第03講 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)（預(yù)習(xí)）（解析版）-2025版高二物理寒假精-品講義

第03講渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)（預(yù)習(xí)）模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理（吃透教材）模塊三教材習(xí)題學(xué)解題模塊四核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練（7大考點(diǎn)）模塊五小試牛刀過關(guān)測1．理解渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)，能解釋一些現(xiàn)象，解決實(shí)際問題。2.明確渦流的原理，知道渦流的利與弊，能在問題情境中分析并解決問題。3.了解電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象，理解電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理及其應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)1：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電動(dòng)勢【情境導(dǎo)入】如圖所示，B增強(qiáng)時(shí)，就會(huì)在空間激發(fā)一個(gè)感生電場E.如果E處空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在感生電場的作用下做定向移動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流．(1)感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向有什么關(guān)系？如何判斷感生電場的方向？(2)上述情況下，哪種作用扮演了非靜電力的角色？答案(1)感應(yīng)電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同．感生電場的方向與正電荷受力的方向相同，因此，感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向相同，感生電場的方向可以用楞次定律來判定．(2)感生電場對(duì)自由電荷的作用．1．感生電場麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種電場，這種電場叫作感生電場．2．感生電動(dòng)勢由感生電場產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫感生電動(dòng)勢．3．電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(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)生的感生電場使電子加速．1．變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場，與閉合電路是否存在無關(guān)．如果在變化的磁場中放一個(gè)閉合電路，自由電荷在感生電場的作用下發(fā)生定向移動(dòng)．2．感生電場可用電場線形象描述．感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的，而靜電場的電場線不閉合．3．感生電場的方向根據(jù)楞次定律用右手螺旋定則判斷，感生電動(dòng)勢的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計(jì)算．知識(shí)點(diǎn)二渦流【情境導(dǎo)入】如圖所示，線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？答案有．變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生感生電場，使導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形狀像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流．1．渦流的產(chǎn)生當(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，就像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流．3．產(chǎn)生渦流的兩種情況(1)塊狀金屬放在變化的磁場中．(2)塊狀金屬進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)．4．產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(zhuǎn)化(1)金屬塊在變化的磁場中，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(2)金屬塊進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(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．5．渦流的應(yīng)用與防止(1)應(yīng)用：真空冶煉爐、探雷器、安檢門等．(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代替整塊硅鋼鐵芯．知識(shí)點(diǎn)三電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)【情境導(dǎo)入】彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁體．將磁體托起到某一高度后放開，磁體能上下振動(dòng)較長時(shí)間才停下來．如果在磁體下端放一個(gè)固定的閉合線圈，使磁體上下振動(dòng)時(shí)穿過它(如圖所示)，磁體就會(huì)很快停下來，解釋這個(gè)現(xiàn)象．答案當(dāng)磁體穿過固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場會(huì)阻礙磁體靠近或離開線圈，也就使磁體振動(dòng)時(shí)除了受空氣阻力外，還要受到線圈的磁場阻力，克服阻力需要做的功較多，機(jī)械能損失較快，因而會(huì)很快停下來．【知識(shí)梳理】1.電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(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.電磁驅(qū)動(dòng)若磁場相對(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，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動(dòng)．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)體在磁場中運(yùn)動(dòng)形成的由磁場運(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)能磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，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)體與磁場間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)教材習(xí)題01如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯。接通交流電源，一段時(shí)間后，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時(shí)間，線圈的匝數(shù)和交流電源的頻率應(yīng)該如何改變？哪種家用電器的原理與此類似？解題方法若要縮短上述加熱時(shí)間，即增大加熱功率，則可增大感應(yīng)電動(dòng)勢，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，可以通過增加線圈的匝數(shù)或增加交流電源的頻率（即增加磁通量的變化率）來增大感應(yīng)電動(dòng)勢，從而縮短上述加熱時(shí)間。電磁爐的原理與此類似?！敬鸢浮吭黾泳€圈的匝數(shù)、增加交流電源的頻率，電磁爐。教材習(xí)題02一輕質(zhì)彈簧上端固定，下端懸掛一條形磁鐵。一次在磁鐵下方固定一閉合線圈（如圖），另一次不放線圈，然后將磁鐵下拉相同的距離后釋放。你認(rèn)為兩次磁鐵振動(dòng)的時(shí)間有區(qū)別嗎？為什么？解題方法放線圈時(shí)磁鐵很快停止振動(dòng)，不放線圈時(shí)磁鐵振動(dòng)較長時(shí)間后才停止。在磁鐵上下振動(dòng)的過程中，線圈中磁通量發(fā)生變化而會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場使磁鐵上下振動(dòng)時(shí)始終受到阻礙作用，也就使磁鐵振動(dòng)時(shí)除了要克服空氣阻力做功外，還需要克服安培力做功，所以彈簧和磁鐵整體的機(jī)械能減少得更快，因而磁鐵很快就會(huì)停下來?！敬鸢浮柯?。教材習(xí)題03如圖所示，把一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁體的兩極之間，蹄形磁體和閉合線圈都可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)蹄形磁體時(shí)，線圈也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來，解釋這種現(xiàn)象，并說明線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的能量從何而來。解題方法當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過閉合線圈的磁通量就發(fā)生變化。線圈處于圖示初始狀態(tài)時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，蹄形磁鐵一轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量就要增加。根據(jù)楞次定律，此時(shí)線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，感應(yīng)電流的磁場就要阻礙磁通量的增加，即線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，以阻礙磁通量的增加，因而線圈跟著磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的能量是由磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來。【答案】略?？键c(diǎn)1：渦流的原理（1）渦流是整塊導(dǎo)體中發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象；（2）導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)熱的原理是電流的熱效應(yīng)，熱量的計(jì)算遵守能量守恒定律和焦耳定律。【典例1】（多選）關(guān)于渦流，下列說法正確的是（）A．渦流會(huì)使鐵芯溫度升高 B．渦流發(fā)熱，要損耗額外的能量C．渦流都是有害的 D．金屬通以恒定電流會(huì)產(chǎn)生渦流【答案】AB【詳解】A．渦流會(huì)使鐵芯溫度升高，故A正確；B．渦流發(fā)熱，要損耗額外的能量，故B正確；C．渦流并不都是有害的，比如真空冶煉爐利用渦流煉化金屬，故C錯(cuò)誤；D．金屬通以恒定電流不會(huì)產(chǎn)生渦流，故D錯(cuò)誤；故選AB?！咀兪?-1】如圖所示，金屬探測器有較高的靈敏度，可以探測到金屬物體。探測器內(nèi)有電源及相應(yīng)電路，打開開關(guān)后探測器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生電流。探測器回路很容易受到其他磁場的影響而使儀器報(bào)警。下列說法正確的是（）A．探測器回路內(nèi)可能為恒定的直流電流B．用探測器掃描塑料板時(shí)，塑料板內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．被探測金屬內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的磁場使探測器報(bào)警D．若用探測器探測殘破的古銅幣，探測器不會(huì)報(bào)警【答案】C【詳解】AC．變化的磁場才能使金屬中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的磁場影響探測器，進(jìn)而使其報(bào)警，可知探測器回路內(nèi)的電流為變化的電流，A錯(cuò)誤，C正確；B．塑料板內(nèi)無大量可自由移動(dòng)的電子，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤；D．殘破的古銅幣內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流，探測器會(huì)報(bào)警，D錯(cuò)誤。故選C?！咀兪?-2】（多選）高頻焊接原理示意圖如圖所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接，下列情況中能使焊接處消耗的電功率增大的是（）A．其他條件不變，增大交變電流的電壓 B．其他條件不變，增大交變電流的頻率C．感應(yīng)電流相同的條件下，增大焊接處的接觸電阻D．感應(yīng)電流相同的條件下，減小焊接處的接觸電阻【答案】ABC【詳解】A．增大交變電流的電壓，其他條件不變，則線圈中交變電流增大，磁通量變化率增大，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢增大，感應(yīng)電流也增大，那么焊接處消耗的電功率增大，故A正確；B．高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場，在焊接的金屬工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析可知，電流變化的頻率越高，磁通量變化頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，感應(yīng)電流越大，焊縫處消耗的電功率越大，故B正確；CD．感應(yīng)電流相同條件下，增大焊接縫的接觸電阻，由可知焊縫處消耗的電功率增大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。考點(diǎn)2：電磁灶的結(jié)構(gòu)和原理【典例2】電磁爐（圖甲）是目前家庭常用的炊具，具有無明火、無污染、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。某同學(xué)依據(jù)電磁爐原理自己制作了一個(gè)簡易電磁爐，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖乙所示。在線圈上放置一盛有冷水的金屬杯，接通交流電源，一段時(shí)間后杯內(nèi)的水就會(huì)沸騰起來。下列說法正確的是（）A．家用電磁爐工作時(shí)，利用其面板產(chǎn)生的渦流來加熱食物B．家用電磁爐的鍋用鐵而不用陶瓷材料，主要是因?yàn)樘沾傻膶?dǎo)熱性能較差C．簡易電磁爐工作時(shí)，利用自感產(chǎn)生的電流來加熱水D．僅增大簡易電磁爐所接交流電源的頻率，可以縮短從開始加熱到水達(dá)到沸騰的時(shí)間【答案】D【詳解】A．家用電磁爐工作時(shí)，通過鍋體的磁通量發(fā)生變化，鍋體中會(huì)產(chǎn)生渦流，利用渦流的熱效應(yīng)來加熱食物或者水，故A錯(cuò)誤；B．家用電磁爐的鍋用鐵而不用陶瓷材料，主要是因?yàn)樘沾芍胁荒墚a(chǎn)生渦流，鐵中能產(chǎn)生渦流，故B錯(cuò)誤；C．簡易電磁爐工作時(shí)，金屬杯中會(huì)產(chǎn)生渦流，利用渦流的熱效應(yīng)來加熱水，故C錯(cuò)誤；D．僅增大簡易電磁爐所接交流電源的頻率，通過金屬杯的磁通量變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，感應(yīng)電流增大，電功率增大，可以縮短從開始加熱到水達(dá)到沸騰的時(shí)間，故D正確。故選D?！咀兪?-1】電磁爐（或電磁灶）是家家戶戶常見的電器，如圖所示.關(guān)于電磁爐，以下說法中正確的是（）A．烹調(diào)鍋換成陶瓷的也可以正常加熱食物B．電磁爐是利用變化的磁場產(chǎn)生渦流，使鐵質(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在食物中產(chǎn)生渦流對(duì)食物加熱的D．在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用【答案】B【詳解】ABC.由題意知，電磁爐的原理是利用渦流加熱的.交變電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場，在鐵質(zhì)鍋體底部產(chǎn)生渦流，使鍋體被加熱，從而加熱鍋內(nèi)食物，烹調(diào)鍋換成陶瓷的不可以正常加熱食物，故AC錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；D.電磁爐工作依靠變化的磁場傳遞能量，在鍋和電磁爐中間放一紙板，電磁爐依然能起到加熱的作用，故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?-2】為了研究電磁爐的工作原理，某個(gè)同學(xué)制作了一個(gè)簡易裝置，如圖所示，將一根電線纏繞在鐵芯外部，接通交流電源，放置在鐵芯上方的不銹鋼鍋具開始發(fā)熱，下述可以增大鍋具的發(fā)熱功率的辦法，可行的是（）A．增大交流電源的頻率 B．把不銹鋼鍋換成陶瓷鍋C．將電源換成電動(dòng)勢更大的直流電源 D．把線圈內(nèi)部鐵芯去掉【答案】A【詳解】A．當(dāng)下方線圈通入交流電時(shí)，在不銹鋼鍋具中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，形成渦流而產(chǎn)生熱量，因感應(yīng)電動(dòng)勢與電流的變化率成正比，增大交流電源的頻率，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，電流增大，熱功率增大，故A正確；B．陶瓷不是磁性材料，把不銹鋼鍋換成陶瓷鍋，則不會(huì)產(chǎn)生渦流，故B錯(cuò)誤；C．換成直流電源，恒定電流產(chǎn)生恒定的磁場，穿過線圈的磁通量不變，鍋具中不會(huì)有感應(yīng)電流，熱功率為0，故C錯(cuò)誤；D．把線圈內(nèi)部鐵芯去掉，則磁場減弱，感應(yīng)電動(dòng)勢減小，感應(yīng)電流減小，熱功率變小，故D錯(cuò)誤。故選A?？键c(diǎn)3：報(bào)警器的結(jié)構(gòu)和原理【典例3】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)無初速度釋放，穿過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【詳解】由題意可知，穿過乙筒的磁鐵比穿過甲筒的磁鐵先落到地面，故說明磁鐵在甲筒時(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?！咀兪?-1】水平放置的玻璃板上方有一用細(xì)線懸掛的可自由旋轉(zhuǎn)的小磁針，下方有一水平放置的銅圓盤。圓盤的軸線與小磁針懸線在同一直線上，初始時(shí)小磁針與圓盤均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)圓盤繞軸逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A．小磁針不動(dòng)B．小磁針逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．小磁針順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．由于圓盤中沒有磁通量的變化，圓盤中沒有感應(yīng)電流【答案】B【詳解】銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成電磁驅(qū)動(dòng)。故選B?！咀兪?-2】（多選）如圖所示，把一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁鐵兩磁極之間（兩磁極間磁場可視為勻強(qiáng)磁場），蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)蹄形磁鐵勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈也開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，有（）A．線圈與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同 B．線圈與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反C．線圈中產(chǎn)生交變電流 D．線圈中產(chǎn)生為大小改變、方向不變的電流【答案】AC【詳解】AB．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，線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)磁鐵比線圈的轉(zhuǎn)速大，則磁鐵相對(duì)線圈中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以產(chǎn)生的電流為交流電，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC?？键c(diǎn)4：磁場主動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力和變化趨勢【典例4】將圓柱形強(qiáng)磁鐵吸在干電池的負(fù)極，強(qiáng)磁鐵的N極朝上S極朝下，金屬導(dǎo)線折成上端有一支點(diǎn)，下端開口的導(dǎo)線框，使導(dǎo)線框的頂端支點(diǎn)和底端分別與電源的正極和磁鐵都接觸良好但不固定，這樣整個(gè)線框就可以繞電池旋轉(zhuǎn)起來．下列判斷正確的是（

）A．線框能旋轉(zhuǎn)起來，是因?yàn)殡妶隽? B．俯視觀察，線框沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)C．電池輸出的電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率 D．導(dǎo)線框?qū)⑸舷抡駝?dòng)【答案】C【分析】該裝置的原理是電流在磁場中的受力，根據(jù)左手定則判斷線框的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，根據(jù)能量守恒定律判斷功率關(guān)系．【詳解】線框能旋轉(zhuǎn)起來，是因?yàn)橥妼?dǎo)線在磁場中受到安培力的緣故，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；磁體的上面為N極，產(chǎn)生斜向上的輻射狀的磁感線，對(duì)導(dǎo)線的右半部分有向下的電流，根據(jù)左手定則可知受到向外的磁場力，同理左半部分受到向里的磁場力，可知俯視觀察，線框沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤；電池輸出的電功率一部分要轉(zhuǎn)化成線框的熱功率，則電池的輸出功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率，選項(xiàng)C正確；故選C.【變式4-1】如圖所示，在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽。有一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電小球，在槽內(nèi)沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強(qiáng)磁場，則（）A．小球速度變大 B．小球速度變小 C．小球速度不變 D．小球速度可能變大也可能變小【答案】D【詳解】磁場的變化使空間內(nèi)產(chǎn)生感生電場，但沒有說明磁場是變大還是變小，所以產(chǎn)生的感生電場的方向可能與小球運(yùn)動(dòng)方向相同也可能相反，則小球速度可能變大也可能變小，所以D正確；ABC錯(cuò)誤；故選D。【變式4-2】（多選）如圖所示，將圓柱形強(qiáng)磁鐵吸在干電池負(fù)極.金屬導(dǎo)線折成上端有一支點(diǎn)、下端開口的導(dǎo)線框，使導(dǎo)線框的頂端支點(diǎn)和底端分別與電源正極和磁鐵都良好接觸但不固定，這樣整個(gè)線框就可以繞電池軸線旋轉(zhuǎn)起來.下列判斷中正確（

）A．線框能旋轉(zhuǎn)起來，是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng) B．俯視觀察，線框沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)C．電池輸出的電功率大線框能轉(zhuǎn)的機(jī)械功率 D．旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，線框中電流比剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的大【答案】BC【詳解】由圖可知，圓柱形強(qiáng)磁鐵產(chǎn)生的磁場為從下端的N極出發(fā)，回到磁鐵上端的S極；金屬導(dǎo)線內(nèi)的電流方向從電源的正極流向負(fù)極.分析右側(cè)導(dǎo)線框，該線框電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，該區(qū)域磁場方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，根據(jù)左手定則可以判斷出導(dǎo)線框受到垂直于紙面向里的安培力，同理可以判斷左側(cè)導(dǎo)線框受到垂直于紙面向外的安培力，故線框能夠在安培力的作用下沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而并不是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；電池輸出的電能轉(zhuǎn)化為線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能以及導(dǎo)線的內(nèi)能兩部分，由能量守恒定律知，電流輸出的電能大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，再由可知電池輸出的電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率.隨著線框由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，安培力做功消耗電能，當(dāng)旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，因?qū)Ь€切割磁感線產(chǎn)生反電動(dòng)勢，所以此時(shí)線框中的電流比剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的小，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤.考點(diǎn)5：導(dǎo)體框在方向交替變化的運(yùn)動(dòng)磁場中的運(yùn)動(dòng)情況及能量轉(zhuǎn)化【典例5】電磁阻尼可以無磨損地使運(yùn)動(dòng)的線圈快速停下來。如圖所示，扇形銅框在絕緣細(xì)桿作用下繞轉(zhuǎn)軸O在同一水平面內(nèi)快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，虛線把圓環(huán)分成八等份，扇形銅框恰好可以與其中份重合。為使線框快速停下來，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了以下幾種方案，其中虛線為勻強(qiáng)磁場的理想邊界，邊界內(nèi)磁場大小均相同，其中最合理的是（）A．B．C． D．【答案】C【詳解】扇形銅框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于A、D選項(xiàng)，通過銅框的磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，則線圈不會(huì)受到安培力阻礙；對(duì)于B、C選項(xiàng)，通過銅框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，B項(xiàng)的銅框只有單邊或受到安培阻力作用，而C項(xiàng)的銅框邊、邊同時(shí)受到安培阻力作用，所以最合理的是C選項(xiàng)。故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C?！咀兪?-1】如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO‘轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)從上往下看磁鐵做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后，則【】A．線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B．線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁鐵小C．線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁鐵大 D．線圈仍將靜止【答案】B【詳解】當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵時(shí)，導(dǎo)致線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力，導(dǎo)致線圈轉(zhuǎn)動(dòng)從上往下看用力使磁鐵作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則導(dǎo)致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向始終是adcba，AD錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量增加，則導(dǎo)致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但快慢不一，線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小，B正確C錯(cuò)誤．【變式5-2】（多選）如圖所示，豎直平面內(nèi)過O點(diǎn)的豎直虛線左右兩側(cè)有垂直紙面大小相等、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場，一導(dǎo)體圓環(huán)用絕緣細(xì)線連接懸掛于O點(diǎn)，將導(dǎo)體圓環(huán)拉到圖示a位置靜止釋放，圓環(huán)繞O點(diǎn)擺動(dòng)，則（）A．導(dǎo)體圓環(huán)從a運(yùn)動(dòng)到b位置的過程中，有順時(shí)針方向電流B．導(dǎo)體圓環(huán)從b運(yùn)動(dòng)到c位置的過程中，電流總是順時(shí)針方向C．導(dǎo)體圓環(huán)在b位置的速度大小與c位置速度大小不相等D．導(dǎo)體圓環(huán)向右最多能擺到與a位置等高的位置【答案】BC【詳解】A．導(dǎo)體環(huán)從a運(yùn)動(dòng)到b位置的過程中，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B．導(dǎo)體環(huán)從b運(yùn)動(dòng)到c位置的過程中，垂直紙面向里的磁場對(duì)應(yīng)的磁通量在減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，垂直紙面向外的磁場對(duì)應(yīng)的磁通量在增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，所以電流總是順時(shí)針方向。故B正確；CD．從b到c，該過程重力不做功，但是發(fā)生電磁感應(yīng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，速度減小，導(dǎo)體環(huán)在b位置和c位置速度大小不相等，也因此，導(dǎo)體環(huán)不能擺到與a位置等高的位置，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。考點(diǎn)6：電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的理解（1）電磁阻尼中的安培力為阻力，即安培力阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（2）電磁阻尼中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?！镜淅?】如圖所示，“中國第一高樓”上海中心大廈上的阻尼器，該阻尼器首次采用了電渦流技術(shù)，底部附著永磁鐵的質(zhì)量塊擺動(dòng)通過導(dǎo)體板上方時(shí)，導(dǎo)體板內(nèi)產(chǎn)生渦流。關(guān)于阻尼器，下列說法正確的是（

）A．阻尼器擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流源于外部電源供電B．阻尼器最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．風(fēng)速越大，導(dǎo)體板中磁通量變化率越小D．阻尼器擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流源于電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象【答案】B【詳解】AD．阻尼器擺動(dòng)時(shí)，永磁鐵通過導(dǎo)體板上方使之磁通量發(fā)生變化，從而在導(dǎo)體板中產(chǎn)生渦流，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故AD錯(cuò)誤；B．通過阻礙質(zhì)量塊和永磁鐵的運(yùn)動(dòng)，阻尼器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并通過電流做功將電能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故B正確；C．風(fēng)速越大，質(zhì)量塊擺動(dòng)越快，則導(dǎo)體板中磁通量變化率越大，故C錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?-1】空間中有足夠大的磁場區(qū)域，方向如圖所示，磁場內(nèi)有一個(gè)豎直固定的半圓形滑軌，滑軌兩端在同一水平線上。閉合金屬環(huán)從滑軌右端靜止滑下，不計(jì)一切摩擦，下列說法正確的是（

）A．若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)上滑的最大高度小于h B．若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)上滑的最大高度等于hC．若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)上滑的最大高度等于h D．若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)上滑的最大高度大于h【答案】B【詳解】AB．若是勻強(qiáng)磁場，金屬環(huán)在滑動(dòng)過程中穿過金屬環(huán)的磁通量恒定，金屬環(huán)中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)的機(jī)械能守恒，環(huán)上滑的最大高度等于h，A錯(cuò)誤，B正確；CD．若是非勻強(qiáng)磁場，金屬環(huán)在滑動(dòng)過程中，穿過金屬環(huán)的磁通量發(fā)生變化，金屬環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，則根據(jù)能量守恒定律可知，金屬環(huán)的機(jī)械能會(huì)減少，環(huán)上滑的最大高度會(huì)小于h，CD錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?-2】（多選）如圖所示，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場，圓盤開始減速。在圓盤減速過程中，下列說法正確的有（）A．所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng) B．金屬圓盤中的渦流只存在于磁場邊界附近C．處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高 D．若所加勻強(qiáng)磁場穿過整個(gè)圓盤，圓盤也會(huì)減速【答案】AC【詳解】A．所加磁場越強(qiáng)，感應(yīng)電流越強(qiáng)，安培力越大，對(duì)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的阻礙越大，故A正確；B．金屬圓盤中的渦流是由于磁通量的變化而產(chǎn)生的環(huán)形電流存在于磁場所掃過的區(qū)域，故B錯(cuò)誤；C．把圓盤看成沿半徑方向緊密排列的“輻條”，由右手定則知，靠近圓心處電勢高，故C正確；D．若將整個(gè)圓盤置于磁場中，則圓盤中無感應(yīng)電流，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選AC?？键c(diǎn)7：電磁驅(qū)動(dòng)原理的其他應(yīng)用（1）電磁驅(qū)動(dòng)中的安培力是動(dòng)力，即安培力阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；（2）電磁驅(qū)動(dòng)中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！镜淅?】如圖甲所示是一個(gè)“簡易電動(dòng)機(jī)”，一節(jié)5號(hào)干電池的正極向上，一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵吸附在電池的負(fù)極，將一段裸銅導(dǎo)線彎成圖中所示形狀的線框，線框上端的彎折位置與正極良好接觸，下面彎曲的兩端與磁鐵表面保持良好接觸，放手后線框就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。該“簡易電動(dòng)機(jī)”的原理圖如圖乙所示，關(guān)于該“簡易電動(dòng)機(jī)”，下列說法正確的是（）A．線框①、②兩部分導(dǎo)線電阻在電路中是串聯(lián)關(guān)系B．從上往下看，該“簡易電動(dòng)機(jī)”順時(shí)針旋轉(zhuǎn)C．其工作原理是導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流從而使導(dǎo)線框受到安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)D．電池消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為線框的動(dòng)能【答案】B【詳解】A．線框①、②兩部分導(dǎo)線電阻在電路中是并聯(lián)關(guān)系。故A錯(cuò)誤；B．線框的上下兩條邊受到安培力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的，根據(jù)左手定則可以判斷從上往下看，線框?qū)⒆鲰槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。故B正確；C．電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電導(dǎo)線在磁場中受安培力的作用。故C錯(cuò)誤；D．電池消耗的電能一部分用于線框發(fā)熱產(chǎn)生的內(nèi)能，一部分提供線框的動(dòng)能。故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?-1】物理學(xué)中有很多關(guān)于圓盤的實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)是法拉第圓盤，圓盤全部處于磁場區(qū)域，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過導(dǎo)線將圓盤圓心和邊緣與外面電阻相連。第二個(gè)是阿拉果圓盤，將一銅圓盤水平放置，圓盤可繞中心軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，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，以下說法正確的是（）A．法拉第圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，圓盤中磁通量不變，無感應(yīng)電動(dòng)勢，無感應(yīng)電流B．阿拉果圓盤實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，小磁針會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，反之，轉(zhuǎn)動(dòng)小磁針，圓盤則不動(dòng)C．阿拉果圓盤實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，小磁針會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，但會(huì)滯后于圓盤D．法拉第圓盤和阿拉果圓盤都是電磁驅(qū)動(dòng)的表現(xiàn)【答案】C【詳解】A．法拉第圓盤運(yùn)動(dòng)過程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢，故A錯(cuò)誤；BC．阿拉果圓盤實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤或小磁針，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，因安培力的作用，另一個(gè)物體也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，小磁針會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，但會(huì)滯后于圓盤，故B錯(cuò)誤，C正確；D．如果磁場相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)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，這種作用就是電磁驅(qū)動(dòng)，顯然法拉第圓盤是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，并不是電磁驅(qū)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選C?！咀兪?-2】（多選）飛機(jī)在航母上彈射起飛可以利用電磁驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。電磁驅(qū)動(dòng)的原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時(shí)，線圈附近的金屬環(huán)會(huì)被彈射出去?，F(xiàn)在固定線圈左側(cè)的同一位置，先后放置兩個(gè)分別由銅和鋁制成的閉合金屬環(huán)。已知兩環(huán)橫截面積相等，形狀、大小相同，且電阻率，合上開關(guān)S瞬間（）A．銅環(huán)受到的安培力等于鋁環(huán)受到的安培力 B．若將銅環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)C．從左側(cè)看，環(huán)中感應(yīng)電流的方向沿順時(shí)針方向 D．電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射【答案】BC【詳解】A.銅環(huán)和鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相同，由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)，故A錯(cuò)誤；B．若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)楞次定律判斷線圈中產(chǎn)生從右邊看逆時(shí)針方向的電流，則原線圈對(duì)環(huán)有向右的安培力，即環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)，故B正確；C.線圈中電流為右側(cè)流入，磁場方向?yàn)橄蜃?，在閉合開關(guān)的過程中，磁場變強(qiáng)，則由楞次定律可知，感應(yīng)電流由左側(cè)看為順時(shí)針，故C正確；D．由增反減同可知，電池正負(fù)極調(diào)換后，放在左邊的金屬環(huán)仍受力向左，故仍將向左彈出，故D錯(cuò)誤。故選BC。一、單選題1．2021年7月25日，臺(tái)風(fēng)“煙花”登陸上海后，“中國第一高樓”上海中心大廈上的阻尼器開始出現(xiàn)擺動(dòng)，給大樓進(jìn)行減振。如圖所示為該阻尼器的簡化圖，該阻尼器首次采用了電渦流技術(shù)，底部附著永磁鐵的質(zhì)量塊在導(dǎo)體板上方擺動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體板內(nèi)產(chǎn)生渦電流。下列說法正確的是（

）A．阻尼器擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦電流，源于外部電源B．阻尼器最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能C．導(dǎo)體板電阻率越大，渦電流越大D．導(dǎo)體板上的渦電流的大小與質(zhì)量塊的擺動(dòng)速率無關(guān)【答案】B【詳解】A．阻尼器擺動(dòng)時(shí)，永磁鐵在導(dǎo)體板上方擺動(dòng)，磁通量發(fā)生變化，從而在導(dǎo)體板內(nèi)產(chǎn)生渦電流，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；B．通過阻礙質(zhì)量塊和永磁鐵的運(yùn)動(dòng)，阻尼器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并通過電流做功將電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B正確；C．導(dǎo)體板電阻率越大，電阻越大，渦電流越小，C錯(cuò)誤；D．質(zhì)量塊擺動(dòng)的速率越大，穿過導(dǎo)體板的磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和渦電流也越大，D錯(cuò)誤。故選B。2．為了研究電磁爐的工作原理，某個(gè)同學(xué)制作了一個(gè)簡易裝置，如圖所示，將一根電線纏繞在鐵芯外部，接通交流電源，放置在鐵芯上方的不銹鋼鍋具開始發(fā)熱，下述可以增大鍋具的發(fā)熱功率的辦法，可行的是（

）A．增大交流電源的頻率B．把不銹鋼鍋換成銅鍋C．將電源換成電動(dòng)勢更大的直流電源D．把線圈內(nèi)部鐵芯去掉【答案】A【詳解】A．當(dāng)下方線圈通入交流電時(shí)，在不銹鋼鍋具中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，形成渦流而產(chǎn)生熱量，因感應(yīng)電動(dòng)勢與電流的變化率成正比，增大交流電源的頻率，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，電流增大，熱功率增大，故A正確；B．渦流的產(chǎn)生和鍋具的磁導(dǎo)率有關(guān)，像鐵鍋這類磁導(dǎo)率好的鍋具，放在電磁爐上面時(shí)，鍋底會(huì)出現(xiàn)大量的渦電流，釋放的熱能也會(huì)更多，對(duì)食物的加熱效果也更好。而銅的磁導(dǎo)率很小，把它放在電磁爐上面，鍋底產(chǎn)生的渦流很弱，熱功率變小，鍋幾乎不怎么發(fā)熱，故B錯(cuò)誤；C．換成直流電源，恒定電流產(chǎn)生恒定的磁場，穿過線圈的磁通量不變，線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流，熱功率為0，故C錯(cuò)誤；D．把線圈內(nèi)部鐵芯去掉，則磁場減弱，感應(yīng)電動(dòng)勢減小，感應(yīng)電流減小，熱功率變小，故D錯(cuò)誤。故選A。3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．圖甲中，發(fā)射線圈接入恒定電流也能實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電B．圖乙中，電磁爐不能使用陶瓷鍋，是因?yàn)樘沾蓪?dǎo)熱性能比金屬差C．圖丙中，真空冶煉爐的加熱原理是利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱D．圖丁中，運(yùn)輸電流表時(shí)用導(dǎo)線把兩個(gè)接線柱連在一起，是利用了電磁阻尼【答案】D【詳解】A．圖甲中，發(fā)射線圈接入恒定電流，其產(chǎn)生的磁場是恒定的，不能使手機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能實(shí)現(xiàn)無線充電，故A錯(cuò)誤B．圖乙中，電磁爐不能使用陶瓷鍋是因?yàn)樘沾慑亴儆诮^緣材料，不會(huì)產(chǎn)生渦流，故B錯(cuò)誤；C．圖丙中，真空冶煉爐，當(dāng)爐外線圈通入高頻交流電時(shí)，線圈產(chǎn)生交變磁場，被冶煉的金屬產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生大量的熱從而冶煉金屬，故C錯(cuò)誤；D．圖丁中，電流表在運(yùn)輸時(shí)要用導(dǎo)線把兩個(gè)接線柱連在一起，這是為了保護(hù)電表指針，利用了電磁阻尼原理，故D正確。故選D。4．如圖所示，將圓柱形強(qiáng)磁鐵吸在干電池負(fù)極，金屬導(dǎo)線折成上端有一支點(diǎn)、下端開口的導(dǎo)線框，使導(dǎo)線框的頂端支點(diǎn)和底端分別與電源正極和磁鐵都接觸良好但不固定，這樣整個(gè)線框就可以繞電池軸心旋轉(zhuǎn)起來。下列判斷中正確的是（）A．俯視觀察，線框沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)B．線框能旋轉(zhuǎn)起來，是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)C．電池輸出的電功率等于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率D．旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，線框中電流比剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的大【答案】A【詳解】AB．由題圖可知，圓柱形磁鐵產(chǎn)生的磁場為從下端的N極出發(fā)，回到磁鐵上端的S極；金屬導(dǎo)線內(nèi)的電流方向?yàn)閺碾娫吹恼龢O流向負(fù)極。分析右側(cè)導(dǎo)線框，該線框電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，該區(qū)域磁場方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，畫出示意圖并根據(jù)左手定則可以判斷導(dǎo)線框受到垂直于紙面向里的安培力，同理可以判斷左側(cè)導(dǎo)線框受到垂直于紙面向外的安培力，故線框能夠在安培力的作用下沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而并不是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)，故B錯(cuò)誤，A正確。CD．電池輸出的電能轉(zhuǎn)化為線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能以及導(dǎo)線發(fā)熱兩部分，由能量守恒定律知，電池輸出的電能大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，再由可知電池輸出的電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率。隨著線框由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，安培力對(duì)外做功消耗電能，當(dāng)旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，相當(dāng)于在電路中串聯(lián)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，總等效電阻大于線框自身的電阻，而線框剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)總電阻即為線框自身的電阻，電池電動(dòng)勢不變，由歐姆定律知此時(shí)線框中電流比剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的小，故CD錯(cuò)誤。故選A。5．電磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)在生活生產(chǎn)、科研和軍事中應(yīng)用廣泛。如圖所示為一電磁驅(qū)動(dòng)模型，在水平面上固定有兩根足夠長的平行軌道。軌道左端接有阻值為R的電阻，軌道電阻不計(jì)、間距為L，虛線區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直軌道平面向下。長度為L，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab靜置于導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力大小為，當(dāng)磁場以速度v水平向右勻速移動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是（）A．金屬棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)閺腷到aB．金屬棒被驅(qū)動(dòng)后做水平向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．金屬棒受到安培力所做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱D．若磁場區(qū)域足夠大，金屬棒最終在磁場中達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度小于ν【答案】D【詳解】A．當(dāng)磁場開始運(yùn)動(dòng)后，棒相對(duì)于磁場向左運(yùn)動(dòng)，由右手定則得，電流從a到b，故A錯(cuò)誤；BD．金屬棒被驅(qū)動(dòng)意味著做加速運(yùn)動(dòng)由，，得由左手定則得，棒ab受向右的安培力，當(dāng)時(shí)，棒ab開始運(yùn)動(dòng)，即得當(dāng)棒運(yùn)動(dòng)后，設(shè)棒相對(duì)于磁場向左運(yùn)動(dòng)的速度為，由，當(dāng)減小到即時(shí)，棒相對(duì)于磁場向左勻速運(yùn)動(dòng)，即棒以小于v的速度向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，D正確；C．此處能產(chǎn)生感應(yīng)電流跟安培力做功無關(guān)，是因?yàn)榇艌龅膭蛩龠\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生了焦耳熱，故C錯(cuò)誤；故選D。6．黃岡市進(jìn)入了高鐵時(shí)代。如圖所示為安檢門原理圖，左側(cè)面有一通電線圈，右側(cè)面有一接收線圈。從左往右看，工作過程中某段時(shí)間通電線圈中存在順時(shí)針方向增大的電流，則（

）

A．無人通過安檢門時(shí)，接收線圈中無感應(yīng)電流B．若接收線圈中有感應(yīng)電流，方向一定與左側(cè)線圈電流方向相同C．通過人員攜帶金屬時(shí)，金屬中會(huì)產(chǎn)生渦漩電流D．通過人員攜帶金屬時(shí)，接收線圈中無感應(yīng)電流【答案】C【詳解】AB．雖無人通過安檢門，但因當(dāng)左側(cè)線圈中存在順時(shí)針方向增大的電流，可知穿過右側(cè)線圈的磁通量向右且增大，根據(jù)楞次定律，右側(cè)線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，與左側(cè)線圈電流方向相反，故AB錯(cuò)誤；CD．當(dāng)通過人員攜帶金屬時(shí)，穿過金屬片中磁通量發(fā)生變化，金屬片中會(huì)產(chǎn)生渦漩電流，感應(yīng)電流的方向與接收線圈中的感應(yīng)電流的方向相同，金屬片的電流會(huì)將該空間中的磁場的變化削弱一些，引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。7．為了使靈敏電流計(jì)的指針在零刻度附近快速停下，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用“電磁阻尼”來實(shí)現(xiàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩種方案。甲方案：在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁板，磁場位于鋁板中間；乙方案：在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁框，磁場位于鋁框中間。下列說法正確的是（

）A．甲方案中，鋁板擺動(dòng)時(shí)磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．甲方案中，鋁板擺動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生渦流，起到電磁阻尼的作用C．乙方案中，鋁框小幅度擺動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．乙方案比甲方案更合理【答案】B【詳解】AB．甲方案中，鋁板擺動(dòng)時(shí)，扇形鋁板的半徑切割磁感應(yīng)線，在鋁板內(nèi)產(chǎn)生渦流，起電磁阻尼的作用，指針能很快停下來，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．乙方案中，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度較小時(shí)，鋁框中磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，起不到電磁阻尼的作用，指針不能很快停下，因此，甲方案更合理，故CD錯(cuò)誤。故選B。二、多選題8．下列說法正確的是（）A．圖甲中裝置可以利用導(dǎo)體棒左右運(yùn)動(dòng)研究磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力方向B．圖乙中增大電子槍的加速電壓，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)周期不變C．圖丙中真空冶煉爐利用冶煉爐中的渦流產(chǎn)生熱量融化金屬D．圖丁中一只小鳥站在一條通過500A電流的銅質(zhì)裸導(dǎo)線上，小鳥不會(huì)被電死的原因是兩爪之間的電壓很小?！敬鸢浮緽D【詳解】A．甲圖探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，故A錯(cuò)誤；B．粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有又得可見增大電子槍的加速電壓，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)周期不變，故B正確；C．丙圖是真空冶煉爐，當(dāng)爐外線圈通入高頻交流電時(shí)，在冶煉爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生大量熱量，故C錯(cuò)誤；D．小鳥兩爪的距離很小，所以兩爪之間的電壓很小，不會(huì)被電死，故D正確。故選BD。9．如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)有理想邊界的勻強(qiáng)磁場，銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．A、B兩點(diǎn)在同一水平線 B．A點(diǎn)高于B點(diǎn)C．銅環(huán)最終將做等幅擺動(dòng) D．最終環(huán)將靜止于最低點(diǎn)【答案】BC【詳解】AB.由于銅環(huán)進(jìn)入和離開磁場過程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所以銅環(huán)運(yùn)動(dòng)不到A點(diǎn)的等高點(diǎn)，即B點(diǎn)低于A點(diǎn)，故B正確，A錯(cuò)誤；CD.由于環(huán)只在進(jìn)出磁場的過程中才有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故當(dāng)環(huán)的振幅減小到環(huán)恰好不能穿出磁場時(shí)機(jī)械能開始保持不變，此后環(huán)做等幅擺動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。10．如圖所示，磁場方向垂直于紙面，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的過程中（

）A．感應(yīng)電流方向先是逆時(shí)針方向，再順時(shí)針方向，后逆時(shí)針方向B．感應(yīng)電流的大小是先增大再減