁B．木C．铝D．塑料解析:选C.木球、塑料球在光滑水平面上将做匀速运动，B、D错误；铁球受磁铁的吸引在光滑水平面上将做加速运动，A错误；铝球受电磁阻尼作用在光滑水平面上将做减速运动，C正确．图4－7－144.某磁场磁感线如图4－7－14所示，有铜圆板自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，圆板中的涡电流方向是()A．始终顺时针B．始终逆时针C．先顺时针再逆时针D．先逆时针再顺时针解析:选C.把圆板从A至B的全过程分成两个阶段处理:第一阶段是圆板自A位置下落到具有最大磁通量的位置O，此过程中穿过圆板磁通量的磁场方向向上且不断增大．由楞次定律判断感应电流方向(自上向下看)是顺时针的；第二阶段是圆板从具有最大磁通量位置O落到B位置，此过程穿过圆板磁通量的磁场方向向上且不断减小，由楞次定律判得感应电流方向(自上向下看)是逆时针的．图4－7－155．如图4－7－15所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则下列说法中正确的是()A．磁铁的振幅不变B．磁铁做阻尼振动C．线圈中产生方向不变的电流D．线圈中产生方向变化的电流解析:选BD.尽管不知道条形磁铁的下端是N极还是S极，但是，在条形磁铁上下振动的过程中，周期性地靠近(或远离)闭合线圈，使穿过闭合线圈的磁通量不断变化，从而产生感应电流．根据楞次定律可知，闭合线圈产生感应电流的磁场必然阻碍条形磁铁的振动，使其机械能不断减小，从而做阻尼振动；同时由于条形磁铁在靠近线圈和远离线圈时，穿过闭合线圈的磁通量方向不变，但磁通量的增减情况刚好相反．根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向不断地做周期性变化，即线圈中产生的感应电流是方向变化的电流．图4－7－166．如图4－7－16所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( )A ．先向左，后向右B ．先向左、后向右、再向左C ．一直向右D ．一直向左解析:选D.当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈内产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动，故线圈有相对木板向右运动的趋势，故受到的静摩擦力总是向左．选项D 正确，A 、B 、C 错误．图4－7－177．如图4－7－17所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )A ．整个过程都做匀速运动B ．进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动C ．整个过程都做匀减速运动D ．穿出时的速度一定小于初速度解析:选D.小球的运动主要研究两个阶段:一是球进入磁场的过程，由于穿过小球的磁通量增加，在球内垂直磁场的平面上产生涡流，有电能产生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以产生的电能只能是由球的机械能转化而来，由能的转化与守恒可知，其速度减小；二是穿出磁场的过程，同理可得速度进一步减小，故选项D 正确．图4－7－188．如图4－7－18所示，条形磁铁从h 高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S 断开时，至落地用时t 1，落地时速度为v 1；S 闭合时，至落地用时t 2，落地时速度为v 2，则它们的大小关系正确的是( )A ．t 1＞t 2，v 1＞v 2B ．t 1＝t 2，v 1＝v 2C ．t 1＜t 2，v 1＜v 2D ．t 1＜t 2，v 1＞v 2解析:选D.开关S 断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a ＝g ；当S 闭合时，线圈中有感应电流阻碍磁铁下落，故a ＜g ，所以t 1＜t 2，v 1＞v 2.9．一个半径为r 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环，用一根长为L 的绝缘细绳悬挂于O 点，离O 点下方L 2处有一宽度为L 4、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图4－7－19所示．现使圆环从与悬点O 等高位置A 处由静止释放(细绳张直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( )图4－7－19 A ．mgL B ．mg (L 2＋r ) C ．mg (34L ＋r ) D ．mg (L ＋2r ) 解析:选C.线圈在进入磁场和离开磁场时，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能减少．最后线圈在磁场下面摆动，机械能守恒．在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摆动的整个过程中，金属环减少的机械能为mg (34L ＋r )．图4－7－2010. (2021年高考大纲全国卷Ⅱ)如图4－7－20，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d解析:选D.金属线圈进入与离开磁场的过程中，产生感应电流，线圈受到向上的磁场力即安培力，根据F ＝IlB ，E ＝Bl v ，I ＝E r 可得:F ＝B 2l 2v r ，由此可知线圈所受到的磁场力大小与速度大小成正比．当线圈完全进入磁场时，没有安培力，故F c ＝0；通过水平面b 时，有v 2b ＝2gh ab ，则v b ＝2gh ab ；通过水平面d 时设线圈刚完全进入时的速度为v ′b ，有v 2d－v ′2b ＝2gh bd ，则v d ＝v ′2b ＋2gh bd ，而h bd ＞h ab ，故v d ＞v b ，则F d ＞F b ，所以本题答案为D.二、非选择题图4－7－2111.如图4－7－21所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管A .在弧形轨道上高为h 的地方，无初速度释放一磁铁B (可视为质点)，B 下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A 的中心轴运动，设A 、B 的质量分别为M 、m ，若最终A 、B 速度分别为v A 、v B .(1)螺旋管A 将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能．解析:(1)磁铁B 向右运动时，螺旋管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺旋管A 向右运动．(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A 、B 的动能和螺旋管中的电能，所以mgh ＝12M v 2A ＋12m v 2B ＋E 电． 即E 电＝mgh －12M v 2A －12m v 2B . 答案:(1)向右运动 (2)mgh －12M v 2A －12m v 2B 图4－7－2212．如图4－7－22所示，在光滑的水平面上有一半径r ＝10 cm 、电阻R ＝1 Ω、质量m ＝1 kg 的金属环，以速度v ＝10 m/s 向一有界磁场滑去．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B ＝0.5 T ，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环一共释放了32 J 的热量，求:(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环运动的加速度．解析:(1)设刚好有一半进入磁场时，圆环的速度为v ′，由能量守恒，得12m v 2＝Q ＋12m v ′2 此时圆环切割磁感线的有效长度为2r ，圆环的感应电动势E ＝B ·2r ·v ′而圆环此时的瞬时功率P ＝E 2R ＝(B ·2r ·v ′)2R两式联立代入数据可得v ′＝6 m/s ，P ＝0.36 W(2)此时圆环在水平方向受向左的安培力F ＝ILB ，圆环的加速度为a ＝ILB m ＝B 2(2r )2v ′mR ＝6×10－2 m/s 2，方向向左．答案:(1)0.36 W (2)6×10－2 m/s 2 向左。

2017-2018学年高中物理4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动随堂检测（含解析）新人教版选修3-2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017-2018学年高中物理4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动随堂检测（含解析）新人教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2017-2018学年高中物理4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动随堂检测（含解析）新人教版选修3-2的全部内容。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动1．（对应要点一）下列关于涡流的说法中正确的是（）A．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B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流解析：涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A对B错。

涡流不仅有热效应,同其他电流一样也有磁效应,C错。

硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错.答案：A2。

（对应要点一)如图4－7－6所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零,曲面光滑，则（）A．若是匀强磁场,金属球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，金属球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度等于h 图4－7－6D．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度小于h解析：若磁场为匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变,不产生感应电流,即无机械能向电能转化,机械能守恒,故A错，B正确;若磁场为非匀强磁场，金属球内要产生电能，机械能减少，故D正确。

答案：BD3。

（对应要点二)如图4－7－7所示,是电表中的指针和电磁阻器,下列说法中正确的是( ）A．2是磁铁，在1中产生涡流B．1是磁铁,在2中产生涡流C．该装置的作用是使指针能够转动图4－7－7D．该装置的作用是使指针能很快地稳定解析：当1在磁场2中摆动时，1中产生涡流，阻碍它来回摆动,使其很快地稳定下来.答案：AD4.(对应要点二)如图4－7－8所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等,当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( ) 图4－7－8 A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左解析：根据楞次定律的“阻碍变化"和“来拒去留"，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势,受木板的摩擦力向左,当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确。

第二章电磁感应涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后篇素养形成必备知识基础练1.下列说法中正确的是()A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向,其方向与所产生的感应电流方向相同,只能由楞次定律判断,A 项正确。

2.(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则下列说法中正确的是()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错误,B正确;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错误,D正确。

3.(多选)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小随时间变化而变化。

下列说法中正确的是()A.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变E=ΔBΔt S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=ER=ΔBSΔtR,因为B增大或减小时,ΔBΔt可能减小,可能增大,也可能不变。

故选项A、D正确。

4.(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了()A.增大涡流B.减小涡流C.产生更多的热量D.减小发热量,从而降低涡流强度,减少能量损耗,提高变压器的效率。

5.(2020全国Ⅱ卷)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。

焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。

1．(对应要点一)下列关于涡流的说法中正确的是( )A．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B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流解析：涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A对B错。

涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C错。

硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错。

答案：A2.(对应要点一)如图4－7－6所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则( )A．若是匀强磁场，金属球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，金属球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度等于h 图4－7－6D．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度小于h解析：若磁场为匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化，机械能守恒，故A错，B正确；若磁场为非匀强磁场，金属球内要产生电能，机械能减少，故D正确。

答案：BD3.(对应要点二)如图4－7－7所示，是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是( )A．2是磁铁，在1中产生涡流B．1是磁铁，在2中产生涡流C．该装置的作用是使指针能够转动图4－7－7D．该装置的作用是使指针能很快地稳定解析：当1在磁场2中摆动时，1中产生涡流，阻碍它来回摆动，使其很快地稳定下来。

答案：AD4.(对应要点二)如图4－7－8所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( ) 图4－7－8A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左解析：根据楞次定律的“阻碍变化”和“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确。

第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动一、选择题1．金属探测器是用来探测金属的仪器,关于其工作原理，下列说法中正确的是( )A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流解析：选 C 金属探测器利用涡流探测金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会使金属物品产生交变的感应电流,而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化,从而被探测到,故A、B、D错误,C正确．2。

(多选)一块铜片置于如图所示的磁场中,如果用力把这块铜片从磁场中拉出或把它进一步推入，在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力,下列叙述正确的是( ）A．拉出时受到阻力B．推入时受到阻力C．拉出时不受磁场力D．推入时不受磁场力解析:选AB 铜片无论被拉出还是被推入，由于电磁感应，铜片中都会产生感应电流,所受安培力阻碍相对运动，产生电磁阻尼效果,所以A、B正确．3．如图所示,矩形线圈放置在水平薄木板上,有一块马蹄形磁铁置于薄木板下(磁极间距略大于线圈宽度）,磁铁在线圈正下方自左向右匀速通过线圈时，线圈仍静止不动,那么线圈受到木板的摩擦力的方向是( )A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向左D．一直向右解析：选C 当磁铁在线圈正下方自左向右匀速通过线圈时,穿过线圈的磁通量发生变化,根据楞次定律判知,线圈与磁铁间先相互排斥后互相吸引，故线圈一直有向右运动的趋势，故线圈所受木板的摩擦力方向一直向左，故C正确，A、B、D错误．4．（多选）高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采用( )A．增大交变电流的电压B．增大交变电流的频率C．增大焊接缝的接触电阻D．减小焊接缝的接触电阻解析:选ABC 增大交变电流的电压和交变电流的频率均可使电流的变化率增大，由E ＝n错误!知，感应电动势和涡流均增大，焊接处的发热功率增大，若增大焊接缝的接触电阻,则焊接处的电压、功率分配就越大,产生的热量就会越大，故A、B、C正确,D错误．5．（多选)关于下列物理现象的解释中恰当的是( )错误!错误!A B错误!错误!C D解析：选ABD 收音机通过互感原理,把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈，A选项正确；电磁炮工作时，利用安培力推动炮弹沿导轨加速运动，B选项正确；下雨天，云层带电,往往在屋顶安装避雷针，是导走静电，防止触电,不属于静电屏蔽，C选项错误；闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流，从而出现安培阻力，微安表在运输时,用导线把微安表的“＋”“－"两个接线柱连在一起后晃动电表,表针晃动幅度很小，且会很快停下，这是因为闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流,阻碍线圈的运动,属于电磁阻尼现象，D选项正确．6．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( ）A．均匀增大B．先增大,后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变解析：选 C 条形磁铁在下落过程中受到向上的排斥力,绝缘铜环内产生感应电流，导致条形磁铁做加速度逐渐减小的加速运动，故其速率逐渐增大，最后趋于不变，C正确，A、B、D错误．7．(多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来,但略有滞后．下列说法正确的是（）A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析：选AB 由于磁针位于圆盘的正上方，所以穿过圆盘的磁通量始终为零，故C错误;如果将圆盘看成由沿半径方向的“辐条"组成，则圆盘在转动过程中,“辐条"会切割磁感线产生感应电动势，在圆盘中产生涡电流,该涡电流产生的磁场导致磁针运动,故A、B正确；同时圆盘中的自由电子随圆盘一起转动形成的电流的磁场，由安培定则可判断出在中心方向竖直向下，其它位置关于中心对称，此磁场不会导致磁针转动，故D错误．8．一位物理老师用一段铜导线和一块磁铁演奏一曲《菊花台》的视频惊艳网友，网友直呼“史上最牛物理老师"．他是这么做的：在一块木板上固定两颗螺丝钉，用一段铜导线缠绕在两颗螺丝钉之间,扩音器通过导线与两螺丝钉连接．将磁铁放在铜导线旁边，手指拨动铜导线，另一只手握着螺丝刀压着铜导线,并在铜导线上滑动，优美动听的乐曲就呈现出来了．根据上面所给的信息，你认为下面说法正确的是( )A．手指拨动铜导线，铜导线的振动引起空气振动而发出声音B．手指拨动铜导线，使铜导线切割磁感线产生感应电流，电流通过扩音器放大后发声C．声音的音调变化是通过手指拨动铜导线力的大小来实现的D．手指拨动铜导线，铜导线中产生直流电流解析：选 B 手指拨动铜导线发声是由于铜导线切割磁感线产生感应电流,电流通过扩音器放大后发声,选项A错误，B正确；螺丝刀压着铜导线在铜导线上滑动，实质是改变铜导线切割磁感线的有效长度,从而改变感应电流,变化的电流通过导线传到扩音器中，便产生不同音调的声音，所以声音的音调变化不是通过手指拨动铜导线产生的,选项C错误;手指拨动铜导线，铜导线振动切割磁感线,根据法拉第电磁感应定律，铜导线中的感应电流大小、方向均改变，选项D错误．9．(2019·湖北模拟）随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线，小到手表、手机,大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化．下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图．关于电线充电,下列说法正确的是( )A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电解析：选C 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应现象，A选项错误；充电底座接直流电源时，无线充电设备不会产生交变磁场，不能够正常使用，B选项错误；电磁感应现象不会改变电流的频率,接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，C选项正确;被充电手机内部,应该有一类似金属线圈的部件，与手机电池相连,当有交变磁场时,则出现感应电动势，因此普通手机不能够利用无线充电设备进行充电，D选项错误．10。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动(时间：40分钟 分值：100分)一、选择题(此题共6小题，每题6分)1．(多项选择)高频焊接原理示意图，如下图，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采用( )A ．增大交变电流的电压B ．增大交变电流的频率C ．增大焊接缝的接触电阻D ．减小焊接缝的接触电阻ABC [增大交变电流的电压和交变电流的频率均可使电流的变化率增大，由E ＝n ΔΦΔt知，感应电动势和涡流均增大，焊接处的发热功率增大，假设增大焊接缝的接触电阻，那么焊接处的电压、功率分配就越大，产生的热量就会越大，故A 、B 、C 正确，D 错误．]2．如下图，金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，以下说法中正确的选项是( )A ．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场B ．只有有磁性的金属才会被探测器探测到C ．探测到金属是因为金属中产生了涡流D ．探测到金属是因为探测器中产生了涡流C [金属探测器探测金属时，探测器内的探测线圈会产生变化的磁场，被测金属中产生了涡流，应选项A 、D 错误，C 正确；所有的金属都能在变化的磁场中产生涡流，选项B 错误．]3．弹簧上端固定，下端挂一条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．假设在振动过程中把线圈靠近磁铁，如下图，观察磁铁的振幅将会发现( )A ．S 闭合时振幅逐渐减小，S 断开时振幅不变B ．S 闭合时振幅逐渐增大，S 断开时振幅不变C ．S 闭合或断开，振幅变化相同D ．S 闭合或断开，振幅都不发生变化A [S 断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，但线圈中无感应电流，振幅不变；S 闭合时有感应电流，有电能产生，磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减小，A 正确．]4．如下图，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它们一个相同的初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况是( )A ．都做匀速运动B ．甲、乙做加速运动C ．甲做加速运动，乙做减速运动，丙做匀速运动D．甲做减速运动，乙做加速运动，丙做匀速运动C[铁球将加速运动，其原因是铁球被磁化后与磁铁之间产生相互吸引的磁力；铝球将减速运动，其原因是铝球内产生了感应电流，感应电流产生的磁场阻碍其相对运动；木球将匀速运动，其原因是木球既不能被磁化，也不能产生感应电流，所以磁铁对木球不产生力的作用．]5．(多项选择)如下图，一光滑水平桌面的左半局部处于竖直向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时( )A．假设整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动B．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做加速运动C．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做减速运动D．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必定放热ACD[整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A正确；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，B错误，C、D正确．]6．如下图，闭合导线圆环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内，假设条形磁铁突然绕OO′轴，N极向纸里，S极向纸外转动，在此过程中，圆环将 ( )A．产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动B．产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动C．产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动D．产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动A[磁铁开始转动时，环中穿过环向里的磁通量增加，根据楞次定律，环中产生逆时针方向的感应电流．磁铁转动时，为阻碍磁通量的变化，圆环与磁铁同向转动，所以选项A正确．]二、非选择题(14分)7．如下图，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A.在弧形轨道上高为h的地方，无初速度释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，假设最终A、B速度分别为v A、v B.(1)螺线管A将向哪个方向运动？(2)求全过程中整个电路所消耗的电能．[解析](1)磁铁B向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动．(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能，故mgh ＝12Mv 2A ＋12mv 2B ＋E 电 即E 电＝mgh －12Mv 2A －12mv 2B . [答案] (1)向右运动 (2)mgh －12Mv 2A －12mv 2B 一、选择题(此题共6小题，每题6分)1．(多项选择)如下图，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P 点无初速度滑下，以下判断正确的选项是( )A ．圆环中将有感应电流产生B ．圆环能滑到轨道左侧与P 点等高处C ．圆环最终停到轨道最低点D ．圆环将会在轨道上永远滑动下去AC [水平通电导线下方存在非匀强磁场，所以导体圆环在其中运动时，穿过圆环的磁通量不断变化，环中产生感应电流，A 正确；由于涡流的存在，机械能不断损失最终转化为内能，所以圆环既到达不了左侧与P 点等高处，也不会永远运动下去．最终要停在轨道的最低点，C 正确，B 、D 错误．]2．(多项选择)如下图是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，以下说法中正确的选项是( )A ．探测器内的探测线圈会产生变化磁场B ．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C ．探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流D ．探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流AD [探测器内线圈通有变化电流产生变化磁场，假设有金属，那么金属中会产生涡流，涡流磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警．]3．(多项选择)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验〞．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如下图．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．以下说法正确的选项是( )A ．圆盘上产生了感应电动势B ．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C ．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D ．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动AB [当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势和感应电流，选项A 正确；圆盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用，导致磁针转动，选项B 正确；由于圆盘中心正上方悬挂小磁针，在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变，选项C 错误；圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场，由安培定那么可判断出在中心方向竖直向下，其他位置关于中心对称，此磁场不会导致磁针转动，选项D 错误．]4．(多项选择)地球是一个巨大的磁体，具有金属外壳的人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动，假设不能忽略所经之处地磁场的强弱差异，那么( )A ．运行速率将越来越小B ．运行周期将越来越小C ．轨道半径将越来越小D ．向心加速度将越来越小BC [卫星运动时，穿过卫星的磁通量发生变化，使卫星中产生感应电流，地磁场对卫星产生电磁阻尼作用，速率减小，而做向心运动，轨道半径越来越小，而轨道半径一旦减小，由G Mm r 2＝m v 2r 可知速率将增大；由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 可得周期将减小；由a n ＝G M r 2，可得向心加速度将增大，B 、C 项正确．]5．如图甲所示的是工业上探测物件外表层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术，其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂及位置的信息．如图乙所示的是一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L 上且使铁芯穿过其中，闭合开关S 的瞬间，套环将立刻跳起．关于对以上两个运用实例理解正确的选项是( )甲 乙A ．涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象B ．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C ．以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D ．以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源B [涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了互感现象，选项A 错误；能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料，能使得在套环中形成感应电流，选项B 正确；以上两个案例中涡流探伤技术的线圈所连接的必须是交流电源，而跳环实验演示所连接电源是直流电源，选项C 、D 错误．]6．如下图，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R 相连，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面．一质量为m 的金属棒以初速度v 0沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计．以下说法正确的选项是( )A ．金属棒回到出发点的速度v 大于初速度v 0B ．通过R 的最大电流上升过程小于下落过程C ．电阻R 上产生的热量上升过程大于下落过程D ．所用时间上升过程大于下落过程C [要注意该过程中的功能关系：因为电阻R 上产生热量，所以金属棒回到出发点的速度v 小于初速度v 0，选项A 错误；通过R 的最大电流上升过程大于下落过程，选项B 错误；电阻R 上产生的热量上升过程大于下落过程，选项C 正确；所用时间上升过程小于下落过程，选项D 错误．]二、非选择题(14分)7．如下图，在光滑的水平面上有一半径r ＝10 cm 、电阻R ＝1 Ω、质量m ＝1 kg 的金属环，以速度v ＝10 m/s 向一有界磁场滑去．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B ＝0.5 T ，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环一共释放了32 J 的热量，求：(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环运动的加速度．[解析] (1)设刚好有一半进入磁场时，圆环的速度为v ′，由能量守恒得 12mv 2＝Q ＋12mv ′2 此时圆环切割磁感线的有效长度为2r ，圆环的感应电动势E ＝B ·2r ·v ′而圆环此时的瞬时功率P ＝E 2R ＝B · 2r ·v ′2R联立以上各式代入数据可得v ′＝6 m/s ，P ＝0.36 W.(2)此时圆环在水平方向受向左的安培力F ＝ILB ，圆环的加速度为a ＝ILB m ＝B 22r 2v ′mR＝6×10－2 m/s 2，方向向左． [答案] (1)0.36 W (2)6×10－2 m/s 2 方向向左。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动记一记涡流、电磁阻尼和电磁驱动知识体系辨一辨1.涡流是由整块导体发生的电磁感应现象，不遵从电磁感应定律．(×)2．通过增大铁芯材料的电阻率可以减小涡流．(√)3．变压器的铁芯用硅钢片叠成是为了减小涡流．(√)4．在电磁阻尼与电磁驱动中安培力所起的作用相同．(×)5．在电磁阻尼现象中的能量转化是导体克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能．(√)想一想1.请说明涡流现象中的能量转化情况．提示：涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为内能．2．请说明金属块进出磁场时的能量转化情况．提示：金属块进出磁场时，机械能转化为电能，电能又转化为内能．3．家用电磁炉和微波炉工作原理一样吗？提示：不一样．电磁炉利用涡流的热效应工作，而微波炉利用电磁波工作．思考感悟：练一练1.以下应用与涡流无关的是( )A．高频感应冶炼炉B．汽车的电磁式速度表C．转盘式家用电度表D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流解析：高频感应冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内的金属中产生涡流；汽车的电磁式速度表即磁电式电流表，指针摆动时，铝框骨架中产生涡流；家用电度表(转盘式)的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，应选D.答案：D2．如下图，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动．从上向下看，当磁铁逆时针转动时，那么( )A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁大C．线圈转动时将产生感应电流D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda解析：当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故C项正确；当线圈相对磁铁转过90°时，其感应电流方向不再是abcda，D项错误；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度．如果两者的角速度相同，磁感线与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产生，故A、B两项错误．答案：C3．(多项选择)如下图是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他局部发热很少，以下说法正确的选项是( )A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大解析：交流电频率越高，那么产生的感应电流越强，升温越快，故A项正确；工件上各处电流相同，电阻大处产生的热量多，故D项正确．答案：AD4．如下图，条形磁铁用细线悬挂在O点．O点正下方固定一个水平放置的铝线圈．让磁铁在竖直面内摆动，以下说法中正确的选项是( )A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力解析：磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向的感应电流(从上面看)，并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向的感应电流(从上面看)，磁铁受到感应电流对它的作用力仍为阻力，阻碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变3次，感应电流对它的作用力始终是阻力，只有C项正确．答案：C要点一涡流1.以下做法中可以减小涡流产生的是( )A．在电动机、变压器的线圈中参加铁芯B．电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成C．在电磁冶金中，把交变电流改成直流D．一些大型用电器采用特制的平安开关解析：在电动机、变压器中的线圈中参加铁芯，是为了增强线圈的磁通量，与涡流无关，故A项错误；在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，用相互绝缘的硅钢片叠合而成，其目的是为了减小涡流，故B项正确；在电磁冶金中，是利用涡流产生的热量，把交变电流改成直流那么不能使用，故C项错误；一些大型用电器采用特制的平安开关是为了防止断电时由于自感产生的高压，与涡流无关，故D项错误．答案：B2．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．以下相关的说法中正确的选项是( )A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D．电磁炉的上外表一般都用金属材料制成，以加快热传递减少热损耗解析：锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故A项正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B项错误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C项错误；电磁炉的上外表如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上外表材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上外表要用绝缘材料制作，故D项错误．答案：A3．(多项选择)如下图，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑但用不同材料制成的圆管，现将两圆管竖直固定在相同高度，将两个带相同磁性的小球同时从A管和B管上端管口处无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．以下对于两管的描述中可能正确的选项是( )A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的解析：磁性小球穿过金属圆管过程中，将圆管看做许多金属圆环，小球的磁场使每个圆环中产生感应电流，根据楞次定律可知，小球向下运动的加速度小于重力加速度；小球在非金属材料圆管中不会产生感应电流，小球仍然做自由落体运动．由以上分析可知，B管中的小球后落地，说明磁性小球使B管产生了涡流，即B管一定是用金属导体材料制成的．应选项A、D两项正确．答案：AD4．(多项选择)涡流检测是工业上无损检测的方法之一．如下图，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化．以下说法中正确的选项是( )A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化B．涡流的频率等于通入线圈的交流电频率C．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力D．待测工件可以是塑料或橡胶制品解析：根据楞次定律得知：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化，故A项正确；感应电流的频率与原电流的频率是相同的，涡流的频率等于通入线圈的交流电频率，故B项正确；因为线圈交流电是周期变化的，故在工件中引起的交流电也是周期性变化的，可知通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力，故C项正确；电磁感应只能发生在金属物体上，故待测工件只能是金属制品，故D项错误．答案：ABC要点二电磁阻尼和电磁驱动5.(多项选择)磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是为了( )A．防止涡流而设计的 B．利用涡流而设计的C．起电磁阻尼的作用 D．起电磁驱动的作用解析：线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，形成涡流，涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后较快停下来．所以，这样做的目的是利用涡流起电磁阻尼的作用，故B、C两项正确．答案：BC6．甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当给两环以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经过相同的时间后便停止．假设将环置于磁感应强度B大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如下图，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，那么以下判断正确的选项是( )A．甲环先停B．乙环先停C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后解析：由于转动过程中穿过甲环的磁通量不变，穿过乙环的磁通量变化，所以甲环中不产生感应电流，乙环中产生感应电流．乙环的机械能不断地转化为电能，最终转化为焦耳热散失掉，所以乙环先停下来，B项正确．答案：B7．将一个闭合金属环用绝缘丝线悬于O点，如下图，虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场，而右边没有磁场，不计空气阻力，将金属环拉至图示位置释放后( ) A．金属环的摆动不会停下来，一直做等幅摆动B．金属环的摆动幅度越来越小，小到某一数值后做等幅摆动C．金属环的摆动最终会停下来D．金属环摆动过程中机械能守恒解析：当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生感应电流，从而阻碍线圈运动，即有机械能通过安培力做负功转化为内能，那么金属环的机械能不守恒，所以金属环最终静止，故A、B、D三项错误，C项正确．答案：C8．如下图，一个铜质圆环，无初速度地自位置Ⅰ下落到位置Ⅱ，假设圆环下落时其轴线与磁铁悬线重合，圆环面始终水平．位置Ⅰ与位置Ⅱ的高度差为h，那么运动时间( )A．等于2hgB．大于2hgC．小于2hgD．无法判定解析：由于圆环下落过程中出现电磁阻尼，阻碍其下落，所以下落时间大于2hg，B项正确．答案：B根底达标1.以下做法中可能产生涡流的是 ( )A．金属块静止在匀强磁场中B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动C．让金属块在匀强磁场中做变速运动D．把金属块放在变化的磁场中解析：涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C三项错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D项正确．答案：D2．以下关于涡流的说法中正确的选项是( )A．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B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢片中不能产生涡流解析：涡流是一种特殊的电磁感应现象，它是感应电流，既有热效应，又有磁效应．硅钢片中能产生涡流，但电流较小，故A项正确．答案：A3．如下图，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，至落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，至落地用时t2，落地时速度为v2.那么它们的大小关系正确的选项是 ( )A．t1＞t2，v1＞v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1＜t2，v1＜v2D．t1＜t2，v1＞v2解析：开关S断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a＝g；当S闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故a＜g.所以t1＜t2，v1＞v2.D项正确．答案：D4．(多项选择)如下图，金属球从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设球的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，那么( )A．假设是匀强磁场，球滚上的高度小于hB．假设是匀强磁场，球滚上的高度等于hC．假设是非匀强磁场，球滚上的高度等于hD．假设是非匀强磁场，球滚上的高度小于h解析：假设是匀强磁场，金属球从一侧滚上另一侧过程中，穿过金属球的磁通量没发生变化，所以金属球内无涡流产生，也就没有机械能的损失，在另一侧就能滚上原来的高度，故B项正确，A项错误．假设是非匀强磁场，金属球滚动过程中，穿过金属球的磁通量发生变化，所以金属球内产生涡流，机械能损失转化为内能，故另一侧不能到达原来的高度，所以C 项错误，D项正确．答案：BD5．如下图，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直，环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，以下说法正确的选项是( )A．两环都向右运动 B．两环都向左运动C．环1静止，环2向右运动 D．两环都静止解析：条形磁铁向右运动时，环1中磁通量保持为零不变，无感应电流，仍静止；环2中磁通量变化，根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果使环2向右运动，C项正确．答案：C6．(多项选择)如下图是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，以下说法中正确的选项是( )A．探测器内的探测线圈会产生变化的磁场B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C．探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流D．探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流解析：探测器内线圈通有变化电流产生变化磁场，假设有金属，那么金属中会产生涡流，涡流磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警．A、D两项正确．答案：AD7．如下图，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，假设不计空气阻力，那么( )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C．圆环进入磁场后，离最低点越近速度越大，感应电流也越大D．圆环最终将静止在最低点解析：在圆环进入和穿出磁场的过程中，圆环中磁通量发生变化，有感应电流产生，即圆环的机械能向电能转化，其机械能越来越小，上升的高度越来越低，A项错误，B项正确；圆环完全进入磁场后，不再产生感应电流，C项错误；最终圆环将不能摆出磁场，从此无机械能向电能的转化，其摆动的幅度不再变化，D项错误．答案：B8．如下图，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部．不计空气阻力，那么小磁块( )A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析：小磁块在内壁光滑的塑料管Q中，由静止释放做自由落体运动，机械能守恒；小磁块在内壁光滑的铜管P中下落时，那么会产生电磁阻尼阻碍小磁块的运动，比在Q中下落时间长，C项正确，A项错误；在P中下落时由于电磁阻尼产生焦耳热，机械能不守恒，B项错误；由于在P中下落时机械能有损失，落至底部时的速度比在Q中的小，D项错误．答案：C9．(多项选择)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，如下图，在此过程中( )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，B项正确；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项正确．答案：BC10．(多项选择)如下图，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．假设要缩短上述加热时间，以下措施可行的有( ) A．增加线圈的匝数B．提高交流电源的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯解析：交变电流在铁芯中产生交变磁场，金属杯会产生感应电流而发热，从而使杯内水沸腾．增加线圈的匝数和提高交流电源的频率都可以增大金属杯产生的电流，可缩短加热时间，A、B两项正确；将金属杯换成瓷杯，变化磁场不能使它产生电流，也就不能使水加热，C 项错误；取走线圈中的铁芯，会减小其中的磁场，金属杯产生的电流会减小，从而增加加热的时间，D项错误．答案：AB11．(多项选择)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了( )A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯的电阻，以减小发热量解析：磁场变化越快，感应电动势越大，因而涡流也就越强．涡流能使导体发热．变压器的铁芯是相互绝缘的薄片叠加而成的，从而减小回路的横截面积来减小感应电动势，还增加铁芯的电阻，以降低涡流强度，从而减少能量损耗，提高变压器的效率．答案：BD12．如下图，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的．现把一个蹄形磁铁移近铜盘，那么( )A．铜盘转动将变慢B．铜盘转动将变快C．铜盘仍以原来的转速转动D．铜盘转动速度是否变化，要根据磁铁的上、下两端的极性来决定解析：当蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知感应电流所受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘转动将变慢．此题也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电能，铜盘转动会逐渐变慢，A项正确．答案：A能力达标13．在水平放置的光滑绝缘导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如下图．现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去．各滑块在向磁铁运动的过程中( )A．都做匀速运动 B．甲、乙做加速运动C．甲、乙做减速运动 D．乙、丙做匀速运动解析：甲、乙向磁铁靠近时要产生涡流，受电磁阻尼作用，做减速运动，丙那么不会产生涡流，只能匀速运动．答案：C14．(多项选择)“电磁感应铝箔封口机〞被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如下图为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，到达迅速封口的目的．以下有关说法正确的选项是( )A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔B．该封口机可用干电池作为电源以方便携带C．封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决D．该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器解析：由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且电源必须是交流电，A、B两项错误；减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量，即控制温度，C项正确；封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否那么同样会被加热、消耗能量且对容器内物品造成损害，只能是玻璃、塑料等材质，D项正确．答案：CD15．如下图，质量为m ＝100 g 的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h ＝0.8 m ，有一质量为M ＝200 g 的小磁铁(长度可忽略)，以10 m/s 的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m ，那么磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动)：(1)铝环向哪边偏斜？(2)假设铝环在磁铁穿过后速度为 2 m/s ，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g 取10 m/s 2)解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)．(2)由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的磁铁速度v ＝ 3.62hgm/s ＝9 m/s ， 由能量守恒可得W 电＝12Mv 20－12Mv 2－12mv ′2＝1.7 J. 答案：(1)铝环向右偏斜 (2)1.7 J。

2021年高中物理 4.7《涡流电磁阻尼和电磁驱动》同步检测新人教版选修3-2 1．下列应用哪些与涡流有关( )A．高频感应冶炼炉 B．汽车的电磁式速度表C．家用电度表 D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流2．下列说法正确的是( )A．录音机在磁带上录制声音时，利用了电磁感应原理B．自感现象和互感现象说明磁场具有能量C．金属中的涡流会产生热量，生活中的电磁炉是利用这一原理而工作的D．交流感应电动机是利用电磁驱动原理工作的3．磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )A．防止涡流而设计的B．利用涡流而设计的C．起电磁阻尼的作用 D．起电磁驱动的作用4．如图所示，高频感应炉是利用涡流来熔化金属的．冶炼锅内装入被冶炼的金属，线圈通上高频交变电流，这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化．以下电器也是利用涡流工作的是( )A．电饭锅 B．热水器 C．电磁炉 D．饮水机5．下列磁场垂直加在金属圆盘上能产生涡流的是( )6．如下图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，当磁铁按下图示方向绕OO′轴转动，线圈的运动情况是( )A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速D．线圈静止不动7．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动，如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触(如图)，铜盘就能在较短的时间内停止，分析这个现象产生的原因．8．如图所示，质量为m＝100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h＝0.8m，有一质量为M＝200g的小磁铁(长度可忽略)，以10m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为 3.6m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动)(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为2m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g＝10m/s2)4·7 《涡流电磁阻尼和电磁驱动》同步检测1姓名班级1．如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是( )A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大2．如图所示，在光滑水平面上有一金属圆环，在它正上方有一条形磁铁，当条形磁铁运动时，将出现的情况是(不计空气阻力)( )A．条形磁铁水平向右运动时，金属环将随着向右运动B．条形磁铁水平向右运动时，金属环将向左运动C．条形磁铁释放下落过程中，磁铁的加速度大于gD．条形磁铁释放下落过程中，磁铁的加速度小于g3．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯4．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙所示中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力而可能上升( )5．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如下图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )A．mgbB.12 mv2C．mg(b－a)D．mg(b－a)＋12 mv26．如图所示，在光滑的水平面上有一半径r＝10cm、电阻R＝1Ω、质量m＝1kg的金属环，以速度v＝10m/s向一有界磁场滑动．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B＝0.5T，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了32J的热量，求：(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环的加速度．15．如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A.在弧形轨道上高为h的地方，无初速释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为v A、v B.(1)螺线管A将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能．" 238365 95DD 闝36132 8D24 贤36941 904D 遍22014 55FE 嗾 bf40066 9C82 鲂 40235 9D2B 鴫•31667 7BB3 箳。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动目标导航思维脉图1.知道涡流是怎样产生的。

(物理观念)2.了解涡流现象的利用和危害。

(科学思维)3.了解电磁驱动和电磁阻尼的原理及其应用。

(科学探究)必备知识·自主学习一、涡流真空冶炼炉的工作原理是什么?金属探测器为什么能探测金属物?提示:真空冶炼炉的外面有线圈,线圈中通入反复变化的电流,炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化;金属探测器是利用涡流工作的,手持一个长柄线圈在地面扫过,线圈中有变化着的电流,如果地下埋着金属物品,金属中会感应出涡流,涡流的磁场反过来影响线圈中的电流,使仪器报警。

1.产生:在变化的磁场中的导体内产生的感应电流,就像水中的漩涡。

所以把它叫作涡电流,简称涡流。

2.特点:若金属的电阻率小,涡流往往很强,产生的热量很多。

3.应用:(1)涡流热效应的应用:如真空冶炼炉。

(2)涡流磁效应的应用:如探雷器、安检门。

4.防止:电动机、变压器等设备中为防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量,损坏电器。

(1)途径一:增大铁芯材料的电阻率。

(2)途径二:用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。

二、电磁阻尼和电磁驱动1.电磁阻尼:(1)产生:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动的现象。

(2)应用:电学仪表中利用电磁阻尼使指针很快地停下来,便于读数。

2.电磁驱动:(1)产生: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。

(2)应用: 交流感应电动机。

(1)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。

(√)(2)涡流有热效应,但没有磁效应。

(×)(3)在硅钢中不能产生涡流。

(×)(4)电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象,都遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律。

(√)(5)电磁阻尼是由电磁感应中安培力阻碍导体与磁场的相对运动产生的,而电磁驱动是由于电磁感应现象中安培力增强磁场与导体间的相对运动产生的。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动(25分钟·60分)一、选择题（本题共6小题，每题6分，共36分）1.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。

给线圈通入电流,一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()A。

恒定直流、小铁锅B。

恒定直流、玻璃杯C。

变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯【解析】选C.容器中水温升高,是电能转化成内能所致。

因此只有变化的电流才能导致磁通量变化，且只有小铁锅处于变化的磁通量中时，才能产生感应电动势,从而产生感应电流,导致电流发热。

玻璃杯是绝缘体,不能产生感应电流，故C正确，A、B、D错误。

2。

下列四个图都与涡流有关,其中说法不正确的是（）A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B。

自制金属探测器是利用被测金属中产生的涡流来进行探测的C.电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物D。

变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了减小涡流【解析】选C。

真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流,从而产生大量的热量熔化金属的,故A正确;金属探测器中变化电流遇到金属物体，在被测金属中上产生涡流来进行探测,故B正确；家用电磁炉工作时,在锅体中产生涡流,加热食物，故C错误；当变压器中的电流变化时，在其铁芯产生涡流,使用硅钢片做成的铁芯可以尽可能减小涡流造成的损失,故D正确。

题目让选不正确的，故选C.3.如图所示,一铝块静止在光滑水平面上,现让一条形磁铁以一定的速度向右靠近铝块，在磁铁靠近铝块的过程,说法正确的是（）A。

若条形磁铁的右端为N极,则铝块会向右以相同的速度运动B.若条形磁铁的右端为S极，则铝块会向左运动，速度小于磁铁的速度C。

在它们相遇前，铝块一直处于静止状态D.不论条形磁铁的右端为N极还是S极，铝块都会向右运动,且同一时刻铝块的速度小于磁铁的速度【解析】选D。

不管条形磁铁的右端是N极还是S极,向右靠近铝块时都在铝块中产生涡流,因此会有电磁驱动现象，根据楞次定律阻碍作用的特点，铝块的速度小于磁铁的速度，D正确，A、B、C错误.4.如图一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴顺时针匀速转动.现施加一垂直圆盘向里的有界匀强磁场,圆盘开始减速.不计金属圆盘与轴之间的摩擦，下列说法正确的是(）A.在圆盘减速过程中，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B。

涡流、电磁阻尼和电磁驱动焊接无缝钢管需要先用感觉加热的方法对焊口双侧进行预热如下图，将被加热管道置于感觉线圈中，当感觉线圈中通以电流时管道发热，则以下说法中正确的选项是A．感觉线圈电阻越大，加热成效越好B．感觉线圈中电流应当采纳高频沟通电C．塑料管道用这类感觉加热焊接的方式更简单实现D．感觉线圈加热管道产生热量不切合焦耳定律【参照答案】B【知识补给】涡流与电磁阻尼1．涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它邻近的任何导体中都会产生旋涡状的感觉电流。

2．电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感觉电流会使导体遇到安培力的作用，安培力的方向老是阻挡导体的运动的现象。

3．电磁驱动：假如磁场相对导体运动，在导体中会产生感觉电流使导体遇到安培力的作用，因为安培力的作用从而使导体运动起来。

注意：沟通电动机就是利用电磁驱动的原理制成的。

融化金属的一种方法是用“高频炉”，它的主要零件是一个铜制线圈，线圈中有一坩埚，埚内放待熔的金属块，当线圈中通以高频沟通电时，埚中金属就能够融化，这是因为A．线圈中的高频沟通电经过线圈电阻，产生焦耳热B．线圈中的高频沟通电产生高频微波辐射，深入到金属内部，产生焦耳热C．线圈中的高频沟通电在坩埚中产生感觉电流，经过坩埚电阻产生焦耳热D．线圈中的高频沟通电在金属块中产生感觉电流，经过金属块电阻产生焦耳热某同学设计的家庭电路保护装置如下图，铁芯左边线圈L1由火线和零线并行绕成，当右边线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。

仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，以下说法正确的有A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增加时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起金属探测器是用来探测金属的仪器，对于其工作原理，以下说法中正确的选项是A．探测器内的探测线圈会产生稳固的磁场B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流如下图，在紧贴绕有线圈的铁芯上方（不接触）分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。

7 涡流、电磁阻尼(zǔní)和电磁驱动课时过关·能力提升基础巩固1.(多选)下列器具的工作原理与涡流有关的是()A.家用电磁炉B.家用微波炉C.变压器的铁芯用多块相互绝缘硅钢片叠加在一起D.风扇转动时扇叶与空气摩擦发热解析:家用电磁炉是利用高频磁场产生涡流来加热食物的,故A正确;家用微波炉是利用微波加热食物的,微波炉内有很强的电磁波,这种波的波长很短,食物分子在它的作用下剧烈振动,使得其内能增加,温度升高,和涡流无关,故B错误;变压器的铁芯用多块相互绝缘硅钢片叠加在一起,能有效地减小涡流,故C正确;风扇转动时扇叶与空气摩擦发热,是通过摩擦将机械能转化为内能的,与涡流无关,故D错误。

答案:AC2.(多选)下列磁场垂直加在金属圆盘上能产生涡流的是()解析:根据涡流的产生条件可知,只有变化的磁场能使金属圆盘产生涡流。

答案:BCD3.右图为电磁炉的工作示意图,它是采用电磁感应原理产生涡流加热的,变化的电流通过线圈产生变化的磁场,当变化的磁场通过铁质锅的底部时,即会产生无数小涡流。

电磁炉工作时产生的电磁波,完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的铁质锅吸收,不会泄漏,对人体健康无危害。

关于电磁炉,以下说法正确的是()A.电磁炉是利用变化的磁场在食物(shíwù)中产生涡流对食物加热的B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流,使铁质锅底迅速升温,进而对锅内食物加热的C.电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的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的解析:电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场,变化的磁场通过铁质锅的底部产生无数小涡流,使锅体温度升高后加热食物,故选项A、D错误,B正确;而选项C 是微波炉的加热原理,C错误。

答案:B4.(多选)如图所示,一闭合铝环套在一根光滑平杆上,当条形磁铁靠近它时,下列结论正确的是()A.N极靠近铝环时,铝环将向左运动B.S极靠近铝环时,铝环将向左运动C.N极靠近铝环时,铝环将向右运动D.S极靠近铝环时,铝环将向右运动解析:条形磁铁靠近闭合铝环,无论哪个磁极靠近,都会在铝环中产生感应电流,以阻碍它们的相对运动,所以本题属于电磁驱动类问题。