渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動知識點：渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動一、電磁感應現(xiàn)象中的感生電場1．感生電場麥克斯韋認為：磁場變化時會在空間激發(fā)一種電場，這種電場叫作感生電場．2．感生電動勢由感生電場產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢．3．電子感應加速器電子感應加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)備，當電磁鐵線圈中電流的大小、方向發(fā)生變化時，產(chǎn)生的感生電場使電子加速．二、渦流1．渦流：當線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導體中都會產(chǎn)生感應電流，用圖表示這樣的感應電流，就像水中的旋渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流．2．渦流大小的決定因素：磁場變化越快(eq\f(ΔB,Δt)越大)，導體的橫截面積S越大，導體材料的電阻率越小，形成的渦流就越大．三、電磁阻尼當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．四、電磁驅(qū)動若磁場相對于導體轉(zhuǎn)動，在導體中會產(chǎn)生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動．技巧點撥一、電磁感應現(xiàn)象中的感生電場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閉合電路，自由電荷在感生電場的作用下發(fā)生定向移動．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，感生電動勢的大小由法拉第電磁感應定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計算．二、渦流1．產(chǎn)生渦流的兩種情況(1)塊狀金屬放在變化的磁場中．(2)塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動．2．產(chǎn)生渦流時的能量轉(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)金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．3．渦流的應用與防止(1)應用：真空冶煉爐、探雷器、安檢門等．(2)防止：為了減小電動機、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．三、電磁阻尼和電磁驅(qū)動電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由導體在磁場中運動形成的由磁場運動而形成的效果安培力方向與導體運動方向相反，為阻力安培力方向與導體運動方向相同，為動力能量轉(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)化為導體的機械能共同點兩者都是電磁感應現(xiàn)象，導體受到的安培力都是阻礙導體與磁場間的相對運動例題精練1．（2021春?舟山期末）隨著智能手機的發(fā)展，電池低容量和手機高耗能之間的矛盾越來越突出，手機無線充電技術(shù)間接解決了智能手機電池不耐用的問題．在不久的將來各大公共場所都會裝有這種設(shè)備，用戶可以隨時進行無線充電，十分便捷．如圖所示，電磁感應式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量．當充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應出電流，最終實現(xiàn)為手機電池充電．在充電過程中（）A．受電線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場恒定不變 B．送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化 C．送電線圈和受電線圈無法通過互感實現(xiàn)能量傳遞 D．由于手機和基座沒有導線連接，所以傳遞能量沒有損失2．（2021?濱海新區(qū)模擬）如今共享單車隨處可見，與大多山地自行車相比，共享單車具有以下特點：①質(zhì)量更小更輕便；②科技含量更高，攜帶GPS模塊和SIM卡便于定位和傳輸信息；③每輛車自帶二維碼，以方便手機掃描進行連接；④自行車可通過車輪轉(zhuǎn)動給車內(nèi)電池進行充電。根據(jù)以上信息，下列說法不正確的是（）A．共享單車比山地自行車慣性更大更容易改變運動狀態(tài) B．App上定位共享單車位置信息須通過人造通訊衛(wèi)星 C．共享單車和手機之間是靠電磁波傳遞信息 D．共享單車內(nèi)部電源的充電是利用電磁感應原理實現(xiàn)的隨堂練習1．（2021?南山區(qū)校級模擬）學完電磁感應渦流的知識后，某個同學回家制作了一個簡易加熱器，如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有（）A．降低交流電源的頻率 B．增加線圈的匝數(shù) C．將金屬杯換為陶瓷杯 D．將交流電源換成電動勢更大的直流電源2．（2021春?湖南月考）無線充電設(shè)備給手機充電的情景圖如圖所示，無線充電利用的原理主要是（）A．互感 B．自感 C．電流的熱效應 D．電流的化學效應3．（2021?梅州二模）無線充電技術(shù)能實現(xiàn)能量的無線傳輸，如圖是無線充電設(shè)備給手機充電，下列關(guān)于無線充電的說法正確的是（）A．充電的原理主要利用了自感 B．充電設(shè)備與手機不接觸也能充電 C．充電設(shè)備與手機的充電電流一定相等 D．充電設(shè)備中的線圈通恒定電流也可以對手機無線充電綜合練習一．選擇題（共20小題）1．（2021?江蘇模擬）四川三星堆新發(fā)現(xiàn)6個祭祀坑。挖掘之前考古人員用圖示金屬探測器在地面上進行探測定位，探測器中的發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場，在地下的被測金屬物中感應出電流，感應電流的磁場又影響線圈中的電流，使探測器發(fā)出警報，則（）A．發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場是恒定磁場 B．被測金屬物中產(chǎn)生的電流是恒定電流 C．探測的最大深度與發(fā)射線圈中的電流強弱無關(guān) D．探測器與被測金屬物相對靜止時也能發(fā)出警報2．（2021?潮州二模）無線充電技術(shù)發(fā)展至今，在消費電子領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)取得不錯的成績，如手機無線充電、電動牙刷無線充電等。以下與無線充電技術(shù)應用了相同物理原理的是（）A．電磁爐 B．磁流體發(fā)電機 C．電磁軌道炮 D．質(zhì)譜儀3．（2021春?湖北月考）下列是課本中四幅插圖，關(guān)于這四幅插圖下列說法正確的是（）A．圖甲中，賽車的質(zhì)量不是很大，卻安裝著強勁的發(fā)動機，可以獲得很大的慣性 B．圖乙是真空冶煉爐，當爐外線圈通入高頻交流電時，線圈自身產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬 C．圖丙是李輝用多用電表的歐姆擋測量變壓器線圈電阻，劉偉手握線圈裸露的兩端協(xié)助測量，李輝把表筆與線圈斷開瞬間，劉偉覺得有電擊說明歐姆擋內(nèi)電池電動勢很高 D．圖丁中，無論小錘用多大的力去打擊彈性金屬片，A、B兩球總是同時落地4．（2021春?壽縣校級月考）關(guān)于渦流，下列說法中錯誤是（）A．真空冶煉爐是利用通電導線的發(fā)熱來熔化金屬的裝置 B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由交變磁場產(chǎn)生的 C．阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動 D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，能減小渦流5．（2021?汕頭一模）在物理興趣小組的活動中，某同學將輕質(zhì)圓形鋁板用細棉線懸掛在固定點O上，鋁板可以繞O點自由擺動，如圖所示。在平行于鋁板的豎直面內(nèi)將一豎放的條形磁鐵在鋁板附近左右來回拉動（與鋁板始終不相碰），若空氣流動對鋁板的影響可忽略不計，則下列對這個實驗結(jié)果的判斷，正確的是（）A．鋁板內(nèi)不會產(chǎn)生感應電動勢 B．鋁板內(nèi)能產(chǎn)生感應電動勢但不會產(chǎn)生感應電流 C．鋁板可以在安培力的作用下擺動起來 D．鋁板始終保持靜止不動6．（2020秋?吉安期末）下列圖中的設(shè)備或元件沒有利用渦流的是（）A．探測貴重金屬的探測器 B．變壓器中用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯 C．用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐 D．磁電式儀表的線圈用鋁框做骨架7．（2020秋?興寧區(qū)校級期末）電和磁現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（）A．圖中，如果線圈B閉合，開關(guān)S斷開時將不會產(chǎn)生延時效果 B．圖中，閉合開關(guān)，用外力順時針（從左邊看）轉(zhuǎn)動銅盤，電路中會產(chǎn)生感應電流，通過R的電流自上而下 C．圖中，若該元件用金屬材料制作，則通入圖示的電流時，上表面電勢比下表面電勢低 D．圖中，給電磁爐接通恒定電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱8．（2020秋?湖北期末）近年來，無線充電成為一項新科技，利用電磁感應原理來實現(xiàn)無線充電是比較成熟的一種方式。電動汽車無線充電方式有多種，其中之一的基本原理如圖所示：路面下依次鋪設(shè)圓形線圈，相鄰兩個線圈由供電裝置通以方向相反、大小相同的恒定電流，車身底部固定著感應線圈，通過充電裝置與蓄電池相連，汽車在此路面上行駛時，就可以邊行駛邊充電，在汽車勻速行駛的過程中，下列說法正確的是（）A．車身感應線圈經(jīng)過路面通電線圈時，一定受到安培力，會阻礙汽車運動 B．車身感應線圈中產(chǎn)生方向改變、大小不變的電流 C．車身感應線圈中電流的磁場方向一定與路面線圈中電流的磁場方向相反 D．給路面下的線圈通以同向電流，不會影響充電效果9．（2020秋?廈門期末）無線充電是近年發(fā)展起來的新技術(shù)，如圖所示，該技術(shù)通過交變磁場在發(fā)射線圈和接收線圈間傳輸能量，內(nèi)置接收線圈的手機可以直接放在無線充電基座上進行充電。關(guān)于無線充電的說法正確的是（）A．無線充電效率高，線圈不發(fā)熱 B．無線充電基座可以用穩(wěn)恒直流電源供電 C．無線充電過程主要利用了電磁感應原理 D．無線充電基座可以對所有手機進行無線充電10．（2020秋?沈陽期末）電磁感應現(xiàn)象揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了許多電器設(shè)備。以下電器中，利用了電磁感應原理的是（）A．變壓器 B．白熾燈 C．洗衣機 D．電吹風11．（2020秋?閔行區(qū)期末）下面四種常用電器中哪一個應用的物理規(guī)律與其他三個不同（）A．動圈式麥克風 B．動圈式揚聲器 C．家用電磁爐 D．無線充電器12．（2021?昆山市校級模擬）電磁驅(qū)動是21世紀初問世的新概念，該技術(shù)被視為將帶來交通工具大革命。多國科學家都致力于此項研究。據(jù)2015年央廣新聞報道，美國國家航空航天局NASA在真空成功試驗了電磁驅(qū)動引擎，如果得以應用，該技術(shù)將在未來的星際旅行中派上大用場。在日常生活中，比如摩托車和汽車上裝有的磁性轉(zhuǎn)速表就是利用了電磁驅(qū)動原理。如圖所示，是磁性式轉(zhuǎn)速表及其原理圖，關(guān)于磁性式轉(zhuǎn)速的電磁驅(qū)動原理，下列說法正確的是（）A．鋁盤接通電源，通有電流的鋁盤在磁場作用下帶動指針轉(zhuǎn)動 B．永久磁體隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生運動的磁場，在鋁盤中產(chǎn)生感應電流，感應電流使鋁盤受磁場力而轉(zhuǎn)動 C．鋁盤轉(zhuǎn)動的方向與永久磁體轉(zhuǎn)動方向相反 D．由于鋁盤和永久磁體被同轉(zhuǎn)軸帶動，所以兩者轉(zhuǎn)動是完全同步的13．（2020秋?豐臺區(qū)校級期末）關(guān)于渦流，下列說法中錯誤是（）A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置 B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的 C．阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動 D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流14．（2021春?鼓樓區(qū)校級期中）如圖所示，有一鋁質(zhì)圓形金屬球以一定的初速度通過有界勻強磁場，則從球開始進入磁場到完全穿出磁場過程中（磁場寬度大于金屬球的直徑），小球（）A．整個過程勻速 B．進入磁場過程中球做減速運動，穿出過程做加速運動 C．整個過程都做勻減速運動 D．穿出時的速度一定小于初速度15．（2021春?贛州期中）安檢門是一個用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈’線圈中通有變化的電流。如果金屬物品通過安檢門，金屬中會被感應出渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警，關(guān)于這個安檢門的以下說法正確的是（）A．安檢門能檢查出毒販攜帶的毒品 B．安檢門能檢查出旅客攜帶的水果刀 C．如果“門框”的線圈中通上恒定電流，安檢門也能正常工作 D．安檢門工作時，主要利用了電流的熱效應原理16．（2021?江蘇模擬）隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進入人們的視線。小到手表、手機，大到電腦、電動汽車的充電，都已經(jīng)實現(xiàn)了從理論研發(fā)到實際應用的轉(zhuǎn)化。下圖給出了某品牌的無線充電手機利用電磁感應方式無線充電的原理圖。關(guān)于電線充電，下列說法正確的是（）A．無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應” B．只有將充電底座接到直流電源上才能對手機進行充電 C．接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同 D．只要有無線充電底座，所有手機都可以進行無線充電17．（2021春?福州期中）下列實驗或器件應用渦流現(xiàn)象的是（）A．電磁感應實驗 B．日光燈電路 C．直流電動機 D．電磁灶18．（2020秋?會寧縣校級期中）下列情況中不可能產(chǎn)生渦流的是（）A．把金屬塊放于勻強磁場中 B．讓金屬塊在磁場中勻速運動 C．讓金屬塊在磁場中加速運動 D．把金屬塊放于變化的磁場中19．（2020秋?浙江月考）延時繼電器廣泛應用于電氣設(shè)備中線路的定時閉合或斷開控制，如斷開開關(guān)S后，一段時間后觸點C斷開；安檢門是檢測人員有無攜帶金屬物品的探測裝置，如游客攜帶金屬刀具過安檢門時，會觸發(fā)報警器報警；將一個彈簧線圈的上端固定在鐵架上，下端浸入導電液體中，分別在彈簧線圈上端和導電液體中接入穩(wěn)恒電源，彈簧線圈就會上下振動起來；用一蹄形磁鐵接近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤，銅盤很快靜止下來。上述現(xiàn)象不涉及電磁感應的是（）A．延時繼電器 B．機場的安檢門 C．振動的彈簧 D．在磁場中旋轉(zhuǎn)的銅盤20．（2020?南京三模）以下場景與電磁感應無關(guān)的是（）A．電子束偏轉(zhuǎn) B．搖繩發(fā)電 C．金屬探測器 D．真空冶煉爐二．多選題（共10小題）21．（2021??？谀M）隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進入人們的視線，小到手表、手機，大到電腦、電動汽車的充電，都已經(jīng)實現(xiàn)了從理論研發(fā)到實際應用的轉(zhuǎn)化。圖給出了某品牌手機無線充電的原理圖。關(guān)于無線充電，下列說法正確的是（）A．充電底座要接到直流電源上 B．充電底座要接到交流電源上 C．無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應” D．接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同22．（2021春?浙江期中）下列哪項技術(shù)的應用原理與電磁感應現(xiàn)象有關(guān)（）A．復印機 B．電視機顯像管 C．手機無線充電 D．金屬探測器23．（2021春?番禺區(qū)校級期中）電磁感應現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（）A．圖中利用了發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，從而實現(xiàn)手機充電 B．圖中給電磁爐接通交變電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱 C．圖中如果線圈B不閉合，S斷開將不會產(chǎn)生延時效果 D．圖中給電子感應加速器通以恒定電流時，被加速的電子獲得恒定的加速度24．（2020秋?陽泉期末）根據(jù)所學知識判斷下列哪些是對渦流的應用（）A．電磁爐 B．微波爐 C．冶煉金屬的感應爐 D．變壓器的硅鋼片鐵芯25．（2020秋?連云港期末）機場內(nèi)有用于安全檢查的安檢門，門框內(nèi)裝有探測線圈，乘客攜帶金屬物品通過安檢門時就會引起報警。下列說法正確的有（）A．安檢門內(nèi)的線圈產(chǎn)生的是穩(wěn)定磁場 B．安檢門內(nèi)的線圈產(chǎn)生的是變化磁場 C．金屬物品通過安檢門時，金屬內(nèi)會產(chǎn)生渦流 D．金屬物品通過安檢門時，探測線圈內(nèi)會產(chǎn)生渦流26．（2019秋?大連期末）動圈式揚聲器結(jié)構(gòu)如圖所示，線圈圓筒安放在永磁體磁極間的空隙中，能夠自由運動。這樣的揚聲器有時也可以當話筒使用。關(guān)于其兩種應用的工作原