2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修二2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動模塊一知識掌握知識點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場【情境導(dǎo)入】如圖所示，B增強(qiáng)時，就會在空間激發(fā)一個感生電場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在感生電場的作用下做定向移動，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？【知識梳理】1．感生電場認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)一種，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(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器是利用使電子加速的設(shè)備，當(dāng)電磁鐵線圈中的大小、方向發(fā)生變化時，產(chǎn)生的感生電場使電子加速．【重難詮釋】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(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計算．（2023春?南崗區(qū)校級月考）下列說法中正確的是（）A．磁生電場由變化的磁場產(chǎn)生，磁生電場的電場線是閉合曲線，其方向一定是沿逆時針方向B．磁生電場的方向同樣也可以用楞次定律和右手螺旋定則來判定 C．磁電式儀表運(yùn)輸過程中用導(dǎo)線將正負(fù)接線柱短接，利用了電磁驅(qū)動 D．電磁阻尼現(xiàn)象實質(zhì)上不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但分析時同樣遵循楞次定律（2022秋?市南區(qū)校級期末）如圖所示，長度均為1m的甲、乙空心鋁管豎直放置，其中乙管有一條豎直的裂縫。某同學(xué)把一塊圓柱形的強(qiáng)磁體先后從甲、乙兩管的上端由靜止放入管口，磁體在甲、乙兩管中運(yùn)動的時間分別為3s和0.6s。磁體的直徑略小于鋁管的內(nèi)徑，不計磁體與管壁的摩擦及空氣阻力。關(guān)于磁體在甲、乙兩管中的運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．磁體在甲管內(nèi)下落的過程中，所受合外力的沖量可能為0 B．磁體在甲管中加速向下運(yùn)動時，鋁管對桌面的壓力將逐漸增大 C．磁體在乙管內(nèi)下落的過程中，乙管中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流 D．磁體在乙管內(nèi)下落的過程中，其重力勢能的減少量小于動能的增加量（多選）（2023?湛江二模）可控核聚變的磁約束像一個無形的管道，將高溫等高子體束縛在其中，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦旋電場給等離子體加速，此情境可以簡化為如圖所示的裝置，兩個半徑不同的同心環(huán)形光滑絕緣管道a、b處于垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間均勻增大的勻強(qiáng)磁場中，甲、乙兩個完全相同的帶負(fù)電小球分別在a、b兩管道中同時由靜止釋放，之后兩小球在管道內(nèi)做速率隨時間均勻增大的加速運(yùn)動，不計小球受到的重力及小球間相互作用力，下列說法正確的是（）A．小球甲沿逆時針方向運(yùn)動 B．小球乙沿順時針方向運(yùn)動 C．小球甲受到的洛倫茲力保持不變 D．小球乙受到的洛倫茲力變大（2023春?莆田期末）英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)渦旋電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣光滑細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，環(huán)上套一電荷量為q的帶正電的小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增加，其變化率為k。若小球從靜止釋放，在環(huán)上運(yùn)動兩圈回到初位置時的動能是（）A．0 B．πr2qk C．2πr2qk D．4πr2qk（2023春?東城區(qū)校級期中）麥克斯韋電磁理論認(rèn)為：變化的磁場會在空間激發(fā)一種電場，這種電場與靜電場不同，稱為感生電場或渦旋電場。如圖甲所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場（范圍足夠大），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化關(guān)系為B＝k?t（k＞0且為常量）。半徑為R的圓形導(dǎo)體環(huán)水平放置，處在該勻強(qiáng)磁場中。該變化的磁場會在空間產(chǎn)生圓形的渦旋電場，渦旋電場的電場線與導(dǎo)體環(huán)具有相同圓心的同心圓，同一電場線上各點場強(qiáng)大小相同，方向沿切線。導(dǎo)體環(huán)中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，渦旋電場力充當(dāng)非靜電力，其大小與渦旋電場的場強(qiáng)E'關(guān)系滿足F＝E'q，問：（1）感應(yīng)電流的方向？導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大?。浚?）圖乙為圖甲的俯視圖，去掉導(dǎo)體環(huán)，在半徑為R的圓形弧線上有M、N兩點，MN之間所夾的小圓弧恰為整個圓周的16（3）對比渦旋電場和靜電場，分析渦旋電場中是否存在電勢能的概念？請說明理由。知識點二渦流【情境導(dǎo)入】如圖所示，線圈中的電流隨時間變化時，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？【知識梳理】1．渦流：當(dāng)線圈中的隨時間變化時，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(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，簡稱．2．金屬塊中的渦流會產(chǎn)生，利用渦流產(chǎn)生的可以冶煉金屬．【重難詮釋】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(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)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(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，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、安檢門等．(2)防止：為了減小電動機(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．（2023春?楊浦區(qū)校級期末）如圖所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一杯玻璃水。給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中的水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是（）A．恒定電流，小鐵鍋 B．恒定電流，玻璃杯 C．正弦式交變電流，玻璃杯 D．正弦式交變電流，小鐵鍋（2023春?白云區(qū)校級期中）圖甲為磁控健身車，圖乙為其車輪處結(jié)構(gòu)示意圖，在金屬飛輪的外側(cè)有磁鐵與飛輪不接觸，人用力蹬車帶動飛輪旋轉(zhuǎn)時，需要克服磁鐵對飛輪產(chǎn)生的阻礙，通過調(diào)節(jié)旋鈕拉線可以實現(xiàn)不同強(qiáng)度的健身需求（當(dāng)拉緊旋鈕拉線時可以減少磁鐵與飛輪間的距離），下列說法正確的是（）A．飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的摩擦力 B．人蹬車頻率一定時，拉緊旋鈕拉線，飛輪受到的阻力越小 C．控制旋鈕拉線不動時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，受到的阻力越大 D．控制旋鈕拉線不動時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，內(nèi)部的渦流越弱（2022秋?榆林期末）下列說法正確的是（）A．奧斯特提出分子電流假說 B．金屬探測器是利用渦流工作的 C．通電導(dǎo)線在磁場中某點不受磁場對其作用力，則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 D．工人進(jìn)行超高壓帶電作業(yè)，所穿的工作服是由絕緣的絲織品制成，起靜電屏蔽的作用（多選）（2023春?玉林期中）如圖所示，條形磁鐵位于固定的半圓光滑軌道的圓心位置。一半徑為R、質(zhì)量為m的金屬球從半圓軌道的一端沿半圓軌道由靜止下滑。重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．金屬球會運(yùn)動到半圓軌道的另一端 B．由于金屬球沒有形成閉合電路，所以金屬球中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．金屬球受到的安培力做負(fù)功 D．系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mgR（2022春?潮陽區(qū)校級期中）學(xué)完電磁感應(yīng)渦流的知識后，某個同學(xué)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．提高交流電源的頻率 B．減少線圈的匝數(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知識點三電磁阻尼和電磁驅(qū)動【情境導(dǎo)入】彈簧上端固定，下端懸掛一個磁體．將磁體托起到某一高度后放開，磁體能上下振動較長時間才停下來．如果在磁體下端放一個固定的閉合線圈，使磁體上下振動時穿過它(如圖所示)，磁體就會很快停下來，解釋這個現(xiàn)象．【知識梳理】電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在中運(yùn)動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是導(dǎo)體的運(yùn)動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．電磁驅(qū)動若磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到的作用，使導(dǎo)體運(yùn)動起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動．【重難詮釋】電磁阻尼和電磁驅(qū)動的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動形成的由磁場運(yùn)動而形成的效果安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相反，為阻力安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)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(dǎo)體的機(jī)械能共同點兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體受到的安培力都是阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運(yùn)動（2023春?廣州期末）磁力剎車是游樂場中過山車采用的一種新型剎車裝置，該剎車裝置的原理圖（從車后朝前看）如圖所示，停車區(qū)的軌道兩側(cè)裝有強(qiáng)力磁鐵，當(dāng)過山車進(jìn)入停車區(qū)時銅片從強(qiáng)力磁鐵間穿過，車很快停下來，關(guān)于該裝置的剎車原理，下列判斷錯誤的是（）A．過山車進(jìn)入停車區(qū)時其動能轉(zhuǎn)化成電能 B．把銅片換成有機(jī)玻璃片，也能達(dá)到相同的剎車效果 C．過山車進(jìn)入停車區(qū)的過程中兩側(cè)的銅片中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．過山車進(jìn)入停車區(qū)的過程中銅片受到的安培力使過山車減速（2023春?普陀區(qū)校級期中）靈敏電流計的零刻度位于刻度盤中央，為了使靈敏電流計的指針在零刻度附近快速停下，實驗小組的同學(xué)設(shè)計利用“電磁阻尼”來實現(xiàn)這一目的。他們設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩種方案，甲方案和乙方案中的相同磁場均位于零刻度線下方，甲方案在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁板，乙方案在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁框，下列說法正確的是（）A．因為鋁框較鋁板質(zhì)量小，所以乙方案比甲方案更加合理 B．乙方案中，鋁框小幅度擺動時一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．甲方案中，即使鋁板擺動幅度很小，鋁板中也能產(chǎn)生渦流 D．因為穿過鋁框的磁通量更大，所以乙方案更合理（2023春?定遠(yuǎn)縣校級期中）為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是（）A． B． C． D．（2022春?青海期末）1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“阿拉果圓盤實驗”。如圖所示，實驗中將一銅圓盤水平放置，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，實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（）A．圓盤中始終未發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．該實驗現(xiàn)象與真空冶煉爐的原理相同 C．由于小磁針的磁性較弱，分析本現(xiàn)象時可以忽略小磁針的磁場 D．探測地雷的探雷器的工作原理與本實驗現(xiàn)象無關(guān)聯(lián)（2021秋?天寧區(qū)校級期中）高速鐵路列車通常使用磁力剎車系統(tǒng)。磁力剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉(zhuǎn)的圓形鋁盤，使磁感線垂直鋁盤向內(nèi)，鋁盤隨即減速，如圖所示。圖中磁鐵左方鋁盤的甲區(qū)域（虛線區(qū)域）朝磁鐵方向運(yùn)動，磁鐵右方鋁盤的乙區(qū)域（虛線區(qū)域）朝離開磁鐵方向運(yùn)動。下列有關(guān)鋁盤剎車的說法正確的是（）A．鋁盤甲區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向里的磁場 B．鋁盤乙區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場 C．磁鐵與甲、乙兩區(qū)域的感應(yīng)電流之間的作用力，都會使鋁盤減速 D．若將實心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對空洞鋁盤的作用力變大模塊二鞏固提高（2023春?城西區(qū)校級月考）下列實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．電動機(jī)的線圈繞在鐵芯上（2023春?楊浦區(qū)校級期中）如圖所示，條形磁鐵固定在光滑水平桌面上?，F(xiàn)有三個大小相同的立方體a、b、c，其中a為鐵塊，b為鉛塊，c為木塊，它們分別從P點以相同的初速度正對著磁鐵的S極滑去，設(shè)它們與S極相碰時的速度分別為va、vb和vc，則有（）A．va＞vb＞vc B．va＜vb＜vc C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc（多選）（2023?沈河區(qū)校級模擬）電子感應(yīng)加速器基本原理如圖所示，圖甲的上、下兩個電磁鐵線圈中電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場使真空室中的電子加速。如圖乙所示，從上向下看電子沿逆時針方向運(yùn)動。下列說法正確的是（）A．磁場變化才能產(chǎn)生感生電場 B．變化的磁場在真空室中激發(fā)出的電場與靜電場完全相同 C．當(dāng)圖乙中感生電場沿逆時針方向時，電子沿逆時針方向加速運(yùn)動 D．圖甲線圈中的電流增大的過程中，圖乙中形成順時針方向的感生電場（2022?南京模擬）如圖所示，一根兩端開口的銅管豎直放置，一磁性較強(qiáng)的柱形磁體從上端放入管中，過了較長時間才從銅管下端落出，比自由落體慢了許多，則（）A．磁體下落變慢，主要是由于磁體受到了空氣的阻力 B．磁體下落變慢，主要是由于磁體受到金屬銅的吸引 C．磁體下落變慢，主要是變化的磁場在銅管內(nèi)激發(fā)出了渦流 D．銅管內(nèi)感應(yīng)電流方向保持不變（2022春?定遠(yuǎn)縣校級月考）如圖是汽車上使用的電磁制動裝置示意圖。與傳統(tǒng)的制動方式相比，電磁制動是一種非接觸的制動方式，避免了因摩擦產(chǎn)生的磨損。電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時，會產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力。下列說法正確的是（）A．制動過程中，導(dǎo)體不會產(chǎn)生熱量 B．制動力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的速度有關(guān) C．線圈一定是通交流電 D．如果改變線圈中的電流方向，可以使導(dǎo)體獲得促進(jìn)它運(yùn)動的動力旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動導(dǎo)體（轉(zhuǎn)盤）（2022春?阿拉善左旗校級期末）如圖所示為新一代炊具﹣﹣電磁爐，無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢所在．電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁場通過含鐵質(zhì)鍋底部時，即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物．下列相關(guān)說法中正確的是（）A．鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的 B．恒定磁場越強(qiáng)，電磁爐的加熱效果越好 C．鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的 D．降低磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果（2022?汨羅市校級模擬）電子感應(yīng)加速器是利用感生電場加速電子的設(shè)備，其加速區(qū)域簡化模型如圖所示，一個光滑的環(huán)形真空室放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0（按一定規(guī)律變化）、垂直紙面向外的磁場中，以O(shè)為圓心，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1＝kt（其中k為大于零的常數(shù)），方向垂直紙面向外的磁場。在t＝0時真空室內(nèi)有一電子從A點由靜止釋放，電子做半徑為R（不變）的圓周運(yùn)動。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m（運(yùn)動過程中不變），R與r近似相等。下列說法正確的是（）A．電子在真空室內(nèi)沿逆時針方向運(yùn)動 B．電子沿切線方向的加速度不斷增大 C．電子在軌道內(nèi)運(yùn)動一周，動能增加ekπr D．B0和B1應(yīng)時刻相等（多選）（2022春?賀州月考）下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）A．電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋 B．磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上 C．變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成 D．變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層（2021春?乃東區(qū)校級期末）電磁爐采用感應(yīng)電流（渦流）的加熱原理，其原理圖如圖所示。它是通過電子線路產(chǎn)生交變磁場，把鐵鍋放在爐面上時，在鐵鍋底部產(chǎn)生交變電流。它具有升溫快、效率高、體積小、安全性好等優(yōu)點。下列關(guān)于電磁爐的說法正確的是（）A．電磁爐面板可采用陶瓷材料，發(fā)熱部分為鐵鍋底部 B．電磁爐面板可采用金屬材料，通過面板發(fā)熱加熱鍋內(nèi)食品 C．電磁爐可以用陶瓷器皿作為鍋具對食品加熱 D．電磁爐的鍋具一般用鐵鍋，是因為鋁鍋、銅鍋中不能形成渦流（2021秋?海淀區(qū)校級期末）電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學(xué)中用電動勢來表明電源的這種特性。由于磁場變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，也是通過非靜電力做功而實現(xiàn)的。在磁場變化時產(chǎn)生的電場叫做感生電場，也稱渦旋電場，渦旋電場中的電場力充當(dāng)了非靜電力。如圖所示，空間存在一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，磁場區(qū)域半徑為R。一半徑為r的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心O與圓形磁場區(qū)域的中心重合。已知電子的電荷量為e。（1）如果磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt隨時間t的變化關(guān)系為Bt＝B0+kt。求圓形導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電動勢ε的大小；（2）上述感應(yīng)電動勢中的非靜電力來自于渦旋電場對電子的作用。求上述導(dǎo)線環(huán)中電子所受非靜電力F的大?。唬?）求圓形導(dǎo)線環(huán)所在處的電場強(qiáng)度E場。

2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動模塊一知識掌握知識點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場【情境導(dǎo)入】如圖所示，B增強(qiáng)時，就會在空間激發(fā)一個感生電場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在感生電場的作用下做定向移動，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)感生電場對自由電荷的作用．【知識梳理】1．感生電場麥克斯韋認(rèn)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(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，產(chǎn)生的感生電場使電子加速．【重難詮釋】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(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計算．（2023春?南崗區(qū)校級月考）下列說法中正確的是（）A．磁生電場由變化的磁場產(chǎn)生，磁生電場的電場線是閉合曲線，其方向一定是沿逆時針方向B．磁生電場的方向同樣也可以用楞次定律和右手螺旋定則來判定 C．磁電式儀表運(yùn)輸過程中用導(dǎo)線將正負(fù)接線柱短接，利用了電磁驅(qū)動 D．電磁阻尼現(xiàn)象實質(zhì)上不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但分析時同樣遵循楞次定律【解答】解：A、磁場變化時在空間激發(fā)感生電場，其方向與垂直于磁場放置的閉合回路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，可由楞次定律和安培定則判斷，方向不一定是沿逆時針方向，故A錯誤；B、磁場變化時在空間激發(fā)感生電場，其方向與垂直于磁場放置的閉合回路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，可由楞次定律和安培定則判斷，故B正確；C、磁電式儀表在運(yùn)輸?shù)臅r候用導(dǎo)線把兩個接線柱連一起，形成閉合回路，能快速將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，對指針（與線圈一起）的振動起到電磁阻尼作用，故C錯誤；D、電磁阻尼現(xiàn)象實質(zhì)上是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，分析時同樣遵循楞次定律，故D錯誤。故選：B。（2022秋?市南區(qū)校級期末）如圖所示，長度均為1m的甲、乙空心鋁管豎直放置，其中乙管有一條豎直的裂縫。某同學(xué)把一塊圓柱形的強(qiáng)磁體先后從甲、乙兩管的上端由靜止放入管口，磁體在甲、乙兩管中運(yùn)動的時間分別為3s和0.6s。磁體的直徑略小于鋁管的內(nèi)徑，不計磁體與管壁的摩擦及空氣阻力。關(guān)于磁體在甲、乙兩管中的運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．磁體在甲管內(nèi)下落的過程中，所受合外力的沖量可能為0 B．磁體在甲管中加速向下運(yùn)動時，鋁管對桌面的壓力將逐漸增大 C．磁體在乙管內(nèi)下落的過程中，乙管中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流 D．磁體在乙管內(nèi)下落的過程中，其重力勢能的減少量小于動能的增加量【解答】解：A．磁體在甲管內(nèi)由靜止釋放，初動量為零，下落過程中由楞次定律可知，過程中存在的磁場力會阻礙磁體的運(yùn)動，但不會阻止磁體的運(yùn)動，即磁體最終的速度不為零，故末動量不為零，由動量定理可知，合外力的沖量不為零，故A錯誤；B．磁體加速向下運(yùn)動時，受到的磁場力方向向上，且逐漸增大，根據(jù)牛頓第三定律，鋁管受到的磁場力方向向下，且逐漸增大，因此鋁管對桌面的壓力將逐漸增大，故B正確；C．磁體在乙管中運(yùn)動的時間大于自由落體的時間，由此可知磁體受到了磁場力，乙管中存在感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，故C錯誤；D．磁體在乙管下落過程中，受到了阻礙其運(yùn)動的磁場力，其機(jī)械能減小，可知減少的重力勢能大于動能的增加量，故D錯誤。故選：B。（多選）（2023?湛江二模）可控核聚變的磁約束像一個無形的管道，將高溫等高子體束縛在其中，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦旋電場給等離子體加速，此情境可以簡化為如圖所示的裝置，兩個半徑不同的同心環(huán)形光滑絕緣管道a、b處于垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間均勻增大的勻強(qiáng)磁場中，甲、乙兩個完全相同的帶負(fù)電小球分別在a、b兩管道中同時由靜止釋放，之后兩小球在管道內(nèi)做速率隨時間均勻增大的加速運(yùn)動，不計小球受到的重力及小球間相互作用力，下列說法正確的是（）A．小球甲沿逆時針方向運(yùn)動 B．小球乙沿順時針方向運(yùn)動 C．小球甲受到的洛倫茲力保持不變 D．小球乙受到的洛倫茲力變大【解答】解：AB、根據(jù)楞次定律可知，磁場在管道內(nèi)產(chǎn)生的渦旋電場為逆時針方向，兩小球均帶負(fù)電，受力方向與電場方向相反，則小球被渦旋電場加速后在磁場中的旋轉(zhuǎn)方向為順時針方向，故A錯誤，B正確；CD、由于兩個帶電小球的速度方向始終垂直與磁場方向，會受到洛倫茲力的作用，根據(jù)洛倫茲力F＝qvB，由于兩個小球速度增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大，則兩小球受到的洛倫茲力都變大，故C錯誤，D正確。故選：BD。（2023春?莆田期末）英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)渦旋電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣光滑細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，環(huán)上套一電荷量為q的帶正電的小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增加，其變化率為k。若小球從靜止釋放，在環(huán)上運(yùn)動兩圈回到初位置時的動能是（）A．0 B．πr2qk C．2πr2qk D．4πr2qk【解答】解：變化磁場在圓環(huán)所在位置產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=ΔΦ若小球在環(huán)上運(yùn)動兩圈，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是W＝2qE＝2πr2qk根據(jù)動能定理可得W＝Ek﹣0解得Ek故選：C。（2023春?東城區(qū)校級期中）麥克斯韋電磁理論認(rèn)為：變化的磁場會在空間激發(fā)一種電場，這種電場與靜電場不同，稱為感生電場或渦旋電場。如圖甲所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場（范圍足夠大），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化關(guān)系為B＝k?t（k＞0且為常量）。半徑為R的圓形導(dǎo)體環(huán)水平放置，處在該勻強(qiáng)磁場中。該變化的磁場會在空間產(chǎn)生圓形的渦旋電場，渦旋電場的電場線與導(dǎo)體環(huán)具有相同圓心的同心圓，同一電場線上各點場強(qiáng)大小相同，方向沿切線。導(dǎo)體環(huán)中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，渦旋電場力充當(dāng)非靜電力，其大小與渦旋電場的場強(qiáng)E'關(guān)系滿足F＝E'q，問：（1）感應(yīng)電流的方向？導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大??？（2）圖乙為圖甲的俯視圖，去掉導(dǎo)體環(huán)，在半徑為R的圓形弧線上有M、N兩點，MN之間所夾的小圓弧恰為整個圓周的16（3）對比渦旋電場和靜電場，分析渦旋電場中是否存在電勢能的概念？請說明理由?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向沿順時針方向。（2）半徑為R的圓形導(dǎo)體環(huán)處的電場強(qiáng)度為E帶電量為+q的帶電小球沿順時針移動時做功W帶電小球沿逆時針移動時做功W（3）靜電場力做功與路徑無關(guān)，存在電勢能的概念；帶電小球在渦旋電場中沿著不同路徑從M移動到N，W順≠W逆，即渦旋電場力做功與路徑有關(guān)，所以不存在電勢能的概念。答：（1）感應(yīng)電流的方向為沿著順時針方向，導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為kπR2；（2）則兩種情況下，渦旋電場力分別對該小球所做的功為5kπR2q（3）見解析。知識點二渦流【情境導(dǎo)入】如圖所示，線圈中的電流隨時間變化時，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，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．【知識梳理】1．渦流：當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(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．2．金屬塊中的渦流會產(chǎn)生熱量，利用渦流產(chǎn)生的熱量可以冶煉金屬．【重難詮釋】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(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)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(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，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、安檢門等．(2)防止：為了減小電動機(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．（2023春?楊浦區(qū)校級期末）如圖所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一杯玻璃水。給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中的水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是（）A．恒定電流，小鐵鍋 B．恒定電流，玻璃杯 C．正弦式交變電流，玻璃杯 D．正弦式交變電流，小鐵鍋【解答】解：容器中的水溫升高，這是電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能所致，只有變化的電流才能導(dǎo)致磁通量變化，且只有小鐵鍋處于變化的磁通量時，才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)致電流發(fā)熱，所以通入的電流是正弦式交變電流。玻璃杯是絕緣體，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，水溫升高的是小鐵鍋，故ABC錯誤，D正確。故選：D。（2023春?白云區(qū)校級期中）圖甲為磁控健身車，圖乙為其車輪處結(jié)構(gòu)示意圖，在金屬飛輪的外側(cè)有磁鐵與飛輪不接觸，人用力蹬車帶動飛輪旋轉(zhuǎn)時，需要克服磁鐵對飛輪產(chǎn)生的阻礙，通過調(diào)節(jié)旋鈕拉線可以實現(xiàn)不同強(qiáng)度的健身需求（當(dāng)拉緊旋鈕拉線時可以減少磁鐵與飛輪間的距離），下列說法正確的是（）A．飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的摩擦力 B．人蹬車頻率一定時，拉緊旋鈕拉線，飛輪受到的阻力越小 C．控制旋鈕拉線不動時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，受到的阻力越大 D．控制旋鈕拉線不動時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，內(nèi)部的渦流越弱【解答】解：A．根據(jù)楞次定律和電磁感應(yīng)定律，飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的安培力，故A錯誤；B．人蹬車頻率一定時，拉緊旋鈕拉線，磁鐵與飛輪間的距離減小，磁場越強(qiáng)，飛輪受到的安培阻力越大，故B錯誤；CD．控制旋鈕拉線不動時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，飛輪內(nèi)部的渦流越大，受到的安培阻力越大，故C正確，D錯誤。故選：C。（2022秋?榆林期末）下列說法正確的是（）A．奧斯特提出分子電流假說 B．金屬探測器是利用渦流工作的 C．通電導(dǎo)線在磁場中某點不受磁場對其作用力，則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 D．工人進(jìn)行超高壓帶電作業(yè)，所穿的工作服是由絕緣的絲織品制成，起靜電屏蔽的作用【解答】解：A、安培提出分子電流假說，故A錯誤；B、金屬探測器中變化電流遇到金屬物體，在被測金屬中上產(chǎn)生渦流來進(jìn)行探測，屬于渦流的應(yīng)用，故B正確；C、根據(jù)F＝BILsinθ，可知通電導(dǎo)線在磁場中某點不受磁場對其作用力，可能是電流的方向與磁場的方向之間的夾角θ為零，該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，故C錯誤；D、超高壓帶電作業(yè)的工人穿上包含金屬絲的織物制成的工作服，可以起到靜電屏蔽的作用。故D錯誤。故選：B。（多選）（2023春?玉林期中）如圖所示，條形磁鐵位于固定的半圓光滑軌道的圓心位置。一半徑為R、質(zhì)量為m的金屬球從半圓軌道的一端沿半圓軌道由靜止下滑。重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．金屬球會運(yùn)動到半圓軌道的另一端 B．由于金屬球沒有形成閉合電路，所以金屬球中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．金屬球受到的安培力做負(fù)功 D．系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mgR【解答】解：ABC、金屬球在運(yùn)動過程中，穿過金屬球的磁通量不斷變化，在金屬球內(nèi)形成閉合回路，產(chǎn)生渦流，金屬球受到的安培力做負(fù)功，金屬球產(chǎn)生的熱量不斷地增加，機(jī)械能不斷地減少，所以金屬球不會運(yùn)動到半圓軌道的另一端，最終金屬球停在半圓軌道的最低點，故AB錯誤，C正確；D、根據(jù)能量守恒定律得系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q＝mgR，故D正確。故選：CD。（2022春?潮陽區(qū)校級期中）學(xué)完電磁感應(yīng)渦流的知識后，某個同學(xué)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．提高交流電源的頻率 B．減少線圈的匝數(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【解答】解：AB、由題意可知，本題中是渦流現(xiàn)象的應(yīng)用；即采用線圈產(chǎn)生的磁場使金屬杯產(chǎn)生感應(yīng)電流；從而進(jìn)行加熱的，則由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，增加線圈的匝數(shù)、提高交流電的頻率均可以提高發(fā)熱功率；則可以縮短加熱時間，故A正確，B錯誤；C、將杯子換作瓷杯不會產(chǎn)生渦流，則無法使水加熱，故C錯誤；D、將交流電源換成電動勢更大的直流電源，由于直流電不會在金屬杯中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故無法使水加熱，故D錯誤。故選：A。知識點三電磁阻尼和電磁驅(qū)動【情境導(dǎo)入】彈簧上端固定，下端懸掛一個磁體．將磁體托起到某一高度后放開，磁體能上下振動較長時間才停下來．如果在磁體下端放一個固定的閉合線圈，使磁體上下振動時穿過它(如圖所示)，磁體就會很快停下來，解釋這個現(xiàn)象．答案當(dāng)磁體穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場會阻礙磁體靠近或離開線圈，也就使磁體振動時除了受空氣阻力外，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，因而會很快停下來．【知識梳理】電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．電磁驅(qū)動若磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(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)動起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動．【重難詮釋】電磁阻尼和電磁驅(qū)動的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動形成的由磁場運(yùn)動而形成的效果安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相反，為阻力安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)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(dǎo)體的機(jī)械能共同點兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體受到的安培力都是阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運(yùn)動（2023春?廣州期末）磁力剎車是游樂場中過山車采用的一種新型剎車裝置，該剎車裝置的原理圖（從車后朝前看）如圖所示，停車區(qū)的軌道兩側(cè)裝有強(qiáng)力磁鐵，當(dāng)過山車進(jìn)入停車區(qū)時銅片從強(qiáng)力磁鐵間穿過，車很快停下來，關(guān)于該裝置的剎車原理，下列判斷錯誤的是（）A．過山車進(jìn)入停車區(qū)時其動能轉(zhuǎn)化成電能 B．把銅片換成有機(jī)玻璃片，也能達(dá)到相同的剎車效果 C．過山車進(jìn)入停車區(qū)的過程中兩側(cè)的銅片中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．過山車進(jìn)入停車區(qū)的過程中銅片受到的安培力使過山車減速【解答】解：C、過山車進(jìn)入停車區(qū)時銅片從強(qiáng)力磁鐵間穿過，銅片切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確；D、根據(jù)上述，銅片切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，停車區(qū)的軌道兩側(cè)安裝的強(qiáng)力磁鐵產(chǎn)生的磁場對銅片有安培力的作用，銅片所受安培力是阻力，使過山車減速，故D正確，；A、根據(jù)上述，銅片切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，停車區(qū)的軌道兩側(cè)安裝的強(qiáng)力磁鐵產(chǎn)生的磁場對銅片有安培力的作用，銅片所受安培力是阻力，安培力做負(fù)功，可知過山車進(jìn)入停車區(qū)時其動能轉(zhuǎn)化成電能，故A正確，；B、有機(jī)玻璃片不是導(dǎo)體，當(dāng)其進(jìn)入停車區(qū)從強(qiáng)力磁鐵間穿過時，不能發(fā)生電磁感應(yīng)，達(dá)不到同樣的剎車效果，故B錯誤。本題選擇判斷錯誤的。故選：B。（2023春?普陀區(qū)校級期中）靈敏電流計的零刻度位于刻度盤中央，為了使靈敏電流計的指針在零刻度附近快速停下，實驗小組的同學(xué)設(shè)計利用“電磁阻尼”來實現(xiàn)這一目的。他們設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩種方案，甲方案和乙方案中的相同磁場均位于零刻度線下方，甲方案在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁板，乙方案在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁框，下列說法正確的是（）A．因為鋁框較鋁板質(zhì)量小，所以乙方案比甲方案更加合理 B．乙方案中，鋁框小幅度擺動時一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．甲方案中，即使鋁板擺動幅度很小，鋁板中也能產(chǎn)生渦流 D．因為穿過鋁框的磁通量更大，所以乙方案更合理【解答】解：C、甲方案中，鋁板擺動時，扇形鋁板的半徑切割磁感應(yīng)線，在鋁板內(nèi)形成環(huán)狀電流，產(chǎn)生渦流，起電磁阻尼的作用，指針能很快停下來，故C正確；ABD、乙方案中，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度較小時，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，與鋁框質(zhì)量大小無關(guān)，因此，甲方案更合理，故ABD錯誤；故選：C。（2023春?定遠(yuǎn)縣校級期中）為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是（）A． B． C． D．【解答】解：施加磁場來快速衰減STM的微小振動，其原理是電磁阻尼，在振動時通過紫銅薄板的磁通量變化，紫銅薄板中產(chǎn)生渦流，則其受到安培力作用，該作用阻礙紫銅薄板振動，即促使其振動衰減。方案A中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，通過它的磁通量都發(fā)生變化；方案B中，當(dāng)紫銅薄板上下振動時，通過它的磁通量可能不變，當(dāng)紫銅薄板向右振動時，通過它的磁通量可能變化；方案C中，紫銅薄板上下振動、左右振動時，通過它的磁通量可能不變；方案D中，當(dāng)紫銅薄板上下振動時，紫銅薄板中磁通量可能不變。所以只有A選項上下左右振動時穿過板的磁通量均變化，故A正確，BCD錯誤；故選：A。（2022春?青海期末）1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“阿拉果圓盤實驗”。如圖所示，實驗中將一銅圓盤水平放置，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，實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（）A．圓盤中始終未發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．該實驗現(xiàn)象與真空冶煉爐的原理相同 C．由于小磁針的磁性較弱，分析本現(xiàn)象時可以忽略小磁針的磁場 D．探測地雷的探雷器的工作原理與本實驗現(xiàn)象無關(guān)聯(lián)【解答】解：小磁針的磁場穿過銅圓盤，轉(zhuǎn)動時磁通量發(fā)生改變，銅圓盤中產(chǎn)生渦流（旋渦似的感應(yīng)電流，以中心的豎直軸為圓心旋轉(zhuǎn)），而渦流在磁場中受到安培力，小磁針受到安培力的反作用力隨之一起轉(zhuǎn)動起來，這種現(xiàn)象叫電磁驅(qū)動。AC.小磁針的磁場使銅圓盤中發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故AC錯誤；BD.真空冶煉爐是利用高頻電流使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生渦流加熱金屬，探雷器是利用高頻電流產(chǎn)生變化的磁場遇到金屬時產(chǎn)生渦流而報警，與此原理相同，故BD正確。故選：B。（2021秋?天寧區(qū)校級期中）高速鐵路列車通常使用磁力剎車系統(tǒng)。磁力剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉(zhuǎn)的圓形鋁盤，使磁感線垂直鋁盤向內(nèi)，鋁盤隨即減速，如圖所示。圖中磁鐵左方鋁盤的甲區(qū)域（虛線區(qū)域）朝磁鐵方向運(yùn)動，磁鐵右方鋁盤的乙區(qū)域（虛線區(qū)域）朝離開磁鐵方向運(yùn)動。下列有關(guān)鋁盤剎車的說法正確的是（）A．鋁盤甲區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向里的磁場 B．鋁盤乙區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場 C．磁鐵與甲、乙兩區(qū)域的感應(yīng)電流之間的作用力，都會使鋁盤減速 D．若將實心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對空洞鋁盤的作用力變大【解答】解：A、由題意可知，因圓形鋁盤逆時針方向旋轉(zhuǎn)，那么穿過鋁盤甲區(qū)域的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場與原來磁場方向相反，即垂直鋁盤向外的磁場，故A錯誤；B、同理，因圓形鋁盤逆時針方向旋轉(zhuǎn)，那么穿過鋁盤乙區(qū)域的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場與原來磁場方向相同，即垂直鋁盤向里的磁場，故B錯誤；C、依據(jù)楞次定律的”近斥遠(yuǎn)吸“，則有甲區(qū)域要靠近磁鐵，則相互排斥，而乙區(qū)域要遠(yuǎn)離磁鐵，則相互吸引，因此磁鐵與感應(yīng)電流之間的作用力，會使鋁盤減速，故C正確；D、若將實心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，這樣會導(dǎo)致渦流減弱，則磁鐵對空洞鋁盤所產(chǎn)生的減速效果明顯低于實心鋁盤的，故D錯誤；故選：C。模塊二鞏固提高（2023春?城西區(qū)校級月考）下列實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．電動機(jī)的線圈繞在鐵芯上【解答】解：A．微波爐加熱食物是利用電流產(chǎn)生的電磁波通過水分子吸收能量來給物體加熱，故A錯誤；B．變壓器的鐵芯用薄硅鋼片疊合增加了鐵芯電阻，進(jìn)而減小渦流，減少損耗能量，故B錯誤；C．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，故C正確；D．電動機(jī)的線圈繞在鐵芯上，所用的鐵芯不會用整塊的金屬，是為了減小渦流，故D錯誤。故選：C。（2023春?楊浦區(qū)校級期中）如圖所示，條形磁鐵固定在光滑水平桌面上?，F(xiàn)有三個大小相同的立方體a、b、c，其中a為鐵塊，b為鉛塊，c為木塊，它們分別從P點以相同的初速度正對著磁鐵的S極滑去，設(shè)它們與S極相碰時的速度分別為va、vb和vc，則有（）A．va＞vb＞vc B．va＜vb＜vc C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc【解答】解：鐵塊a被磁化后受到引力而加速；鉛塊b中產(chǎn)生渦流，根據(jù)楞次定律，阻礙相對運(yùn)動，故會減速；木塊c受重力、支持力、不受磁場力，二力平衡，做勻速直線運(yùn)動，所以va＞vc＞vb，故C正確，ABD錯誤。故選：C。（多選）（2023?沈河區(qū)校級模擬）電子感應(yīng)加速器基本原理如圖所示，圖甲的上、下兩個電磁鐵線圈中電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場使真空室中的電子加速。如圖乙所示，從上向下看電子沿逆時針方向運(yùn)動。下列說法正確的是（）A．磁場變化才能產(chǎn)生感生電場 B．變化的磁場在真空室中激發(fā)出的電場與靜電場完全相同 C．當(dāng)圖乙中感生電場沿逆時針方向時，電子沿逆時針方向加速運(yùn)動 D．圖甲線圈中的電流增大的過程中，圖乙中形成順時針方向的感生電場【解答】解：A．由法拉第電磁感應(yīng)定律可知磁場變化時才會產(chǎn)生感生電場，故A正確；B．變化的磁場在真空室中激發(fā)出的電場為無源場，電場線為封閉曲線，而靜電場的電場線是不閉合曲線，故B錯誤；C．當(dāng)圖乙中感生電場沿逆時針方向時，電子受的電場力方向與感生電場的方向相反，所以電子沿順時針方向加速運(yùn)動，故C錯誤；D．圖甲線圈中的電流增大的過程中，則豎直向上的磁場增強(qiáng)，由楞次定律可知圖乙中形成順時針方向的感生電場，故D正確。故選：AD。（2022?南京模擬）如圖所示，一根兩端開口的銅管豎直放置，一磁性較強(qiáng)的柱形磁體從上端放入管中，過了較長時間才從銅管下端落出，比自由落體慢了許多，則（）A．磁體下落變慢，主要是由于磁體受到了空氣的阻力 B．磁體下落變慢，主要是由于磁體受到金屬銅的吸引 C．磁體下落變慢，主要是變化的磁場在銅管內(nèi)激發(fā)出了渦流 D．銅管內(nèi)感應(yīng)電流方向保持不變【解答】解：ABC．磁體下落變慢，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是磁體下落，變化的磁場在銅管內(nèi)激發(fā)出了渦流，渦流反過來又對強(qiáng)磁鐵產(chǎn)生了很大的阻力，銅管對磁體的作用力方向始終向上，故AB錯誤，C正確；D．根據(jù)楞次定律知銅管對磁體先有向上的斥力，再有向上的吸引力，電流方向發(fā)生改變，故D錯誤。故選：C。（2022春?定遠(yuǎn)縣校級月考）如圖是汽車上使用的電磁制動裝置示意圖。與傳統(tǒng)的制動方式相比，電磁制動是一種非接觸的制動方式，避免了因摩擦產(chǎn)生的磨損。電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時，會產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力。下列說法正確的是（）A．制動過程中，導(dǎo)體不會產(chǎn)生熱量 B．制動力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的速度有關(guān) C．線圈一定是通交流電 D．如果改變線圈中的電流方向，可以使導(dǎo)體獲得促進(jìn)它運(yùn)動的動力旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動導(dǎo)體（轉(zhuǎn)盤）【解答】解：A、電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時，會產(chǎn)生渦流，電流流過電阻時會產(chǎn)生熱量，故A錯誤；B、導(dǎo)體運(yùn)動的速度越大磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越強(qiáng)，制動器對轉(zhuǎn)盤的制動力越大，故制動力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的速度有關(guān)，故B正確；C、電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時，產(chǎn)生渦流，故通電線圈可以通直流電，產(chǎn)生方向不變的磁場也是可以的，故C錯誤；D、如果改變線圈中的電流方向，鐵芯產(chǎn)生的磁感線的方向變?yōu)榉聪?，此時產(chǎn)生的渦流方向也相反，根據(jù)安培力的公式，電流和所處的磁場方向同時反向，安培力方向不變，故還是使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力，故D錯誤。故選：B。（2022春?阿拉善左旗校級期末）如圖所示為新一代炊具﹣﹣電磁爐，無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢所在．電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁場通過含鐵質(zhì)鍋底部時，即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物．下列相關(guān)說法中正確的是（）A．鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的 B．恒定磁場越強(qiáng)，電磁爐的加熱效果越好 C．鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的 D．降低磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果【解答】解：A、鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的。故A錯誤，C正確。B、提高磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果。故BD錯誤。故選：C。（2022?汨羅市校級模擬）電子感應(yīng)加速器是利用感生電場加速電子的設(shè)備，其加速區(qū)域簡化模型如圖所示，一個光滑的環(huán)形真空室放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0（按一定規(guī)律變化）、垂直紙面向外的磁場中，以O(shè)為圓心，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1＝kt（其中k為大于零的常數(shù)），方向垂直紙面向外的磁場。在t＝0時真空室內(nèi)有一電子從A點由靜止釋放，電子做半徑為R（不變）的圓周運(yùn)動。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m（運(yùn)動過程中不變），R與r近似相等。下列說法正確的是（）A．電子在真空室內(nèi)沿逆時針方向運(yùn)動 B．電子沿切線方向的加速度不斷增大 C．電子在軌道內(nèi)運(yùn)動一周，動能增加ekπr D．B0和B1應(yīng)時刻相等【解答】解：A、磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外隨時間均勻增大，由楞次定律可知，渦旋電場方向為順時針，電子帶負(fù)電，電子所受的電場力與渦旋電場的方向相反，則電子所受感生電場力的方向沿逆時針方向，電子在軌道內(nèi)沿逆時針方向運(yùn)動，故A正確；B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感生電動勢大小為E電動勢=ΔΦΔt=SΔBΔt感生電場強(qiáng)度大小E=E電動勢2πR=C、根據(jù)動能定理可得電子在軌道內(nèi)運(yùn)動一周，動能增加ΔEk＝eE?2πR＝e?12kR?2πR＝ekπR2＝ekπr2D、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1＝kt，則知B0和B1不相等，故D錯誤。故選：A。（多選）（2022春?賀州月考）下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）A．電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋 B．磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上 C．變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成 D．變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層【解答】解：A、電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理，在金屬鍋上產(chǎn)生渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物的，屬于渦流的應(yīng)用，故A不符合題意；B、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，起到電磁阻尼作用，是為了利用電磁感應(yīng)，故B不符合題意；C、變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成，是為了減小變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流，屬于渦流的防止。故C符合題意；D、變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層，是為了減小變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流，屬于渦流的防止。故D符合題意。故選：CD。（2021春?乃東區(qū)校級期末）電磁爐采用感應(yīng)電流（渦流）的加熱原理，其原理圖如圖所示。它是通過電子線路產(chǎn)生交變磁場，把鐵鍋放在爐面上時，在鐵鍋底部產(chǎn)生交變電流。它具有升溫快、效率高、體積小、安全性好等優(yōu)點。下列關(guān)于電磁爐的說法正確的是（）A．電磁爐面板可采用陶瓷材料，發(fā)熱部分為鐵鍋底部 B．電磁爐面板可采用金屬材料，通過面板發(fā)熱加熱鍋內(nèi)食品 C．電磁爐可以用陶瓷器皿作為鍋具對食品加熱 D．電磁爐的鍋具一般用鐵鍋，是因為鋁鍋、銅鍋中不能形成渦流【解答】解：AB．電磁爐面板可采用陶瓷材料，如果采用金屬材料，在交變磁場中產(chǎn)生渦流發(fā)熱，會使線圈燒毀，故A正確，B錯誤；C．用陶瓷器皿作為鍋具不能形成渦流，不能對食品加熱，故C錯誤；D．鋁鍋、銅鍋在電磁爐上也能形成渦流，但由于鋁、銅導(dǎo)磁性弱，通過它們的磁場只是一小部分，因此在鋁鍋、銅鍋中形成的渦流遠(yuǎn)比鐵鍋中的小，不是不能形成渦流，故D錯誤.故選：A。（2021秋?海淀區(qū)校級期末）電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學(xué)中用電動勢來表明電源的這種特性。由于磁場變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，也是通過非靜電力做功而實現(xiàn)的。在磁場變化時產(chǎn)生的電場叫做感生電場，也稱渦旋電場，渦旋電場中的電場力充當(dāng)了非靜電力。如圖所示，空間存在一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，磁場區(qū)域半徑為R。一半徑為r的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心O與圓形磁場區(qū)域的中心重合。已知電子的電荷量為e。（1）如果磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt隨時間t的變化關(guān)系為Bt＝B0+kt。求圓形導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電動勢ε的大??；（2）上述感應(yīng)電動勢中的非靜電力來自于渦旋電場對電子的作用。求上述導(dǎo)線環(huán)中電子所受非靜電力F的大??；（3）求圓形導(dǎo)線環(huán)所在處的電場強(qiáng)度E場?！窘獯稹拷猓海?）Bt＝B0+kt，ΔBΔt=k根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：?=ΔΦΔt（2）依題意，感應(yīng)電動勢中的非靜電力來自于渦旋電場對電子的作用，非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能，故F2πr＝?e，故F=1（3）根據(jù)電場強(qiáng)度定義式E=Fe，故E場答：（1）圓形導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電動勢ε的大小πr2k；（2）導(dǎo)線環(huán)中電子所受非靜電力F的大小12（3）圓形導(dǎo)線環(huán)所在處的電場強(qiáng)度12

2.4自感與互感模塊一知識掌握知識點一互感現(xiàn)象【情境導(dǎo)入】如圖所示，在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？【知識梳理】1．互感和互感電動勢：兩個相互靠近且沒有導(dǎo)線相連的線圈，當(dāng)一個線圈中的時，它所產(chǎn)生的會在另一個線圈中產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫作互感，這種感應(yīng)電動勢叫作．2．應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把由一個線圈傳遞到，如變壓器就是利用制成的．3．危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個的電路之間．在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作．【重難詮釋】1．當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的磁場就發(fā)生變化，變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生感生電場，在感生電場的作用下，另一個線圈中的自由電荷定向運(yùn)動，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．2．一個線圈中電流變化越快(電流的變化率越大)，另一個線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．3．應(yīng)用與危害(1)應(yīng)用：變壓器、收音機(jī)的磁性天線都是利用互感現(xiàn)象制成的．(2)危害：在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時要設(shè)法減小電路間的互感．例如在電路板刻制時就要設(shè)法減小電路間的互感現(xiàn)象．（多選）（2023?河南模擬）線圈L1、L2繞在同一個鐵芯上，組成如圖所示的電路，開始時，電鍵K1、K2均斷開，下列操作能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的是（）A．先閉合K1，穩(wěn)定后再閉合K2 B．先閉合K2，過一會兒再閉合K1 C．K1、K2均閉合，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，突然斷開K1 D．K1、K2均閉合，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，突然斷開K2（2022?海淀區(qū)校級三模）某同學(xué)通過學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的相關(guān)知識，利用實驗室里的線圈自制了一個放大版的手機(jī)揚(yáng)聲器，裝置如圖所示。兩個匝數(shù)不同的線圈A、B之間沒有導(dǎo)線相連，線圈A與手機(jī)的音頻輸出端連接，線圈B與音響連接。為檢驗該裝置是否能正常工作及其播放效果，現(xiàn)將線圈A插入線圈B中，則下列說法正確的是（）A．因A、B兩線圈之間未用導(dǎo)線連通，所以該揚(yáng)聲裝置不可能發(fā)出聲音 B．線圈B中產(chǎn)生變化的電流使音響發(fā)聲 C．將A、B線圈互換，音響的播放效果不變 D．在A線圈中插入鐵芯，音響的播放效果不變知識點二自感現(xiàn)象【情境導(dǎo)入】1．按照如圖所示電路圖連接電路．(1)開關(guān)S接通時，燈泡1和2的發(fā)光情況有什么不同？(2)根據(jù)楞次定律結(jié)合電路圖分析該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．2.按照如圖所示電路圖連接電路．(1)若燈泡的電阻小于線圈L的直流電阻，先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光，穩(wěn)定后斷開開關(guān)．觀察開關(guān)斷開時燈泡的亮度變化，并解釋原因．若燈泡電阻大于線圈L的直流電阻，燈泡的亮度如何變化？(2)開關(guān)斷開前后，流過燈泡的電流方向相同嗎？【知識梳理】當(dāng)一個線圈中的變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感．由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢．【重難詮釋】1．對自感現(xiàn)象的理解自感現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律．2．對自感電動勢的理解(1)產(chǎn)生原因通過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．(2)自感電動勢的方向當(dāng)原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同(即：增反減同)．(3)自感電動勢的作用阻礙原電流的變化，而不是阻止，原電流仍在變化，只是使原電流的變化時間變長，即總是起著推遲電流變化的作用．3．對電感線圈阻礙作用的理解(1)若電路中的電流正在改變，電感線圈會產(chǎn)生自感電動勢阻礙電路中電流的變化，使通過電感線圈的電流不能突變．(2)若電路中的電流是穩(wěn)定的，電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，其阻礙作用是由繞制線圈的導(dǎo)線的電阻引起的．(3)線圈通電和斷電時線圈中電流的變化規(guī)律如圖．（2023春?東城區(qū)期末）如圖所示電路中，L是一電阻不計的電感線圈，a，b為L的左、右兩端點，A、B為完全相同的燈泡，開關(guān)S閉合時，兩盞燈泡均發(fā)光。某時刻將開關(guān)S斷開，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)點電勢高于b點，A燈立即熄滅 B．b點電勢高于a點，B燈慢慢熄滅 C．a(chǎn)點電勢高于b點，A燈閃亮后慢慢熄滅 D．b點電勢高于a點，B燈閃亮后慢慢熄滅（2023春?揚(yáng)州期中）如圖所示電路中，燈泡A、B的規(guī)格相同，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大且電阻可忽略。下列說法正確的是（）A．開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，A、B同時變亮，最后亮度相同 B．開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，B立即變亮，A逐漸變亮 C．開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，B閃亮一下后熄滅，A逐漸熄滅 D．開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A閃亮一下后熄滅，B立即熄滅5．（2023春?道里區(qū)校級期中）在如圖甲、乙所示電路中，電阻R和電感線圈L的電阻都很小。接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則（）A．在電路甲中，斷開S，A將立即熄滅 B．在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗 C．在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗 D．在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗（2023春?青島期中）如圖甲所示的電路中，已知電源電動勢E和內(nèi)阻r，燈泡電阻為R。閉合開關(guān)S后，流過兩個電流傳感器的I﹣t圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．開關(guān)S閉合的瞬間，自感線圈中的自感電動勢和電流均為零 B．若斷開開關(guān)S，則斷開瞬間小燈泡D先閃亮再熄滅 C．電源電動勢E=ID．電源內(nèi)阻r=知識點三自感系數(shù)和磁場的能量【情境導(dǎo)入】(1)自感電動勢與哪些因素有關(guān)？(2)在斷電自感現(xiàn)象中，斷開開關(guān)后，燈泡仍然亮一會，是否違背能量守恒定律？【知識梳理】自感系數(shù)1．自感電動勢：E＝Leq\f(ΔI,Δt)，其中eq\f(ΔI,Δt)是；L是，簡稱自感或電感．單位：，符號：.2．自感系數(shù)與線圈的、、，以及是否有等因素有關(guān)．磁場的能量1．線圈中電流從無到有時，磁場從無到有，電源把能量輸送給，儲存在中．2．線圈中電流減小時，中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能．3．自感電動勢有阻礙線圈中的性質(zhì)．【重難詮釋】1．自感電動勢(1)表達(dá)式：E＝Leq\f(ΔI,Δt).(2)理解：①公式中eq\f(ΔI,Δt)為電流的變化率，電流變化越快，電流變化率越大，自感電動勢也越大．②公式中L為線圈的自感系數(shù)．2．自感系數(shù)（2023春?順義區(qū)期末）如圖所示利用電流傳感器（電流傳感器相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現(xiàn)象的實驗電路，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，自感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻值大于燈泡D的阻值，在t＝0時刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，在t＝t1時刻斷開開關(guān)下列圖像中能正確表示電流傳感器記錄的電流隨時間變化情況的是（）A． B． C． D．（2022春?普寧市校級期中）（1）在研究自感現(xiàn)象時，自感系數(shù)較大的線圈一般都有直流電阻，某同學(xué)利用如圖（1）所示的電路采用伏安法測定線圈的直流電阻，在實驗測量完畢后，將電路拆去時應(yīng)。A．先斷開開關(guān)S1B．先斷開開關(guān)S2C．先拆去電流表D．先拆去電阻R（2）圖（2）所示是該同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，并用電流傳感器顯示出在t＝1×10﹣3s時斷開開關(guān)前后一段時間內(nèi)各時刻通過線圈L的電流（如圖（3）所示）。已知電源電動勢E＝6V，內(nèi)阻不計，燈泡的阻值R1＝6Ω，電阻R的阻值為2Ω。①線圈的直流電阻為Ω；②開關(guān)斷開時，該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是：。模塊二鞏固提高（2023??？谌＃┤鐖D所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略，下列說法中正確的是（）A．合上開關(guān)S接通電路時，A1和A2始終一樣亮 B．合上開關(guān)S接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮 C．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A2立即熄滅，A1過一會兒才熄滅 D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A1和A2都要過一會兒才熄滅，且通過兩燈的電流方向都與原電流方向（2023?北京）如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡。開始時，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關(guān)（）A．P與Q同時熄滅 B．P比Q先熄滅 C．Q閃亮后再熄滅 D．P閃亮后再熄滅（2023?香坊區(qū)校級三模）圖甲是電動公交車無線充電裝置，供電線圈設(shè)置在充電站內(nèi)，受電線圈和電池系統(tǒng)置于車內(nèi)。供電線路與220V交流電源相連，將受電線圈靠近供電線圈，無需導(dǎo)線連接，蓄電池便可以充電（如圖乙所示），下列說法正確的是（）A．供電線圈和受電線圈無導(dǎo)線連接，所以傳輸能量時沒有損失 B．用塑料薄膜將供電線圈包裹起來之后，仍能為蓄電池充電 C．無線充電的原理是利用供電線圈發(fā)射電磁波傳輸能量 D．充電時，供電線圈的磁場對受電線圈中的電子施加磁場力的作用，驅(qū)使電子運(yùn)動（2023春?平潭縣校級期中）金屬探測器如圖所示，當(dāng)金屬中處在變化的磁場中時，這個磁場能在金屬物體的內(nèi)部產(chǎn)生渦電流。渦電流又會產(chǎn)生磁場，倒過來影響原來的磁場，引發(fā)探測器發(fā)出鳴聲。考生進(jìn)考場時，每個同學(xué)都必須經(jīng)過金屬探測器的檢查。關(guān)于金屬探測器的檢查，下列說法不正確的是（）A．金屬探測器的工作原理是利用了電磁感應(yīng)的原理 B．金屬探測器探測到考生衣服上的金屬扣時，金屬扣中感應(yīng)出渦流 C．此金屬探測器也可用于食品生產(chǎn)，檢測食品中是否混入細(xì)小的砂粒 D．探測過程中，無論金屬探測器與被測金屬處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，還是相對運(yùn)動狀態(tài)，都能產(chǎn)生渦流（2022秋?雅安期末）如圖所示，A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻可忽略不計，則（）A．S閉合瞬間，B燈立即亮，A燈緩慢亮 B．電路接通穩(wěn)定后，A、B燈亮度相同 C．電路接通穩(wěn)定后，斷開S，A燈閃亮，隨后逐漸熄滅 D．電路接通穩(wěn)定后，斷開S瞬間，b點的電勢高于a點（2023?海淀區(qū)校級三模）在某個趣味物理小實驗中，幾位同學(xué)手拉手與一節(jié)電動勢為1.5V的干電池、導(dǎo)線、開關(guān)、一個有鐵芯的多匝線圈按如圖所示方式連接，實驗過程中人會有觸電的感覺。下列說法正確的是（）A．人有觸電感覺是在開關(guān)閉合瞬間 B．人有觸電感覺時流過人體的電流大于流過線圈的電流 C．?dāng)嚅_開關(guān)時流過人的電流方向從B→A D．?dāng)嚅_開關(guān)時線圈中的電流突然增大15．（2023?東城區(qū)校級三模）將燈泡A、線圈L、電池組E和開關(guān)S連接成如圖所示的電路。先閉合開關(guān)S，使燈泡發(fā)光，然后斷開開關(guān)S，觀察到燈泡閃亮的現(xiàn)象。下列說法正確的是（）A．閉合S瞬間線圈L不產(chǎn)生自感電動勢 B．?dāng)嚅_S瞬間電路中a點電勢低于b點 C．?dāng)嚅_S前后通過燈泡A的電流大小不變 D．閉合S后電源輸出的電功率等于燈泡A和線圈L的發(fā)熱功率之和（2023?朝陽區(qū)一模）某同學(xué)利用電壓傳感器來研究電感線圈工作時的特點。圖甲中三個燈泡完全相同，不考慮溫度對燈泡電阻的影響。在閉合開關(guān)S的同時開始采集數(shù)據(jù)，當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)。圖乙是由傳感器得到的電壓u隨時間t變化的圖像。不計電源內(nèi)阻及電感線圈L的電阻。下列說法正確的是（）A．開關(guān)S閉合瞬間，流經(jīng)燈D2和D3的電流相等 B．開關(guān)S閉合瞬間至斷開前，流經(jīng)燈D1的電流保持不變 C．開關(guān)S斷開瞬間，燈D2閃亮一下再熄滅 D．根據(jù)題中信息，可以推算出圖乙中u1與u2的比值（2023春?成都期中）無線充電是近年發(fā)展起來的新技術(shù)，它讓手機(jī)擺脫了充電線的牽制。如圖為某品牌的無線充電手機(jī)利用電磁感應(yīng)的方式充電的原理簡化圖。當(dāng)充電基座上的送電線圈通入交流電后，就會在鄰近的受電線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而為手機(jī)電池充電。下列關(guān)于無線充電的說法正確的是（）A．將送電線圈接到穩(wěn)恒直流電源上也可為手機(jī)電池充電 B．受電線圈與送電線圈中交變電流的頻率相同 C．送電線圈和受電線圈之間通過自感現(xiàn)象實現(xiàn)能量的傳遞 D．手機(jī)和充電基座沒有通過充電線連接，故充電過程中沒有能量損失（2022秋?海門市期末）如圖所示為演示自感現(xiàn)象的實驗電路圖，線圈的自感系數(shù)較大，且使滑動變阻器R接入電路中的阻值與線圈直流電阻相等，燈A1、A2相同，下列判斷正確的是（）A．接通開關(guān)S，燈A1、A2立即變亮 B．接通開關(guān)S，燈A1逐漸變亮，燈A2立即變亮 C．電路工作穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，燈A1、A2同時閃亮一下后逐漸熄滅 D．電路工作穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，燈A1逐漸熄滅，燈A2立即熄滅（2023?青羊區(qū)校級模擬）某同學(xué)根據(jù)電磁學(xué)的相關(guān)知識，設(shè)計了這樣的太空單車原理圖：在銅質(zhì)輪子的外側(cè)有一些磁鐵（與輪子不接觸），人在健身時帶動輪子轉(zhuǎn)動，磁鐵會對輪子產(chǎn)生阻礙，磁鐵與輪子間的距離可以改變，則下列說法正確的是（）A．輪子受到的阻力大小與其材料電阻率無關(guān) B．若輪子用絕緣材料替換，也能保證相同的效果 C．輪子受到的阻力主要來源于銅制輪內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到的安培力 D．磁鐵與輪子間距離不變時，輪子轉(zhuǎn)速越大，受到的阻力越?。?022秋?松山區(qū)校級期末）如圖1、2為演示自感現(xiàn)象的電路圖，燈泡A1和A2規(guī)格相同，L1和L2為線圈。實驗時，閉合開關(guān)S1，燈A1逐漸變亮，最終A1與A2的亮度相同；斷開開關(guān)S2瞬間，燈A3突然閃亮、隨后逐漸變暗。下列說法錯誤的是（）A．圖1中，變阻器R與L1的阻值相同 B．圖1中，斷開S1瞬間，燈A2將突然閃亮，隨后A1和A2逐漸變暗 C．圖2中，燈A3的阻值大于L2的阻值 D．圖2中，閉合S2待電路穩(wěn)定后，燈A3中電流小于L2中電流2.4自感與互感模塊一知識掌握知識點一互感現(xiàn)象【情境導(dǎo)入】如圖所示，在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢？答案兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會使穿過另一個線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．【知識梳理】1．互感和互感電動勢：兩個相互靠近且沒有導(dǎo)線相連的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫作互感，這種感應(yīng)電動勢叫作互感電動勢．2．應(yīng)用：利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，如變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的．3．危害：互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個相互靠近的電路之間．在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作．【重難詮釋】1．當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的磁場就發(fā)生變化，變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生感生電場，在感生電場的作用下，另一個線圈中的自由電荷定向運(yùn)動，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．2．一個線圈中電流變化越快(電流的變化率越大)，另一個線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．3．應(yīng)用與危害(1)應(yīng)用：變壓器、收音機(jī)的磁性天線都是利用互感現(xiàn)象制成的．(2)危害：在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時要設(shè)法減小電路間的互感．例如在電路板刻制時就要設(shè)法減小電路間的互感現(xiàn)象．（多選）（2023?河南模擬）線圈L1、L2繞在同一個鐵芯上，組成如圖所示的電路，開始時，電鍵K1、K2均斷開，下列操作能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的是（）A．先閉合K1，穩(wěn)定后再閉合K2 B．先閉合K2，過一會兒再閉合K1 C．K1、K2均閉合，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，突然斷開K1 D．K1、K2均閉合，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，突然斷開K2【解答】解：A、先閉合K1，穩(wěn)定后再閉合K2，L2中的磁通量不會變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能使電流表指針偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；B、先閉合K2，過一會兒再閉合K1，L1中的磁通量增大，引起L2中的磁通量增大，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，能使電流表指針偏轉(zhuǎn)，故B正確；C、K1、K2均閉合，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，突然斷開K1，L1中的磁通量減小，引起L2中的磁通量減小，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，能使電流表指針偏轉(zhuǎn)，故C正確；D、K1、K2均閉合，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，突然斷開K2，L2中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能使電流表指針偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。故選：BC。（2022?海淀區(qū)校級三模）某同學(xué)通過學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的相關(guān)知識，利用實驗室里的線圈自制了一個放大版的手機(jī)揚(yáng)聲器，裝置如圖所示。兩個匝數(shù)不同的線圈A、B之間沒有導(dǎo)線相連，線圈A與手機(jī)的音頻輸出端連接，線圈B與音響連接。為檢驗該裝置是否能正常工作及其播放效果，現(xiàn)將線圈A插入線圈B中，則下列說法正確的是（）A．因A、B兩線圈之間未用導(dǎo)線連通，所以該揚(yáng)聲裝置不可能發(fā)出聲音 B．線圈B中產(chǎn)生變化的電流使音響發(fā)聲 C．將A、B線圈互換，音響的播放效果不變 D．在A線圈中插入鐵芯，音響的播放效果不變【解答】解：AB、該裝置采用了電磁感應(yīng)原理，如果線圈A中為交變電流信號，則在線圈子B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流也為交流電，音響能發(fā)出由手機(jī)輸出的聲音，故A錯誤，B正確；C、由于兩線圈的匝數(shù)不同，所以將兩線圈互換時，音響的播放效果不同，故C錯誤；D、在A線圈中插入鐵芯，磁場變強(qiáng)，感應(yīng)電流變強(qiáng)，音響的播放效果將會更好，故D錯誤。故選：B。知識點二自感現(xiàn)象【情境導(dǎo)入】1．按照如圖所示電路圖連接電路．(1)開關(guān)S接通時，燈泡1和2的發(fā)光情況有什么不同？(2)根據(jù)楞次定律結(jié)合電路圖分析該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．答案(1)燈泡2立即發(fā)光，而燈泡1是逐漸亮起來的．(2)接通電源的瞬間，電流增加，線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢會阻礙電流的增加，所以燈泡1慢慢地亮起來．2.按照如圖所示電路圖連接電路．(1)若燈泡的電阻小于線圈L的直流電阻，先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光，穩(wěn)定后斷開開關(guān)．觀察開關(guān)斷開時燈泡的亮度變化，并解釋原因．若燈泡電阻大于線圈L的直流電阻，燈泡的亮度如何變化？(2)開關(guān)斷開前后，流過燈泡的電流方向相同嗎？答案(1)燈泡逐漸熄滅．開關(guān)斷開時，通過線圈L的電流減小，這時會出現(xiàn)感應(yīng)電動勢阻礙線圈L中的電流減小，線圈中產(chǎn)生與原方向相同的電流，與燈泡構(gòu)成閉合回路，所以燈泡逐漸熄滅．若燈泡電阻大于線圈L的直流電阻，則燈泡先閃亮一下再逐漸熄滅．(2)開關(guān)閉合時，燈泡中的電流方向向左，開關(guān)斷開瞬間，燈泡中的電流方向向右，所以開關(guān)斷開前后，流過燈泡的電流方向相反．【知識梳理】當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感．由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢．【重難詮釋】1．對自感現(xiàn)象的理解自感現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律．2．對自感電動勢的理解(1)產(chǎn)生原因通過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．(2)自感電動勢的方向當(dāng)原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同(