新教材同步系列2024春高中物理第2章電磁感應(yīng)第5節(jié)渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用教師用書(shū)粵教版選擇性必修第二冊(cè)

第五節(jié)渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用1．相識(shí)什么是渦流，理解渦流的成因及本質(zhì)。2．了解渦流加熱、渦流制動(dòng)、渦流探測(cè)在生產(chǎn)、生活和科技中的應(yīng)用。3．了解在生產(chǎn)、生活中避開(kāi)或削減渦流的方法。學(xué)問(wèn)點(diǎn)一渦流現(xiàn)象1．渦流：整塊導(dǎo)體內(nèi)部因發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生旋渦狀的感應(yīng)電流。2．影響渦流大小的因素：導(dǎo)體的外周長(zhǎng)越長(zhǎng)，交變磁場(chǎng)的頻率越高，渦流就越大。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二渦流現(xiàn)象的應(yīng)用1．渦流的熱效應(yīng)(1)電磁爐：電磁爐是渦流現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，采納了磁場(chǎng)感應(yīng)渦流的加熱原理。(2)高頻感應(yīng)爐：在感應(yīng)爐中，有產(chǎn)生高頻交變電流的大功率電源和產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈，其工作原理也是渦流加熱。2．渦流的機(jī)械效應(yīng)(1)電磁驅(qū)動(dòng)：當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)的現(xiàn)象。(2)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦流使導(dǎo)體受到安培力，并且安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。3．渦流的磁效應(yīng)渦流探測(cè)：通有交變電流的探測(cè)線圈，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)靠近金屬物時(shí)，在金屬物中激起渦流，隱藏金屬物的等效電阻、電感也會(huì)反射到探測(cè)線圈中，變更通過(guò)探測(cè)線圈電流的大小和相位，從而探知金屬物。1．思索推斷(正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”)(1)渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng)。 (×)(2)把金屬塊放在變更的磁場(chǎng)中可產(chǎn)生渦流。 (√)(3)渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特別電流。 (×)(4)金屬探測(cè)器是利用渦流現(xiàn)象。 (√)(5)電表線圈用鋁框作線圈骨架不是利用渦流現(xiàn)象。 (×)2．如圖所示，金屬球(銅球)下端有通電的線圈，今把小球拉離平衡位置后釋放，此后關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)狀況是(不計(jì)空氣阻力)()A．做等幅振動(dòng)B．做阻尼振動(dòng)C．振幅不斷增大D．無(wú)法判定B[小球在通電線圈磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，小球中產(chǎn)生渦流，故小球要受到安培力作用阻礙它的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，做阻尼振動(dòng)，故振幅越來(lái)越小，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。]3．下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是()A．把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中B．讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．把金屬塊放在變更的磁場(chǎng)中D[渦流就是整個(gè)金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，即穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變更。而A、B、C中穿過(guò)金屬塊的磁通量不變更，所以A、B、C錯(cuò)誤；把金屬塊放在變更的磁場(chǎng)中時(shí)，穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生了變更，有渦流產(chǎn)生，所以D正確。]1．如圖，將通有變更電流的導(dǎo)線繞在鐵塊上。(1)請(qǐng)問(wèn)鐵塊中有感應(yīng)電流嗎？假如有，它的形態(tài)像什么？(2)在上述過(guò)程中伴隨著哪些能量轉(zhuǎn)化？提示：(1)有。變更的電流產(chǎn)生變更的磁場(chǎng)，依據(jù)楞次定律可知鐵塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形態(tài)像水中的旋渦，所以把它叫作渦電流，簡(jiǎn)稱(chēng)渦流。(2)導(dǎo)線電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為鐵塊中電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁鐵的兩磁極之間，如圖所示，蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)蹄形磁鐵順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。試分析線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的動(dòng)力是什么力？線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同嗎？提示：線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流受到安培力的作用，安培力作為動(dòng)力使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。線圈的轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速。對(duì)渦流的理解1．對(duì)渦流的理解本質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象條件穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變更，并且金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路特點(diǎn)整個(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小，感應(yīng)電流很大，發(fā)熱功率很大2．能量轉(zhuǎn)化伴隨著渦流現(xiàn)象，常見(jiàn)以下兩種能量轉(zhuǎn)化。(1)假如金屬塊放在了變更的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(2)假如是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則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)用與防治(1)應(yīng)用：高頻感應(yīng)爐、金屬探測(cè)器、安檢門(mén)等。(2)防治：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?！镜淅?】(多選)如圖所示為用來(lái)冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈，將金屬材料置于冶煉爐中，當(dāng)線圈中通以電流時(shí)用感應(yīng)加熱的方法使?fàn)t內(nèi)金屬發(fā)熱。下列說(shuō)法中正確的是()A．線圈中通以恒定電流，金屬材料中也能產(chǎn)生感應(yīng)電流B．線圈中通以隨時(shí)間變更的電流，在金屬材料中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．感應(yīng)加熱是利用金屬材料中的渦流冶煉金屬的D．感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱冶煉金屬的BC[通過(guò)線圈的電流是隨時(shí)間變更的電流，從而在金屬材料中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；爐內(nèi)金屬中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流叫渦流，感應(yīng)加熱是利用金屬材料中的渦流冶煉金屬的，故C選項(xiàng)正確；爐內(nèi)金屬中會(huì)產(chǎn)生渦流，金屬中的自由電子在渦流產(chǎn)生的電場(chǎng)中高速運(yùn)動(dòng)，受到阻礙從而產(chǎn)生熱量，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。]渦流現(xiàn)象的分析方法(1)渦流是整塊導(dǎo)體中發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，分析渦流一般運(yùn)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律。(2)導(dǎo)體內(nèi)部可以等效為很多閉合電路。(3)導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)熱的原理是電流的熱效應(yīng)。[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．電磁爐是利用電磁感應(yīng)原理加熱食物的，下列關(guān)于電磁爐的說(shuō)法正確的是()A．電磁爐內(nèi)部產(chǎn)生了感應(yīng)電流B．電磁爐可以加熱陶瓷鍋內(nèi)的食物C．電磁爐只能加熱鐵鍋內(nèi)的食物D．電磁爐加熱食物利用了電流的熱效應(yīng)D[電磁爐是在金屬鍋體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流而產(chǎn)生熱的，電磁爐內(nèi)部不產(chǎn)生感應(yīng)電流；陶瓷鍋內(nèi)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，就不會(huì)產(chǎn)生熱，因此不行以加熱陶瓷鍋內(nèi)的食物，A、B錯(cuò)誤；只要是屬于金屬鍋底的鍋都可以用電磁爐加熱鍋內(nèi)的食物，只是鐵鍋加熱的效果會(huì)更好些，C錯(cuò)誤；電磁爐是在金屬鍋體內(nèi)產(chǎn)生大量渦流而產(chǎn)生的熱來(lái)加熱食物的，是利用了電流的熱效應(yīng)，D正確。]電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較比較項(xiàng)電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流由于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變更而產(chǎn)生感應(yīng)電流效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，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，從而對(duì)外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象【典例2】如圖所示，在一蹄形磁鐵下面放一個(gè)銅盤(pán)，銅盤(pán)和磁鐵均可以自由繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩磁極靠近銅盤(pán)，但不接觸，當(dāng)磁鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅盤(pán)將()A．以相同的轉(zhuǎn)速與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)B．以較小的轉(zhuǎn)速與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)C．以相同的轉(zhuǎn)速與磁鐵反向轉(zhuǎn)動(dòng)D．靜止不動(dòng)[思路點(diǎn)撥]①磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅盤(pán)中會(huì)產(chǎn)生渦流。②由楞次定律可分析銅盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。B[因磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)，引起銅盤(pán)中磁通量發(fā)生變更而產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而受安培力作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由楞次定律可知安培力的作用是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以銅盤(pán)與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)，又由產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件可知，銅盤(pán)中能產(chǎn)生電流的條件必需是磁通量發(fā)生變更。故銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁鐵相同而轉(zhuǎn)速較小，不能與磁鐵同速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以正確選項(xiàng)是B。]對(duì)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的理解(1)電磁阻尼是感應(yīng)電流所受的安培力對(duì)導(dǎo)體做負(fù)功，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)；而電磁驅(qū)動(dòng)是感應(yīng)電流所受的安培力對(duì)導(dǎo)體做正功，推動(dòng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。(2)在兩種狀況下，安培力均是阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(3)在電磁驅(qū)動(dòng)中，主動(dòng)部分的速度(或角速度)大于被動(dòng)部分的速度(或角速度)。(4)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，均可以依據(jù)楞次定律和左手定則分析導(dǎo)體的受力狀況。[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示，用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于O點(diǎn)，第一種狀況是虛線左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右邊沒(méi)有磁場(chǎng)。其次種狀況是整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)的搖擺狀況是()A．兩種狀況都經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間停下來(lái)B．第一種狀況先停下來(lái)C．其次種狀況先停下來(lái)D．無(wú)法確定B[只有左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)在穿越磁場(chǎng)邊界時(shí)，由于磁通量發(fā)生變更，環(huán)內(nèi)肯定會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，依據(jù)楞次定律可知將會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以搖擺會(huì)很快停下來(lái)，這就是電磁阻尼現(xiàn)象。也可以用能量守恒來(lái)說(shuō)明，既然有電流產(chǎn)生，就肯定有一部分機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，最終電能通過(guò)導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若空間都有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量不變更，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，搖擺就不會(huì)很快停下來(lái)。故選B。]1．(多選)變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊加而成的，而不是采納一整塊硅鋼，這是為了()A．增大渦流B．減小渦流C．產(chǎn)生更多的熱量D．減小發(fā)熱量BD[渦流能使導(dǎo)體發(fā)熱。變壓器的鐵芯是相互絕緣的硅鋼片疊加而成的，從而降低渦流強(qiáng)度，削減能量損耗，提高變壓器的效率。]2．(多選)如圖所示，磁電式儀表的線圈通常是用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是()A．防止渦流而設(shè)計(jì)的B．利用渦流而設(shè)計(jì)的C．起電磁阻尼的作用D．起電磁驅(qū)動(dòng)的作用BC[線圈通電后在安培力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在鋁框內(nèi)產(chǎn)生渦流，渦流將阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來(lái)，這樣做是利用渦流來(lái)起電磁阻尼的作用。]3．(多選)位于光滑水平面的小車(chē)上水平固定一螺線管，一個(gè)比螺線管長(zhǎng)的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v0穿入螺線管，并最終穿出，不計(jì)重力，如圖所示，在此過(guò)程中()A．磁鐵做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．磁鐵做減速運(yùn)動(dòng)C．小車(chē)向右做加速運(yùn)動(dòng)D．小車(chē)先加速后減速BC[磁鐵水平穿入螺線管時(shí)，螺線管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流將阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)；同理，磁鐵穿出時(shí)，由楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流將阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)，故整個(gè)過(guò)程中，磁鐵做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。對(duì)于小車(chē)上的螺線管來(lái)說(shuō)，螺線管受到的安培力方向始終為水平向右，這個(gè)安培力使螺線管和小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，且始終做加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。]4．(多選)如圖所示是用渦流金屬探測(cè)器探測(cè)地下金屬物的示意圖，下列說(shuō)法中正確的是()A．探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生變更磁場(chǎng)B．只有有磁性的金屬物才會(huì)被探測(cè)器探測(cè)到C．探測(cè)到地下的金屬物是因?yàn)樘筋^中產(chǎn)生了渦流D．探測(cè)到地下的金屬物是因?yàn)榻饘傥镏挟a(chǎn)生了渦流AD[探測(cè)器內(nèi)線圈通有變更電流產(chǎn)生變更磁場(chǎng)，A正確；若有金屬，則金屬中會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流磁場(chǎng)反過(guò)來(lái)影響線圈中的電流，使儀器報(bào)警，D正確。]回來(lái)本節(jié)內(nèi)容，自我完成以下問(wèn)題：1．渦流的本質(zhì)、條件及特點(diǎn)是什么？提示：(1)本質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)條件：穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變更。(3)特點(diǎn)：整個(gè)金屬塊回路的電阻一般很小，渦電流很大，發(fā)熱功率很大。2．渦流的應(yīng)用有哪些？提示：(1)渦流熱效應(yīng)：如真空冶煉爐、電磁爐等。(2)渦流磁效應(yīng)：如探雷器、安檢門(mén)等。3．如何防止渦流？提示：電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止渦流過(guò)大而導(dǎo)致奢侈能量，損壞電器。(1)途徑一：增大鐵芯材料的電阻率。(2)途徑二：用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯。安檢門(mén)安檢門(mén)是一種檢測(cè)人員有無(wú)攜帶金屬物品的探測(cè)裝置，又稱(chēng)金屬探測(cè)門(mén)。金屬探測(cè)安檢門(mén)主要應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、大型會(huì)議等人流較大的公共場(chǎng)所用來(lái)檢查人身體上隱藏的金屬物品，如槍支、管制刀具等。市場(chǎng)上少數(shù)高檔安檢門(mén)可以做到當(dāng)被檢查人員從安檢門(mén)通過(guò)，人身體上所攜帶的金屬超過(guò)依據(jù)重量、數(shù)量或形態(tài)預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)值時(shí)，安檢門(mén)即刻報(bào)警，并顯示造成報(bào)警的金屬所在區(qū)位，讓安檢人員剛好發(fā)覺(jué)該人所隨身攜帶的金屬物品。大部分工廠專(zhuān)用安檢門(mén)僅僅辨別是否攜帶金屬物品，定位并報(bào)警，防止產(chǎn)品被違規(guī)帶出工廠。性能最好的安檢門(mén)可以檢測(cè)到回形針大小物品。公共場(chǎng)所人員眾多，常常會(huì)有不法分子攜帶刀槍等違禁物品伺機(jī)行兇作案，從而造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，給社會(huì)造成極其惡劣的負(fù)面影響。為了杜絕這類(lèi)恐怖事務(wù)發(fā)生，科學(xué)的管理配以科學(xué)有效管理工具勢(shì)在必行。而安檢門(mén)正是其最有效的工具之一，它已廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)等重要的平安設(shè)施里，用來(lái)防止恐怖攻擊，是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)，被證明最行之有效的安防工具之一。人身上攜帶的金屬物品先被地磁場(chǎng)磁化才能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生被測(cè)感應(yīng)電流？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？提示：不是不是是課時(shí)分層作業(yè)(八)渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用題組一對(duì)渦流的理解1．下列關(guān)于渦流的說(shuō)法中正確的是()A．渦流跟平常常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^(guò)導(dǎo)體的磁通量變更而產(chǎn)生的B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特別電流C．渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng)D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流A[渦流本質(zhì)上是感應(yīng)電流，是自身構(gòu)成回路，在穿過(guò)導(dǎo)體的磁通量變更時(shí)產(chǎn)生的，所以A正確，B錯(cuò)誤；渦流不僅有熱效應(yīng)，同其他電流一樣也有磁效應(yīng)，C錯(cuò)誤；硅鋼電阻率大，產(chǎn)生的渦流較小，但仍能產(chǎn)生渦流，D錯(cuò)誤。]2．關(guān)于渦流，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．真空冶煉爐是利用渦流來(lái)熔化金屬的裝置B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場(chǎng)產(chǎn)生的C．阻尼擺搖擺時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流B[真空冶煉爐是利用渦流來(lái)熔化金屬的裝置，A說(shuō)法正確；要想產(chǎn)生渦流，必需是變更的磁場(chǎng)，因?yàn)樽兏拇艌?chǎng)才能產(chǎn)生電場(chǎng)，產(chǎn)生渦流，B說(shuō)法錯(cuò)誤；依據(jù)楞次定律可知，阻尼擺搖擺時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)，C說(shuō)法正確；渦流會(huì)造成能量的損失，所以變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，是為了減小渦流造成的能量損失，D說(shuō)法正確。]3．安檢門(mén)是一個(gè)用于平安檢查的“門(mén)”，“門(mén)框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門(mén)”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬物品通過(guò)“門(mén)”時(shí)能產(chǎn)生渦流，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)法不正確的是()A．這個(gè)安檢門(mén)也能檢查出毒品攜帶者B．這個(gè)安檢門(mén)只能檢查出金屬物品攜帶者C．假如這個(gè)“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，則不能檢查出金屬物品攜帶者D．這個(gè)安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)A[這個(gè)安檢門(mén)是利用渦流工作的，因而只能檢查金屬物品攜帶者，A錯(cuò)誤，B正確；若“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，它不能使塊狀金屬產(chǎn)生電流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C正確；安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)，D正確。]4．渦流探傷是工業(yè)上常用的技術(shù)之一，該技術(shù)通過(guò)勵(lì)磁線圈使構(gòu)件中產(chǎn)生渦電流，再借助探測(cè)線圈測(cè)定渦電流的變更量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。則()A．工作時(shí)勵(lì)磁線圈必須要與被測(cè)構(gòu)件接觸B．渦流探傷也適用于檢測(cè)橡膠構(gòu)件的缺陷C．勵(lì)磁線圈中應(yīng)當(dāng)通入恒定電流完成檢測(cè)D．探測(cè)線圈是依據(jù)接收到的渦流磁場(chǎng)工作的D[渦流探傷技術(shù)其原理是用勵(lì)磁線圈使被測(cè)構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測(cè)線圈測(cè)定渦電流的變更，故工作時(shí)勵(lì)磁線圈不須要與被測(cè)構(gòu)件接觸，故A錯(cuò)誤；因橡膠構(gòu)件不能產(chǎn)生渦流，所以渦流探傷不適用于檢測(cè)橡膠構(gòu)件的缺陷，故B錯(cuò)誤；勵(lì)磁線圈中通入交變電流才能產(chǎn)生變更的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬構(gòu)件處于該變更的磁場(chǎng)中時(shí)，該金屬構(gòu)件中才會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生渦流，完成檢測(cè)，由此可知，探測(cè)線圈是依據(jù)接收到的渦流磁場(chǎng)工作的，故C錯(cuò)誤，D正確。]5．(多選)“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中，如圖所示為一手持式封口機(jī)，它的工作原理是：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)到快速封口的目的。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．封口材料可用一般塑料來(lái)代替鋁箔B．該封口機(jī)可干脆用干電池作為電源以便利攜帶C．封口過(guò)程中溫度過(guò)高，可適當(dāng)減小所通電流的頻率來(lái)解決D．該封口機(jī)適用于玻璃、塑料等材質(zhì)的容器封口，但不宜用于金屬容器CD[由于封口機(jī)利用了電磁感應(yīng)原理，故封口材料必需是金屬類(lèi)材料，而且電源必需是溝通電，故A、B錯(cuò)誤；減小內(nèi)置線圈中所通過(guò)電流的頻率可以降低封口過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，即限制溫度，故C正確；封口材料應(yīng)是金屬類(lèi)材料，但對(duì)應(yīng)被封口的容器不能是金屬，否則同樣被熔化，只能是玻璃、塑料等材質(zhì)的容器，故D正確。]題組二電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)6．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)金屬球以肯定的初速度通過(guò)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則從球起先進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)過(guò)程中(磁場(chǎng)寬度大于金屬球的直徑)，金屬球()A．整個(gè)過(guò)程勻速運(yùn)動(dòng)B．進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中金屬球做減速運(yùn)動(dòng)，穿出過(guò)程做加速運(yùn)動(dòng)C．整個(gè)過(guò)程都做勻減速運(yùn)動(dòng)D．穿出時(shí)的速度肯定小于初速度D[在進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)兩個(gè)過(guò)程中，金屬球均由于渦流而受到阻力作用，由能量守恒知，穿出時(shí)的速度肯定小于初速度，故D正確。]7．可調(diào)磁控阻力健身車(chē)原理如圖所示，通過(guò)拉桿可以限制磁鐵與鋁制飛輪之間的距離，健身時(shí)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可感受到車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻尼感。則()A．阻尼感是磁鐵與車(chē)輪間摩擦所致B．若拉桿位置不動(dòng)，轉(zhuǎn)速越小阻尼感越強(qiáng)C．若飛輪轉(zhuǎn)速不變，磁鐵與飛輪距離越遠(yuǎn)阻尼感越強(qiáng)D．若其他條件相同狀況下，銅制的飛輪阻尼感更強(qiáng)D[阻尼感是飛輪切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流從而受到安培力所致，故A錯(cuò)誤；若拉桿位置不動(dòng)，轉(zhuǎn)速越小，飛輪切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小，則感應(yīng)電流越小，所受安培力越小，阻尼感越弱，故B錯(cuò)誤；若飛輪轉(zhuǎn)速不變，磁鐵與飛輪距離越遠(yuǎn)，磁鐵在飛輪處產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度越小，飛輪切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小，即感應(yīng)電流越小，所受安培力越小，阻尼感越弱，故C錯(cuò)誤；銅的電阻率比鋁的電阻率小，若其他條件相同狀況下，銅制的飛輪電阻更小，切割磁感線時(shí)感應(yīng)電流更大，所受安培力更大，則阻尼感更強(qiáng)，故D正確。]8．(多選)如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤(pán)(不計(jì)各種摩擦)，現(xiàn)讓銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。下面對(duì)視察到的現(xiàn)象描述及說(shuō)明錯(cuò)誤的是()A．銅盤(pán)中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、沒(méi)有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將始終轉(zhuǎn)動(dòng)下去B．銅盤(pán)中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、沒(méi)有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將始終轉(zhuǎn)動(dòng)下去C．銅盤(pán)中既有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將很快停下D．銅盤(pán)中既有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將越轉(zhuǎn)越快ABD[銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律及楞次定律知，盤(pán)中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且受到阻尼作用，機(jī)械能很快轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而轉(zhuǎn)化為焦耳熱，銅盤(pán)將很快停下，故C對(duì)，A、B、D錯(cuò)。]9．如圖所示，條形磁鐵從h高處自由下落，中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線圈，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，至落地用時(shí)t1，落地時(shí)速度為v1；S閉合時(shí)，至落地用時(shí)t2，落地時(shí)速度為v2，則它們的大小關(guān)系正確的是()A．t1>t2，v1>v2 B．t1＝t2，v1＝v2C．t1<t2，v1<v2 D．t1<t2，v1>v2D[開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流，對(duì)磁鐵無(wú)阻礙作用，故磁鐵自由下落，a＝g；當(dāng)S閉合時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，阻礙磁鐵下落，故a<g，所以t1<t2，v1>v2。]10．(多選)低頻電渦流傳感器可用來(lái)測(cè)量自動(dòng)化生產(chǎn)線上金屬板的厚度。如圖，在線圈L1中通以低頻溝通電，它四周會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，其正下方有一個(gè)與電表連接的線圈L2，金屬板置于L1、L2之間。當(dāng)線圈L1產(chǎn)生的變更磁場(chǎng)透過(guò)金屬板，L2中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于金屬板厚度不同，汲取電磁能量強(qiáng)弱不同，導(dǎo)致L2中感應(yīng)電流的強(qiáng)弱不同，則()A．金屬板汲取電磁能量，是由于穿過(guò)金屬板的磁場(chǎng)發(fā)生變更，板中產(chǎn)生渦流B．金屬板越厚，渦流越弱C．L2中產(chǎn)生的是直流電D．L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的溝通電AD[當(dāng)L1中通過(guò)溝通電時(shí)，依據(jù)右手螺旋定則知，穿過(guò)金屬板的磁場(chǎng)發(fā)生變更，從而出現(xiàn)變更的電場(chǎng)，導(dǎo)致金屬板內(nèi)產(chǎn)生渦流，進(jìn)而產(chǎn)生磁場(chǎng)能，然后轉(zhuǎn)化成金屬板的內(nèi)能，故A正確；金屬板越厚，在變更的溝通電流作用下，產(chǎn)生的渦流越強(qiáng)，B錯(cuò)誤；依據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律可知，在L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的溝通電，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]11．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程為y＝x2，其下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是y＝a的直線(如圖中的虛線所示)。一個(gè)小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)曲面足夠長(zhǎng)，則金屬塊在曲面上滑動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是()A．mgb B．12mvC．mg(b－a) D．mg(b－a)＋12mvD[金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)