第07講渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)（解析版）

第07講渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解渦流現(xiàn)象。2.能舉例說(shuō)明渦流現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。3.了解電磁爐的結(jié)構(gòu)和原理。1.了解感生電場(chǎng)的概念，了解電子感應(yīng)加速器的工作原理。2.理解渦流的產(chǎn)生原理，了解渦流在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。3.理解電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理，了解其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)1．感生電場(chǎng)麥克斯韋認(rèn)為：磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)叫作感生電場(chǎng)．2．感生電動(dòng)勢(shì)由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì)．3．電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備，當(dāng)電磁鐵線圈中電流的大小、方向發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速．【知識(shí)拓展1】1．變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生感生電場(chǎng)，與閉合電路是否存在無(wú)關(guān)．如果在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，自由電荷在感生電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng)．2．感生電場(chǎng)可用電場(chǎng)線形象描述．感生電場(chǎng)是一種渦旋電場(chǎng)，電場(chǎng)線是閉合的，而靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合．3．感生電場(chǎng)的方向根據(jù)楞次定律用右手螺旋定則判斷，感生電動(dòng)勢(shì)的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計(jì)算．【即學(xué)即練1】高速鐵路列車(chē)通常使用磁力剎車(chē)系統(tǒng)。磁力剎車(chē)工作原理可簡(jiǎn)述如下：將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的圓形鋁盤(pán)，使磁感線垂直鋁盤(pán)向內(nèi)，鋁盤(pán)隨即減速，如圖所示。圖中磁鐵左方鋁盤(pán)的甲區(qū)域（虛線區(qū)域）朝磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，磁鐵右方鋁盤(pán)的乙區(qū)域（虛線區(qū)域）朝離開(kāi)磁鐵方向運(yùn)動(dòng)。下列有關(guān)鋁盤(pán)剎車(chē)的說(shuō)法正確的是（）A．鋁盤(pán)甲區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤(pán)向里的磁場(chǎng)B．鋁盤(pán)乙區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤(pán)向外的磁場(chǎng)C．磁鐵與甲、乙兩區(qū)域的感應(yīng)電流之間的作用力，都會(huì)使鋁盤(pán)減速D．若將實(shí)心鋁盤(pán)換成布滿小空洞的鋁盤(pán)，則磁鐵對(duì)空洞鋁盤(pán)的作用力變大【答案】C【解析】A．鋁盤(pán)甲區(qū)域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲區(qū)域感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，則此感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；B．鋁盤(pán)乙區(qū)域中的磁通量減小，由楞次定律可知，乙區(qū)域感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，則此感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故B錯(cuò)誤；C．由“來(lái)拒去留”可知，磁鐵與感應(yīng)電流之間有相互阻礙的作用力，則會(huì)使鋁盤(pán)減速，故C正確；D．若將實(shí)心鋁盤(pán)換成布滿小空洞的鋁盤(pán)，這樣會(huì)導(dǎo)致渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，則磁鐵對(duì)空洞鋁盤(pán)所產(chǎn)生的減速效果明顯低于實(shí)心鋁盤(pán)，故D錯(cuò)誤。故選C。知識(shí)點(diǎn)02渦流1．渦流：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，用圖表示這樣的感應(yīng)電流，就像水中的旋渦，所以把它叫作渦電流，簡(jiǎn)稱渦流．2．渦流大小的決定因素：磁場(chǎng)變化越快(eq\f(ΔB,Δt)越大)，導(dǎo)體的橫截面積S越大，導(dǎo)體材料的電阻率越小，形成的渦流就越大．【知識(shí)拓展2】1．產(chǎn)生渦流的兩種情況(1)塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中．(2)塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．2．產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(zhuǎn)化(1)金屬塊在變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(2)金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由于克服安培力做功，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．3．渦流的應(yīng)用與防止(1)應(yīng)用：真空冶煉爐、探雷器、安檢門(mén)等．(2)防止：為了減小電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯上的渦流，常用電阻率較大的硅鋼做材料，而且用相互絕緣的硅鋼片疊成鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯．【即學(xué)即練2】如圖所示為高頻電磁爐的工作示意圖。電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會(huì)泄漏，對(duì)人體健康無(wú)危害。關(guān)于電磁爐，以下說(shuō)法正確的是（??）A．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在食物中產(chǎn)生渦流對(duì)食物加熱的B．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在含鐵質(zhì)鍋底部產(chǎn)生渦流，使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的C．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)使食物中的極性水分子振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)食物加熱的D．電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量來(lái)對(duì)食物加熱的【答案】B【解析】電磁爐的工作原理是利用變化的電流通過(guò)線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)通過(guò)含鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，使鍋體溫度升高后加熱食物。故選B。知識(shí)點(diǎn)03電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)1.當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．2.若磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動(dòng)．例如，線圈處于如圖所示的初始位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，蹄形磁體一轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量就增加了，根據(jù)楞次定律，此時(shí)線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻礙磁通量的增加，感應(yīng)電流使線圈受到安培力，因而線圈會(huì)跟著同向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)?！局R(shí)拓展3】電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)形成的由磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而形成的效果安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，為阻力安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，為動(dòng)力能量轉(zhuǎn)化克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能共同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體受到的安培力都是阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)【即學(xué)即練3】如圖所示，鋁管豎直置于水平桌面上，小磁體從鋁管正上方由靜止開(kāi)始下落，在磁體穿過(guò)鋁管的過(guò)程中，磁體不與管壁接觸，且無(wú)翻轉(zhuǎn)，不計(jì)空氣阻力。下列選項(xiàng)正確的是（）A．磁體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．磁體的機(jī)械能守恒C．磁體動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量D．鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管和磁體的重力之和【答案】C【解析】A．磁體在鋁管中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，雖不計(jì)空氣阻力，但在過(guò)程中，出現(xiàn)安培力作負(fù)功現(xiàn)象，從而磁體的加速度小于重力加速度；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁體運(yùn)動(dòng)的速度越快，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，所以受到的安培力也越大，所以磁體的加速度是逐漸減小的，磁體不是做勻加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；BC．磁體在整個(gè)下落過(guò)程中，除重力做功外，還有產(chǎn)生感應(yīng)電流對(duì)應(yīng)的安培力做功，導(dǎo)致減小的重力勢(shì)能，部分轉(zhuǎn)化動(dòng)能外，還要產(chǎn)生內(nèi)能，故機(jī)械能不守恒，且磁體動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量，故B錯(cuò)誤，C正確；D．以鋁管和磁體整體為研究對(duì)象，因磁體有向下的加速度，則整體合力向下，故地面對(duì)整體的支持力小于總重力，根據(jù)牛頓第三定律可知，鋁管對(duì)桌面的壓力小于鋁管和磁體的重力之和，故D錯(cuò)誤。故選C。能力拓展能力拓展考法01渦流的原理、應(yīng)用與防止【典例1】1824年，法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的“阿拉果圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤(pán)水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤(pán)在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，但略有滯后，下列說(shuō)法正確的是（）A．因?yàn)榇┻^(guò)圓盤(pán)的磁通量不變，圓盤(pán)上沒(méi)有感應(yīng)電流B．穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁通量發(fā)生了變化從而產(chǎn)生沿圓盤(pán)邊緣的環(huán)形電流C．圓盤(pán)內(nèi)局部面積的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)D．圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)形成了環(huán)形電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】C【解析】A．穿過(guò)圓盤(pán)的磁通量不變，但是圓盤(pán)局部面積的磁通量發(fā)生變化，所以在圓盤(pán)上有不同的感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生渦流，所以A錯(cuò)誤；B．穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁通量沒(méi)有發(fā)生了變化，所以沿圓盤(pán)邊緣沒(méi)有產(chǎn)生環(huán)形電流，所以B錯(cuò)誤；C．圓盤(pán)內(nèi)局部面積的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以C正確；D．圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)形成了環(huán)形電流而產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由安培定則可判斷出磁場(chǎng)的方向在中心方向豎直向下，其它位置關(guān)于中心對(duì)稱，則此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)不會(huì)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以D錯(cuò)誤；故選C?？挤?2電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的理解【典例2】在油電混合小轎車(chē)上有一種裝置，剎車(chē)時(shí)能將車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，啟動(dòng)時(shí)再將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。圖中，甲、乙磁場(chǎng)方向與輪子的轉(zhuǎn)軸平行，丙、丁磁場(chǎng)方向與輪子的轉(zhuǎn)軸垂直，輪子是絕緣體，則采取下列哪個(gè)措施，能有效地借助磁場(chǎng)的作用，讓轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子停下（）A．如圖甲，在輪上固定如圖繞制的線圈B．如圖乙，在輪上固定如圖繞制的閉合線圈C．如圖丙，在輪上固定一些細(xì)金屬棒，金屬棒與輪子轉(zhuǎn)軸平行D．如圖丁，在輪上固定一些閉合金屬線框，線框長(zhǎng)邊與輪子轉(zhuǎn)軸平行【答案】D【解析】AB．圖甲和圖乙中當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量都是不變的，不會(huì)產(chǎn)生感生電流，則不會(huì)有磁場(chǎng)力阻礙輪子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；C．圖丙中在輪上固定一些細(xì)金屬棒，當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但是不會(huì)形成感應(yīng)電流，則也不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)力阻礙輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．圖丁中在輪上固定一些閉合金屬線框，線框長(zhǎng)邊與輪子轉(zhuǎn)軸平行，當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流，則會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)力阻礙輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，使輪子很快停下來(lái)，選項(xiàng)D正確；故選D。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．下列說(shuō)法正確的是（）A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大D．渦流的形成不遵循法拉第電磁感應(yīng)定律【答案】A【解析】A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A正確；B．閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤；C．線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大，C錯(cuò)誤；D．渦流的形成也一定遵循法拉第電磁感應(yīng)定律，D錯(cuò)誤。故選A。2．下列實(shí)例中屬于利用渦流的是（）A．利用微波爐加熱食物 B．變壓器的鐵芯用薄硅鋼片疊合而成C．利用真空冶煉爐冶煉合金鋼 D．電動(dòng)機(jī)的線圈繞在鐵芯上【答案】C【解析】A．利用微波爐加熱食物是利用電流產(chǎn)生的電磁波來(lái)給物體加熱，A錯(cuò)誤；B．變壓器的鐵芯用薄硅鋼片疊合而成是為了減小渦流，減少損耗能量，B錯(cuò)誤；C．利用真空冶煉爐冶煉合金鋼是在線圈中通入高頻交流電，在合金鋼中產(chǎn)生渦流，C正確；D．電動(dòng)機(jī)的線圈繞在鐵芯上，所用的鐵芯不會(huì)用整塊的金屬，是為了減小渦流，D錯(cuò)誤。故選C。3．電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物。下列相關(guān)的說(shuō)法中正確的是（）A．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作B．鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)C．金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來(lái)烹飪食物D．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗【答案】B【解析】A．直流電不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在鍋體中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁爐不能使用直流電，A錯(cuò)誤；B．鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)，B正確；C．鍋體只能用鐵磁性導(dǎo)體材料，不能使用絕緣材料制作鍋體，C錯(cuò)誤；D．電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，使用電磁爐時(shí)，上表面材料發(fā)生電磁感應(yīng)要損失電能，電磁爐上表面要用絕緣材料制作，D錯(cuò)誤。故選B。4．物理課上，老師做了一個(gè)“神奇”的實(shí)驗(yàn)：如圖所示，將30cm長(zhǎng)的鋁管豎直放置，一磁性很強(qiáng)的磁鐵從上管口由靜止釋放，觀察到磁鐵用較長(zhǎng)時(shí)間才從下管口落出．對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象同學(xué)們經(jīng)分析討論做出相關(guān)的判斷，你認(rèn)為正確的是（下落過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，磁鐵與管壁沒(méi)有接觸）．則（）A．如果磁鐵的磁性足夠強(qiáng)，磁鐵會(huì)停留在鋁管中，永遠(yuǎn)不落下來(lái)B．磁鐵在鋁管中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于不計(jì)空氣阻力，所以機(jī)械能守恒C．如果磁鐵的磁性足夠強(qiáng)，磁鐵在鋁管中運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)，但一定會(huì)落下來(lái)D．如果將鋁管換成塑料管，磁鐵從塑料管中出來(lái)也會(huì)用較長(zhǎng)時(shí)間【答案】C【解析】如果磁鐵的磁性足夠強(qiáng)，磁鐵在鋁管中運(yùn)動(dòng)受到阻力更大，原因：當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)才會(huì)導(dǎo)致鋼管的磁通量發(fā)生變化，才出現(xiàn)感應(yīng)磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的變化，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，但一定會(huì)落下，故A錯(cuò)誤，C正確；磁鐵在鋁管中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，雖不計(jì)空氣阻力，但在過(guò)程中，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，機(jī)械能轉(zhuǎn)化電能，所以機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；如果將鋁管換成塑料管，磁鐵不會(huì)受到安培力阻力，因此出來(lái)的時(shí)間將會(huì)變短，故D錯(cuò)誤．5．我國(guó)最大的水力發(fā)電工程三峽大壩于2006年5月20日全線完工，大壩中的大型發(fā)電機(jī)是()A．利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C．利用通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用制成，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．利用通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用制成，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】B【解析】我國(guó)最大的水力發(fā)電工程三峽大壩正在建設(shè)中，大壩中的大型發(fā)電機(jī)是可以產(chǎn)生電能的機(jī)器，故是利用電磁感性現(xiàn)象的原理工作的，它是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。故選B?！伴T(mén)”，“門(mén)框”內(nèi)有線圈’線圈中通有變化的電流.如果金屬物品通過(guò)安檢門(mén)，金屬中會(huì)被感應(yīng)出渦流，渦流的磁場(chǎng)又反過(guò)來(lái)影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警，關(guān)于這個(gè)安檢門(mén)的以下說(shuō)法正確的是（）A．安檢門(mén)能檢查出毒販攜帶的毒品B．安檢門(mén)能檢查出旅客攜帶的水果刀C．如果“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，安檢門(mén)也能正常工作D．安檢門(mén)工作時(shí)，主要利用了電流的熱效應(yīng)原理【答案】B【解析】安檢門(mén)利用渦流探測(cè)人身上攜帶的金屬物品原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，會(huì)在金屬物品產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中交變電流發(fā)生變化，從而被探測(cè)到．則安檢門(mén)不能檢查出毒販攜帶的毒品，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；安檢門(mén)能檢查出旅客攜帶的水果刀，選項(xiàng)B正確；如果“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，安檢門(mén)不能正常工作，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；安檢門(mén)工作時(shí)，主要利用了電磁感應(yīng)原理，故D錯(cuò)誤；故選B．7．如圖所示為高頻電磁爐的工作示意圖，它是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的，電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波，是由線圈內(nèi)高頻變化的電流產(chǎn)生的且完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會(huì)泄漏，對(duì)人體健康無(wú)危害。關(guān)于電磁爐，以下說(shuō)法正確的是（）A．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)使食物中的極性水分子振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)食物加熱的B．電磁爐里電爐一樣是讓電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量來(lái)對(duì)食物加熱的C．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流，使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的D．目前家庭購(gòu)買(mǎi)的電磁爐加熱食物時(shí)通常用的是鐵質(zhì)銅，不用鋁鍋的原因是鋁鍋放在電磁爐上鍋底不會(huì)產(chǎn)生渦流【答案】C【解析】ABC．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流，使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的，故渦流是由于鍋底中的電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，故C正確，AB錯(cuò)誤；D．鋁鍋放在電磁爐上也會(huì)形成渦流，所以不用鋁鍋的原因并不是鋁鍋放在電磁爐上鍋底不會(huì)產(chǎn)生渦流，故D錯(cuò)誤。故選C。8．如圖所示，甲、乙為形狀與大小均相同且內(nèi)壁光滑的圓筒，豎直固定在相同高度。兩塊相同的釹鐵硼強(qiáng)磁鐵，從甲、乙上端筒口同一高度同時(shí)無(wú)初速度釋放，穿過(guò)乙筒的磁鐵先落到地面。關(guān)于兩圓筒的制作材料，下列可能正確的是（）A．甲—塑料，乙—鋁 B．甲—銅，乙—膠木C．甲—玻璃，乙—塑料 D．甲—毛竹，乙—木頭【答案】B【解析】由題意可知，穿過(guò)乙筒的磁鐵比穿過(guò)甲筒的磁鐵先落到地面，故說(shuō)明磁鐵在甲筒時(shí)受到阻力作用；其原因是金屬導(dǎo)體切割磁感線，從而使閉合的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于磁極間的相互作用而使條形磁鐵受向上的阻力；故甲筒應(yīng)為金屬導(dǎo)體，如銅、鋁、鐵等，而乙筒應(yīng)為絕緣體，如塑料、膠木等，故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B。9．如圖所示，定值電阻阻值為R，足夠長(zhǎng)的豎直框架的電阻可忽略。ef是一電阻不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好的接觸，又能沿框架無(wú)摩擦下滑。整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)ef從靜止下滑經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后閉合S，則S閉合后（）A．ef的加速度可能小于gB．ef的加速度一定大于gC．ef的最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而不同D．ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定增大【答案】A【解析】AB．當(dāng)ef從靜止下滑一段時(shí)間后閉合S，ef將切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到豎直向上的安培力，若安培力大于2mg，由牛頓第二定律得F安－mg＝ma則ef的加速度大于g，若安培力大于mg小于2mg，則ef的加速度小于g，A正確，B錯(cuò)誤；C．導(dǎo)體棒最終一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可得解得可見(jiàn)最終速度v與開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)刻無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；D．在整個(gè)過(guò)程中，只有重力與安培力對(duì)ef做功，而ef克服安培力做的功等于回路中產(chǎn)生的電能，因此ef的機(jī)械能與回路中產(chǎn)生的電能之和保持不變，D錯(cuò)誤。故選A。10．如圖所示是冶煉金屬的感應(yīng)爐的示意圖。感應(yīng)爐中裝有待冶煉的金屬，當(dāng)線圈中通有電流時(shí)，通過(guò)產(chǎn)生渦流來(lái)熔化金屬。以下關(guān)于感應(yīng)爐的說(shuō)法中正確的是（??）A．感應(yīng)爐的線圈中必須通有變化的電流，才會(huì)產(chǎn)生渦流B．感應(yīng)爐的線圈中通有恒定的電流，也可以產(chǎn)生渦流C．感應(yīng)爐是利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱使金屬熔化的D．感應(yīng)爐是利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)使金屬熔化的【答案】A【解析】AB．變化的電流才能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，引起感應(yīng)爐中磁通量的變化，產(chǎn)生渦流，恒定電流不會(huì)使感應(yīng)爐中的磁通量發(fā)生變化，不會(huì)有渦流產(chǎn)生，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)感應(yīng)爐內(nèi)裝入待冶煉的金屬時(shí)，會(huì)在待冶煉的金屬中直接產(chǎn)生渦流來(lái)加熱金屬，而不是利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱，也不是利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)加熱，故CD錯(cuò)誤。故選A。題組B能力提升練1．一根上端固定的彈簧，其下端掛一條形磁鐵，磁鐵在上下振動(dòng)，磁鐵的振動(dòng)幅度幾乎保持不變。如圖所示，若在磁鐵振動(dòng)過(guò)程中把一導(dǎo)電線圈靠近磁鐵下方，則關(guān)于磁鐵的振幅，下列說(shuō)法中正確的是（）A．S閉合時(shí)振幅迅速減小，S斷開(kāi)時(shí)振幅幾乎不變B．S閉合時(shí)振幅迅速增大，S斷開(kāi)時(shí)振幅幾乎不變C．S閉合或斷開(kāi)，振幅變化相同D．S閉合或斷開(kāi)，振幅都幾乎不發(fā)生變化【答案】A【解析】S閉合時(shí)，由于磁鐵的上下振動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量不斷變化在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，即有電能產(chǎn)生，消耗機(jī)械能，所以振幅逐漸減小；S斷開(kāi)時(shí)，線圈中無(wú)電能產(chǎn)生，不消耗機(jī)械能，故振幅不變，BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A。2．如圖所示，面積為S、匝數(shù)為n的線圈內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為（k＞0且為常數(shù)，但未知），當(dāng)t＝0時(shí)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。在磁場(chǎng)方向改變之前，有一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子靜止于水平放置的、間距為d的平行板電容器中間。（重力加速度為g）由此可以判斷（）A．此粒子帶正電B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為C．當(dāng)磁場(chǎng)方向改變后，該粒子將向下做加速運(yùn)動(dòng)D．電容器所帶電荷量與時(shí)間成正比【答案】B【解析】A．由楞次定律可知，平行板電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，極板間場(chǎng)強(qiáng)豎直向下，粒子在極板間靜止，粒子所受靜電力豎直向上，靜電力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；B．由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)粒子靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得解得B正確；C．由楞次定律可知，當(dāng)磁場(chǎng)方向改變后，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，粒子受力情況不變，粒子仍靜止不動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．電容器兩極板間電勢(shì)差電容器所帶電荷量Q與時(shí)間無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。故選B。3．如圖所示，U形框的兩平行導(dǎo)軌與水平面成θ角，一個(gè)橫截面為矩形的金屬棒ab靜止在導(dǎo)軌上、從某時(shí)刻起，添加一個(gè)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，且磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開(kāi)始均勻增大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直到金屬棒剛要開(kāi)始在導(dǎo)軌上滑動(dòng)為止。在這一過(guò)程中，金屬棒ab所受的摩擦力大小將（）A．一直增大 B．一直減小 C．一直不變 D．先減小后增大【答案】D【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開(kāi)始均勻增大，設(shè)B＝kt，k是大于零的比例常數(shù)，金屬棒與U形框組成閉合回路的面積為S，電路總電阻為R。由楞次定律可知，通過(guò)ab的感應(yīng)電流從a流向b，由左手定則可知，ab受到的安培力平行于導(dǎo)軌向上；由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝＝S＝kS感應(yīng)電流金屬棒受到的安培力F＝ILB＝由于k、S、L、R都是定值，則安培力F隨時(shí)間增大。開(kāi)始時(shí)安培力較小，當(dāng)F<mgsinθ時(shí)，摩擦力f平行于導(dǎo)軌向上，對(duì)金屬棒ab，由平衡條件可得f＋F＝mgsinθ解得f＝mgsinθ－F由于F不斷增大，則摩擦力f逐漸減??；當(dāng)安培力F>mgsinθ時(shí)，摩擦力f平行于導(dǎo)軌向下，由平衡條件得mgsinθ＋f＝F解得f＝F－mgsinθF逐漸增大，摩擦力f逐漸增大；綜上所述可知，在整個(gè)過(guò)程中，摩擦力先減小后增大。D正確。4．如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接，右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、接入電路的電阻也為R的金屬棒從高度為h處由靜止釋放，到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度為g。則金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中（）A．流過(guò)金屬棒的最大電流為B．通過(guò)金屬棒的電荷量為C．克服安培力所做的功為mghD．金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為mg（h－μd）【答案】D【解析】A．金屬棒沿彎曲部分下滑過(guò)程中，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mgh＝mv2可知金屬棒到達(dá)平直部分時(shí)的速度金屬棒到達(dá)平直部分后做減速運(yùn)動(dòng)，剛到達(dá)平直部分時(shí)的速度最大，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv最大感應(yīng)電流I＝＝故A錯(cuò)誤；B．通過(guò)金屬棒的電荷量故B錯(cuò)誤；C．金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mgh－W安－μmgd＝0－0克服安培力做的功W安＝mgh－μmgd故C錯(cuò)誤；D．克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱，因?yàn)槎ㄖ惦娮璧淖柚蹬c金屬棒接入電路的阻值相等，通過(guò)它們的電流相等，則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q′＝Q＝W安＝mg（h－μd）故D正確。故選D。5．“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中，其工作原理是當(dāng)接通電源時(shí)，內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)磁感線穿過(guò)封口鋁箔材料時(shí)，瞬間產(chǎn)生大量小渦流，致使鋁箔自行快速發(fā)熱，熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠，從而粘貼在承封容器的封口處，達(dá)到迅速封口的目的。下列說(shuō)法中正確的是（）A．該封口機(jī)可用干電池等直流電源作為工作電源B．封口材料不可用普通塑料薄膜來(lái)代替鋁箔C．封口過(guò)程中溫度過(guò)高，可適當(dāng)減小所通電流的周期來(lái)解決D．指針式電流也是由于在電流表內(nèi)部線圈中產(chǎn)生了渦流而使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】B【解析】A．導(dǎo)體放入變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，而干電池通電后，導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，不能產(chǎn)生渦流，A錯(cuò)誤；B．普通塑料薄膜不是導(dǎo)體，不能產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，B正確；C．封口過(guò)程中溫度過(guò)高，可適當(dāng)增加所通電流的周期，使磁場(chǎng)變化減慢來(lái)解決，C錯(cuò)誤；D．指針式電流也是由于在電流表內(nèi)部線圈中的電流在磁場(chǎng)中受力而使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。故選B。6．以下為教材中的四幅圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．甲圖是法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第根據(jù)對(duì)稱性思想，做了如上實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象B．乙圖是真空冶煉爐，當(dāng)爐外線圈通入高頻交流電時(shí)，線圈產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬C．丙圖是無(wú)軌電車(chē)電車(chē)在行駛過(guò)程中由于車(chē)身顛簸電弓和電網(wǎng)之間容易閃現(xiàn)電火花，這是由于車(chē)弓脫離電網(wǎng)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)使空氣電離D．丁圖是電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)金屬弦被磁化，弦振動(dòng)過(guò)程中線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而使音箱發(fā)聲。如果選用銅質(zhì)弦，電吉他不能正常工作【答案】B【解析】A．甲圖是法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第根據(jù)對(duì)稱性思想，做了如上實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象，故A不符題意；B．真空冶煉爐，當(dāng)爐外線圈通入高頻交流電時(shí)，是爐內(nèi)的金屬產(chǎn)生渦流，在電的熱效應(yīng)下，產(chǎn)生熱量，熔化金屬（自己燒自己），故B符合題意；C．丙圖是無(wú)軌電車(chē)電車(chē)在行駛過(guò)程中由于車(chē)身顛簸電弓和電網(wǎng)之間容易閃現(xiàn)電火花，這是由于車(chē)弓脫離電網(wǎng)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)使空氣電離，故C不符題意；D．丁圖是電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)金屬弦被磁化，弦振動(dòng)過(guò)程中線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而使音箱發(fā)聲。如果選用銅質(zhì)弦，電吉他不能正常工作，故D不符題意；故選B。7．裝在汽車(chē)上的磁性轉(zhuǎn)速表就利用了電磁驅(qū)動(dòng)，其工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．永久磁體和鋁盤(pán)應(yīng)裝在同一轉(zhuǎn)軸上，兩者同速轉(zhuǎn)動(dòng)B．永久磁體和鋁盤(pán)應(yīng)裝在同一轉(zhuǎn)軸上，兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反C．永久磁體相對(duì)鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁盤(pán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，并受洛倫茲力而轉(zhuǎn)動(dòng)D．在電磁驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中，將其它形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】D【解析】A．永久磁鐵固定在轉(zhuǎn)軸上，鋁盤(pán)固定在指針軸上，鋁盤(pán)和永久磁體不是同轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，所以兩者轉(zhuǎn)動(dòng)不是同步的，故A錯(cuò)誤；B．該轉(zhuǎn)速表運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理，由楞次定律知，鋁盤(pán)磁場(chǎng)總是阻礙永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，要使減小穿過(guò)鋁盤(pán)磁通量的變化，永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向與鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)永久磁鐵隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場(chǎng)，在鋁盤(pán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這時(shí)永久磁鐵的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)鋁盤(pán)上的感應(yīng)電流有安培力的作用，而產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，使指針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于彈簧游絲的反力矩會(huì)使指針?lè)€(wěn)定在某一刻度上，故C錯(cuò)誤；D．在電磁驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)安培力做功消耗電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確；故選D。8．超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車(chē)車(chē)體向上浮起，同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具．其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1＝B2＝B，每個(gè)磁場(chǎng)的寬度都是L，相間排列，所有這些磁場(chǎng)都以相同的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為L(zhǎng)的金屬框abcd（懸浮在導(dǎo)軌上方）在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng)．設(shè)金屬框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為Ff，金屬框的最大速度為vm，則磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v可表示為（）A．v＝ B．v＝C．v＝ D．v＝【答案】B【解析】由題，當(dāng)金屬框的最大速度為vm時(shí)，線框相對(duì)于磁場(chǎng)的速度大小為v－vm，方向向左，bc和ad產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小都為線框中感應(yīng)電流大小為由右手判斷可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，由左手定則可知，bc和ad所受安培力方向均向右，安培力大小均為F=BIL，聯(lián)立得到根據(jù)平衡條件得代入解得，故選B。9．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室所用的某種靈敏天平，安裝在天平臂一端（圖中的右端）的金屬片置于蹄形磁鐵的兩個(gè)磁極之間，該裝置有利于振動(dòng)的天平臂迅速平靜下來(lái)，現(xiàn)因物體放置在秤上引起天平臂的擺動(dòng)帶動(dòng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)，由于穿過(guò)金屬片的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，因此金屬片中沒(méi)有感應(yīng)電流B．當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬片中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻臏u流C．當(dāng)金屬片向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬片受到向下的磁場(chǎng)力D．由于金屬片在上下運(yùn)動(dòng)，受到的磁場(chǎng)力總是阻礙金屬片的運(yùn)動(dòng)，使其機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致物體質(zhì)量測(cè)量值偏小【答案】C【解析】A．當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)，由于穿過(guò)金屬片的磁通量發(fā)生變化，因此金屬片中產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；B．當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬片中會(huì)產(chǎn)生方向變化的渦流，渦流的方向與金屬片的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)金屬片向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)“來(lái)拒去留”原則，金屬片受到向下的磁場(chǎng)力，C正確；D．當(dāng)天平靜止時(shí)，磁場(chǎng)力消失，不會(huì)導(dǎo)致物體質(zhì)量測(cè)量值偏小，D錯(cuò)誤。故選C。10．如圖甲所示，把一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁鐵的兩磁極間，蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)摩擦；如圖乙所示，閉合金屬環(huán)從曲面上高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速度為零，不計(jì)摩擦，整個(gè)曲面處在垂直紙面的磁場(chǎng)中（圖中未畫(huà)出），下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蹄形磁鐵時(shí)，磁鐵的磁極未知，故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向未知B．圖甲中當(dāng)蹄形磁鐵不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)閉合線圈，由于不計(jì)摩擦，線圈將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C．圖乙中若磁場(chǎng)為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，因圓環(huán)面積不變，可知圓環(huán)磁通量不變，故圓環(huán)機(jī)械能守恒，滾上的高度仍為D．圖乙中若磁場(chǎng)為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓環(huán)滾下過(guò)程中，圓環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流【答案】D【解析】A．當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蹄形磁鐵時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量變化，則導(dǎo)致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但快慢不一，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)蹄形磁鐵不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)閉合線圈，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，安培力阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，則線圈做減速轉(zhuǎn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；CD．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，閉合小環(huán)中滾動(dòng)過(guò)程中，磁通量變化，由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，高度減小，故D正確，C錯(cuò)誤。故選D。題組C培優(yōu)拔尖練1．如圖所示，光滑水平軌道上有兩輛靜止小車(chē)，甲車(chē)上固定一個(gè)條形磁鐵，N極向右，乙車(chē)上固定一個(gè)螺線管，螺線管通過(guò)電阻R連成通路。現(xiàn)推動(dòng)一下甲車(chē)，使它獲得向右的初速度，當(dāng)它向乙車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電阻R中的電流方向由A向B，兩車(chē)系統(tǒng)動(dòng)量不守恒、動(dòng)能守恒B．電阻R中的電流方向由A向B，兩車(chē)系統(tǒng)動(dòng)量守恒、動(dòng)能不守恒C．電阻R中的電流方向由B向A，兩車(chē)系統(tǒng)動(dòng)量不守恒、動(dòng)能守恒D．電阻R中的電流方向由B向A，兩車(chē)系統(tǒng)動(dòng)量守恒、動(dòng)能不守恒【答案】B【解析】AC．由于兩車(chē)在光滑水平軌道上相互作用，合外力為零，動(dòng)量守恒；甲車(chē)向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)螺線管的磁通量向右增加，螺線管中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，根據(jù)能量守恒動(dòng)能會(huì)減少。選項(xiàng)AC錯(cuò)誤；BD．甲車(chē)向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)螺線管的磁通量向右增加，由楞次定律可知乙車(chē)中螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向左，根據(jù)右手螺旋定則可知電阻R中的電流方向可能由A向B，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤。故選B。2．隨著電動(dòng)汽車(chē)的大量普及，汽車(chē)無(wú)線充電受到越來(lái)越多的關(guān)注。無(wú)線充電簡(jiǎn)單方便，不需手動(dòng)操作，沒(méi)有線纜拖拽，大大提高了用戶體驗(yàn)。將受電線圈安裝在汽車(chē)的底盤(pán)上，將供電線圈安裝在地面上，如圖所示。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)行駛到供電線圈裝置上，受電線圈即可“接受”到供電線圈的電流，從而對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。關(guān)于無(wú)線充電，下列說(shuō)法正確的是（）A．無(wú)線充電技術(shù)與變壓器的工作原理相同B．為了保護(hù)受電線圈不受損壞，可在車(chē)底加裝一個(gè)金屬護(hù)板C．只有將供電線圈接到直流電源上，才能對(duì)蓄電池進(jìn)行充電D．當(dāng)受電線圈沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)供電線圈（二者沒(méi)有完全重合）時(shí)，將不能進(jìn)行無(wú)線充電【答案】A【解析】A．無(wú)線充電技術(shù)就是通過(guò)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)穿過(guò)受電線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，受電線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有了感應(yīng)電流，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，與變壓器的工作原理相同，A正確；B．如果在車(chē)底加裝一個(gè)金屬護(hù)板，金屬護(hù)板會(huì)產(chǎn)生渦流，損耗能量，同時(shí)屏蔽磁場(chǎng)，使受電線圈無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤；C．供電線圈只有接到交流電源上，能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，從而使受電線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流給蓄電池充電，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)受電線圈沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)供電線圈（二者沒(méi)有完全重合）時(shí)，只要穿過(guò)受電線圈的磁通量發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁感應(yīng)，給蓄電池充電，D錯(cuò)誤。故選A。3．如圖，在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)．導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向．導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)A．在時(shí)為零B．在時(shí)改變方向C．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较駾．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緼C【解析】本題考查交變電流圖象、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)．解析由圖（b）可知，導(dǎo)線PQ中電流在t=T/4時(shí)達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/4時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)A正確；在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負(fù)不變，根據(jù)楞次定律，所以在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/2時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)C正確；由楞次定律可判斷出在t=T時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．如圖所示，光滑且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.20m，兩導(dǎo)軌的左端之間連接的電阻R=Ω，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量mab，位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻rΩ，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下．現(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求金屬桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)經(jīng)t=5.0s時(shí)，A．通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流的大小為1A，方向由b指向aB．金屬桿的速率為4m/sC．外力F的瞬時(shí)功率為1WR的電荷量為5C【答案】AC【解析】A．導(dǎo)體棒向右切割磁感線，由右手定則知電流方向?yàn)閎指向a，金屬桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)經(jīng)t=5.0s，由圖像可知電壓為0.4V，根據(jù)閉合電路歐姆定律得故A正確；B．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知解得，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電路知結(jié)合U-t圖像知導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為根據(jù)牛頓第二定律,在5s末時(shí)對(duì)金屬桿有解得;,此時(shí)F的瞬時(shí)功率故C對(duì)；故D錯(cuò)誤；故選AC5．如圖所示，磁場(chǎng)方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一鋼制圓環(huán)用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn).將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速度釋放，圓環(huán)擺到右側(cè)最高點(diǎn)b，不計(jì)空氣阻力．在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中A．感應(yīng)電流方向先是逆時(shí)針?lè)较颍夙槙r(shí)針?lè)较?，后逆時(shí)針?lè)较駼．感應(yīng)電流的大小是先增大再減小C．如果銅環(huán)的電阻足夠小，b點(diǎn)與a點(diǎn)的高度差也足夠小D．安培力方向始終沿水平方向【答案】AD【解析】試題分析：A、由楞次定律知，感應(yīng)電流方向先是逆時(shí)針?lè)较?，再順時(shí)針?lè)较?，后逆時(shí)針?lè)较?，A正確．B、由法拉第電磁感應(yīng)定律，且電流方向改變時(shí)有某時(shí)刻電流是零，環(huán)心過(guò)圖示虛線感應(yīng)電流順時(shí)針最大，所以感應(yīng)電流的大小是先增大再減小，再增大再減小，再增大再減小，B錯(cuò)誤．C、銅環(huán)的電阻小，在相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)電流更大，克服安培力做功的功率更大，b點(diǎn)與a點(diǎn)的高度差更大，C錯(cuò)誤．D、由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布，所以安培力方向始終沿水平向左的方向，D正確．故選AD.6．（1）在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，首先要按圖（甲）接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系；然后再按圖（乙）將電流表與B連成一個(gè)閉合回路，將A與電池、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路。在圖（甲）中，當(dāng)閉合S時(shí)，觀察到電流表指針向左偏（不通電時(shí)指針停在正中央）在圖（乙）中，①將S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過(guò)程中，電流表的指針將___________（填“向左”“向右”或“不發(fā)生”，下同）偏轉(zhuǎn)；②螺線管A放在B中不動(dòng)，電流表的指針將___________偏轉(zhuǎn)；③螺線管A放在B中不動(dòng)，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表的指針將___________偏轉(zhuǎn)；④螺線管A放在B中不動(dòng)，突然切斷開(kāi)關(guān)S時(shí)，電流表的指針將____