1、第第 7 7 节节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动涡流、电磁阻尼和电磁驱动 基础过关 1(多选)下列对涡流的认识正确的是( ) A大块金属中产生了涡流，但不一定产生了感应电动势 B涡流大小与穿过金属的磁通量的大小有关 C涡流的形成一定遵循法拉第电磁感应定律 D涡流也有电流的热效应 解析 涡流是电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律。故 C、D 正确。 答案 CD 2(多选)如图 1 所示为新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、不产生有害气 体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优点。电磁炉是利用电流通过线圈产生 磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，会产生无数小涡流，使锅体本身自 行高速发热，然后再加热锅内
2、食物。下列相关说法正确的是( ) 图 1 A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 C恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好 D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果 解析 由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，且提高磁场 变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，选项 B、D 正 确。 答案 BD 3.如图 2 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( ) 图 2 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
3、 D变化的电流、玻璃杯 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。故 C 正确。 答案 C 4 (多选)用一根轻质细杆悬挂在 O 点的圆形导体环可以在竖直平面内来回摆动， 空气阻力和摩擦力均不计， 在如图 3 所示的虚线正方形区域有垂直于圆环的摆动 面指向纸内的匀强磁场。下列说法正确的是( ) 图 3 A此摆开始摆动进入磁场时机械能不守恒 B导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定
4、相反 C导体环通过最低位置时，环中感应电流最大 D最后此摆在匀强磁场中摆动时，机械能守恒 解析 开始时导体环在进入和穿出磁场的过程中，有感应电流产生，部分机械能 转化为电能，选项 A 正确；根据楞次定律，导体环在进入磁场和穿出磁场时感 应电流方向相反，选项 B 正确；当导体环全部进入磁场时，无感应电流产生， 在最低点时导体环无感应电流，选项 C 错误；最后导体环在磁场中摆动时，无 感应电流产生，又不计阻力，故机械能守恒，选项 D 正确。 答案 ABD 5(多选)如图 4 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
5、有 ( ) 图 4 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 解题的关键是要弄清杯内水沸腾的原因和决定的因素。 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，选 项 A、B 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，选项 C 错误；取走线圈中的铁芯，会减小周围的磁场，金属杯产生的电 流会减小，从而增加水沸腾的时间，选项 D 错误。 答案 AB 6如图 5 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、
6、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( ) 图 5 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 解析 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，感应电流的磁场阻碍相对运 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。 答案 C 7.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。 若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图 6
7、 所示，观察磁铁的振幅将会发现( ) 图 6 AS 闭合时振幅逐渐减小，S 断开时振幅不变 BS 闭合时振幅逐渐增大，S 断开时振幅不变 CS 闭合或断开，振幅变化相同 DS 闭合或断开，振幅都不发生变化 解析 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 渐减少，选项 A 正确。 答案 A 8.如图 7 所示，磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样 做的目的是( ) 图 7 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
8、用下转动，铝框随之转动，在铝框内产生涡流。涡 流将阻碍线圈的转动，使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。 答案 BC 能力提升 9.如图 8 所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕 OO轴 转动，两磁极靠近铜盘，但不接触。当磁铁绕轴转动时，铜盘将( ) 图 8 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 D静止不动 解析 因磁铁的转动，在铜盘中产生感应电流，进而受安培力作用而发生转动， 由楞次定律可知安培力的作用是阻碍相对运动，所以铜盘与磁铁同向转动，但铜 盘转动速度小于磁铁的转动速度，所以选项 B 正确。
9、 答案 B 10(多选)如图 9 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，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图中磁场中，则( ) 图 9 A若是匀强磁场，环上升的高度小于 h B若是匀强磁场，环上升的高度等于 h C若是非匀强磁场，环上升的高度等于 h D若是非匀强磁场，环上升的高度小于 h 解析 若磁场为匀强磁场，穿过环的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能 向电能转化，机械能守恒，故选项 A 错误，B 正确；若磁场为非匀强磁场，环 内要产生感应电流，有电能产生，机械能减少，故选项 D 正确。 答案 BD 11.如图 10 所示，金属探测器已经广泛应用于安检场
10、所，关于金属探测器的论述 正确的是( ) 图 10 A金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中 B金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流 C金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流 D探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同 解析 金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，不能防止细小的砂石颗粒 混入食品中，选项 A 错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流， 选项 B 错误，C 正确；探测过程中金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止 时无法得到探测效果，选项 D 错误。 答案 C 12如图 11 所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感
11、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含铁质 锅所吸收， 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( ) 图 11 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的 B电磁炉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
12、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 场通过含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 B 13.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 螺线管的轴线以初速度 v 水平穿过，如图 12 所示，在此过程中( ) 图 12 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，由楞次定律知该电流产生 的磁场阻碍磁铁的运动。 同理， 磁铁穿出时该电流产生的磁场也阻碍磁铁的运动， 故整个过程中，磁铁做减速运动，选项 B 正确；而对于小车上的螺线管来说， 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，选项 C 正确。 答案 BC
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