11若磁场相对导体运动，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 线圈中的电流随时间变化，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，使导体中的自由电 子发生定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流AR涡流大小的决定因素：磁场变化越，社（A B 越大），导体的横截面积S 越大，导体材料的电阻率越小，卫成的涡流就越大.⑵块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动2.涡流的应用与防止 （1）应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等⑵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，而且用相互绝缘的薄 硅钢片叠合成铁芯来代替整块硅钢铁芯.1.高频感应炉是利用涡流熔化金属， 这种冶炼方法速度快， 温度容易控制，能避免有害杂质混入被冶炼的2 （多选）如图4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会当导体在磁场中运动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安 培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫电磁阻尼、涡流涡流（选学）三、电磁驱动2.电磁灶：在灶内的励磁线圈中通入交变电流时，形成交变磁场，作用于铁磁材料/y 丿y y 丿 y 制成的烹饪锅，使锅底产生涡流，锅底有适当的电阻，产生焦耳热，使锅底发热 二、电磁阻尼¥s u 产生感应电流，感应电流通过焊缝产生很多热量，将金属熔化，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 （AD ）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涡流1.产生涡流的两种情况 1 侈选）如图4所示，闭合金属环从光滑曲面上h 高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为 （1）块状金属放在变化的磁场中零，摩擦不计，曲面处在图中磁场中, 则（BD )A.若是匀强磁场，环上升的高度小于B.若是匀强磁场，环上升的高度等于3具体应用：高频感应炉与电磁灶C.若是非匀强磁场，环上升的高度等于D.若是非匀强磁场，环上升的高度小于22C 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 3.（涡流的应用与防止）（多选）如图7所示是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确 的是（AD ）图76.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的， 如图1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，这时被治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冶炼的金属中，因此适用于冶炼特种金属.那么该炉的加热原理是（C ）图1A. 利用线圈中电流产生的焦耳热项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D.电磁灶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A.探测器内的探测线圈会产生交变磁场B.利用线圈中电流产生的磁场B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 C.探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流D.给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电D.探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流 4•如图1所示，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 7.如图2所示为高频电磁灶的工作示意图， 它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行 高速升温，然后再加热锅内食物 .电磁灶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含铁 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解析 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，故选质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害.关于电磁灶，以下说法中正确的是（B ）A.电磁灶是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B.电磁灶是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C.电磁灶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 5.（多选）安检门是一个用于安全检查的“门”， 内产生交变磁场，金属物品通过了时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引 “门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门” ----8.（涡流的应用与防止）（多选）变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了起报警.以下关于这个安检门的说法正确的是 （BD ） A.这个安检门能检查出毒品携带者 （BD ）A.增大涡流, 提高变压器的效率B.这个安检门只能检查出金属物品携带者B.减小涡流, 提高变压器的效率C.如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者 C.增大涡流, 减小铁芯的发热量D.这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应D.减小涡流, 减小铁芯的发热量B 错误.13B. 涡流发热，要损耗额外的能量C. 为了不产生涡流，变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯D. 涡流产生于线圈中，对原电流起阻碍作用解析变压器和电动机中产生的涡流会使温度升高， 损耗额外的能量，同时会减少线圈绝缘材料的寿命, D . A 管是用胶木制成的， 12.如图4所示，使一个铜盘绕其竖直的轴 00 '转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的.现把一个A 、B 正确；变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯是为了减小涡 流，并非不产生涡流，C 错误；涡流产生于铁芯中，对原电流无阻碍作用,电磁阻尼10如图6所示，上端开口、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，要根据磁铁上下两端的极性来决定13.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近磁铁，如图3所示，观察磁铁的振幅将会发现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---9.（多选）对变压器和电动机中涡流的认识，以下说法正确的是 （AB ）A . A 管是用塑料制成的,B 管是用铜制成的A.涡流会使铁芯温度升高，减少线圈绝缘材料的寿命B . A 管是用铝制成的, B 管是用胶木制成的 由静止释放，并落至底部，则小磁块（不计空气阻力 )(B.铜盘的转动将变快11.侈选）如图8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A.S 闭合时振幅逐渐减小，S 断开时振幅不变 相同高度.两个相同的磁性小球，同时从 A 、B 管上端距管口等高处无初速度释放，穿过 A 管比穿过B.S 闭合时振幅逐渐增大，S 断开时振幅不变 管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是 (AD )C.S 闭合或断开，振幅变化相同 图8O O D.S 闭合或断开，振幅都不发生变化14.如图5所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属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的过程中（磁场宽度大于金属球的直径），小球（D ）C . A 管是用胶木制成的,B 管是用塑料制成的B 管是用铝制成的 蹄形磁铁移近铜盘，则（ A ）A.铜盘的转动将变慢.若在振动过程中把线圈靠S图32417（多选）如图7所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴 00 '转动.则（BC ）A. 整个过程匀速运动B. 进入磁场过程中做减速运动，穿出磁场过程中做加速运动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A. 以相同的转速与磁铁同向转动B. 以较小的转速与磁铁同向转动C. 以相同的转速与磁铁反向转动解析 线圈通电后在安培力作用下转动，铝框随之转动，在铝框内产生涡流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，但略有滞后线圈偏转后尽快停下来，这样做是利用涡流来起电磁阻尼的作用，故电磁驱动15.（对电磁阻尼的理解）（多选）如图5所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法正确的是(AD )A.2是磁铁，在1中产生涡流 C.该装置的作用是使指针能够转动 解析 当指针摆动时，1随之转动,B.1是磁铁，在2中产生涡流D.该装置的作用是使指针能很快地稳定2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动;总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用，所以它能使指针很快地稳定下来，选项D 正确. 16.（多选）如图3所示，磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架， 把线圈绕在铝框上，这样做的目的是（）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，转速比磁铁小C .线圈转动时将产生大小、方向周期性变化的电流D .线圈转动时感应电流的方向始终是abcda18.如图10所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以绕00 '轴自由转动，两磁极靠近铜图10盘，但不接触.当磁铁绕轴转动时，铜盘将（A.防止涡流而设计的B.利用涡流而设计的 D.静止不动C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用答案 BC 19.（对电磁驱动的理解）（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的 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“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘6 所示.实验中发现，当圆盘从上向下看，当磁铁逆时针转动时,.涡流将阻碍线圈的转动，使.下列说法正确的B 、C 正确.15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 10.一个半径为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 0点，离0点下方承封容器的封口处，达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是.....L处有一宽度为L、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图7所示.现使圆环从与悬点 0等高位置A 处由静止24A. 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答案 AB好题，综合20.（多选）位于光滑水平面上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9.扫描隧道显微镜（STM ）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM 的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减C.小车向右做加速运动D.小车先加速后减速答案 A解析 紫铜薄板上下及左右振动，都存在磁通量变化的为选项【例1】（多选）“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, 如图3所示为一手持式封口机，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A.磁铁做匀速直线运动B.磁铁做减速运动-iU料述二IS图11最有效的方案是（呵加邀场区底£1 萦Whif 桩社..BYtM 打描曉A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动6所示.无速度v 水平穿过，如图11所示，在此过程中（BC ）rmA 所示方案.26y = b （b>a ）处以速度v 沿抛物线下滑，假设曲面足够长，重力加速度为 中产生的焦耳热总量为 ____________ .答案 mg(b — a) + ^mv2A. 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答案 CD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源,料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被熔化，只能是玻璃、塑料等材质, 正确.f 例2 侈选）下列哪些措施是为了防止涡流的危害 （ ）A. 电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅B. 机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品释放（细绳伸直，忽略空气阻力）,摆动过程中金属圆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，金属圆环产生的热量是 （ ） 2.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 1所示，抛物线的方程为 y = X 2,其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（如图中的虚线所示）.一个质量为m 的小金属块从抛物线上g ，则金属块在曲面上滑动的过程A.mgLB.mg(2 + r)C.mg(4L + r)D.mg(L + 2r)答案 C解析 圆环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，最后圆环在磁场【例1】 侈选）“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, F 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，金属如图1所示为一手持式封口机，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 待封容器的封口处，达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是（ ）B 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 正确; 封口材图1圆环减少的机械能为+ r).图11C.变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成728流产生于线圈中，对原电流起阻碍作用 8.甲、乙两个完全相同的铜环均可绕竖直固定轴 O i O 2旋转，现让它们以相同角速度同时开始转动，由于D.变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层减小涡流，减少产生的热量，选项 C 错误；涡流产生于铁芯中，对原电流无阻碍作用，选项答案 CD考点一涡流的理解、利用和防止解析 电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的，属于涡流的应 1.下列关于涡流的说法中正确的是用；安检门是利用涡流工作的；变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成, 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 是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止；变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化 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 层，是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止 .故C 、D 正确. C.涡流有热效应，但没有磁效应【例3扫描隧道显微镜（STM ）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STMD.在硅钢中不能产生涡流扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图 答案 A所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振 解析 涡流的本质是电磁感应现象中产生的感应电流，只不过是由金属块自身构成回路，它既有热效应,动的衰减最有效的方案是（） 也有磁效应，所以 A 正确，B 、C 错误；硅钢中产生的涡流较小， D 错误.答案 Ap ■-t lii stAip -- ’ ‘妙尹弋脯对msn解析 感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化.在A 图中，系统振动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，都会使穿过紫铜薄板的磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动, 故A 正确；在B 、D 图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无感应电流产生,D 错误；在C 图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故 C 错误.1.（对涡流的理解）（多选）对变压器和电动机中的涡流的认识，以下说法正确的是 A.涡流会使铁芯温度升高，减少线圈绝缘材料的寿命 B.涡流发热，要损耗额外的能量C.为了不产生涡流，变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯4.（2018龙岩市六校高二下学期期中）涡流检测是工业上无损检测的方法之一.如图2所示，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.下列说法中正确的是（）A.涡流的磁场总是与线圈的磁场方向相反B.涡流的大小与通入线圈的交流电频率无关C.待测工件可以是塑料或橡胶制品D.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力答案 D解析 涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化，根据楞次定律可知，涡流的磁场与线圈的磁场方 向可能相同也可能相反，故 A 错误；涡流的大小取决于磁场变化的快慢，故与通入线圈的交流电频率有 关，故B 错误；电磁感应只能发生在金属物体中，故待测工件只能是金属制品，故C 错误；因为线圈交流电是周期性变化的，故在待测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 答案 AB在周期性变化的作用力，故D 正确.1 9B 正确；变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯是为了增加电阻, 乙环的转轴与磁场方向平行，现让甲、乙两环同时以相同的初始角速度开始转动后，下列判断正确的是解析 变压器和电动机中产生的涡流会使温度升高消耗能量, 同时会减少线圈绝缘材料的寿命， 选项A 、阻力作用，经相同的时间后停止， 若将圆环置于如图 6所示的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向垂直,210A.甲环先停下B. 乙环先停下C. 两环同时停下D. 两环都不会停下答案 A不断有感应电流产生，一定受到安培力，安培力阻碍圆环与磁场间的相对运动, 正确.y = X 2,其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（如图中的虚线所示）.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，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的总热量是B.T^mv 21D. mg(b — a)+ 2mv答案 D解析金属块在曲面上滑动的过程中，由初状态到末状态 （金属块在磁场区域内往复运动）能量守恒.初状态机械能E i = mgb + imv 2末状态机械能E 2= mga1 2总热量 Q = E i — E 2= mg(b — a)+ 2mv .仏！IllIII HI乙解析 当铜环转动时，乙环一直与磁场方向平行,穿过乙环的磁通量为零, 穿过甲环的磁通量不断变化,故甲环先停止运动, 9.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图7所示，抛物线的方程为 A.mgb C.mg(b — a)。
