專題78自感互感渦流電磁驅動電磁阻尼考點一自感互感（16T）考點二渦流（712T）考點三電磁驅動電磁阻尼（1319T）考點一自感互感1．自感：由于線圈本身的電流發(fā)生變化而在它自身產生的電磁感應現(xiàn)象。1）自感電動勢：由于自感而產生的感應電動勢。表達式：E＝eq\a\vs4\al(L\f(ΔI,Δt))。自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)以及是否有鐵芯等因素有關，單位為亨利(H)。2)通電自感和斷電自感的比較電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)通電時在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮燈A立即亮，然后逐漸變暗達到穩(wěn)定斷電時回路電流減小，燈泡逐漸變暗，A1電流方向不變，A2電流反向①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗．兩種情況下燈泡中電流方向均改變總結自感電動勢總是阻礙原電流的變化3）分析自感問題的三個技巧2.互感：互不相連并相互靠近的兩個線圈，當一個線圈的電流變化時，它所產生的變化的磁場會在另一個線圈中產生感應電動勢，這種現(xiàn)象叫互感．互感現(xiàn)象中產生的電動勢叫互感電動勢．1．（2023·浙江杭州·一模）智能手表通常采用無線充電方式。如圖甲所示，充電基座與220V交流電源相連，智能手表放置在充電基座旁時未充電，將手表壓在基座上，無需導線連接，手表便可以充電（如圖乙所示）。已知充電基座與手表都內置了線圈，則（）A．手機和基座無導線連接，所以傳輸能量時沒有損失B．用塑料薄膜將充電基座包裹起來，之后仍能為手表充電C．無線充電的原理是利用基座內的線圈發(fā)射電磁波傳輸能量D．充電時，基座線圈的磁場對手表線圈中的電子施加力的作用，驅使電子運動【答案】B【解析】A．充電時存在漏磁效應，所以傳輸能量時有損失，A錯誤；B．手機充電利用的是互感原理，因此用塑料薄膜將充電基座包裹起來，之后仍能為手表充電，B正確；C．無線充電的原理是基座內的線圈電流變化，產生變化的磁場，導致手表內部線圈中的磁通量發(fā)生改變，線圈產生感應電流，與變壓器，互感器的原理相同，C錯誤；D．根據(jù)上述解釋，基座線圈的磁場變化產生感應電場，驅動放置在感應電場中的手表中的線圈內部的電子做定向運動，形成電流，D錯誤。故選B。2.在如圖所示的電路中，兩個完全相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關S待電路穩(wěn)定后，調整R的滑片使L1和L2亮度一樣，此時通過兩個燈泡的電流均為I。在之后的t0時刻斷開S，則在如圖所示的圖像中，能正確反映t0前后的一小段時間內通過L1的電流i1和通過L2的電流i2隨時間t變化關系的是()【答案】A【解析】當開關斷開瞬間，通過電感線圈的電流減小，根據(jù)楞次定律可知電感線圈會產生感應電流阻礙電感線圈中原電流的減小，感應電流的方向與原電流方向相同，如圖所示。但“阻礙”不是“阻止”，通過電感線圈的電流仍然減小，所以通過小燈泡L1的電流方向不變且逐漸減小，故A正確，B錯誤；斷開開關后感應電流通過小燈泡L2的方向與原電流方向相反，電流逐漸減小，故C、D錯誤。3．(多選)如圖所示，A、B兩燈、電阻器R的電阻均相等，線圈L電阻為零，整個過程電路元件均未燒壞，以下關于開關接通和斷開時的描述，正確的是（）A．開關接通瞬時A、B兩燈同時亮，但A比B亮度大B．開關接通瞬時A、B兩燈同時亮，A、B亮度相同C．開關接通較長時間后，A燈不亮，B燈仍亮D．開關接通較長時間后，再斷開開關時，A燈閃亮后熄滅，B燈立即熄滅【答案】ACD【解析】AB．開關接通瞬間，回路中電流瞬間增大，線圈L產生較大的自感電動勢阻礙通過其電流增大，此時L可視為斷路，則B與R并聯(lián)后再與A串聯(lián)，兩燈同時亮，但通過A的電流比通過B的電流大，所以A比B亮度大，故A正確，B錯誤；C．由于線圈L電阻為零，開關接通較長時間后，L相當于導線，將A短路，所以A燈不亮，B燈仍亮，故C正確；D．開關接通較長時間后，再斷開開關時，回路中電流瞬間減小，線圈L產生自感電動勢阻礙通過其電流減小，此時L可視為電源，而A與L在同一回路中，所以A燈會先閃亮一下，之后隨著自感電動勢的減小至零而熄滅；B燈由于被電路中間那根導線短路，所以在斷開開關時立即熄滅，故D正確。故選ACD。4．如圖，線圈L的自感系數(shù)極大，直流電阻忽略不計；D1、D2是兩個二極管，當電流從“＋”流向“－”時能通過，反之不通過；R0是保護電阻，則()A．閉合S之后，B燈慢慢變亮B．閉合S之后，A燈亮且亮度不變C．斷開S瞬時，A燈閃一下再慢慢熄滅D．斷開S瞬時，B燈閃一下再慢慢熄滅【答案】D【解析】閉合S瞬間，A燈支路二極管正向導通，因此A燈亮，B燈支路二極管不能導通，因此不亮，之后線圈自感阻礙逐漸減小，從自感線圈流過的電流逐漸增大，A燈逐漸熄滅，故A、B錯誤；斷開S瞬間，線圈L產生與原電流方向相同的自感電流，可通過D2，故B燈閃一下再慢慢熄滅，電流不能通過D1，故A燈不亮，故C錯誤，D正確．5.(2022·濱海新區(qū)模擬)圖1和圖2是演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為線圈。實驗時，斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是()A．圖1中，A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等【答案】C【解析】在題圖1中斷開S1瞬間，燈A1突然閃亮，說明斷開S1前，L1中的電流大于A1中的電流，故L1的阻值小于A1的阻值，A、B錯誤；在題圖2中，閉合S2瞬間，由于L2的自感作用，通過L2的電流很小，D錯誤；閉合S2后，最終A2與A3亮度相同，說明兩支路電流相等，故R與L2的阻值相同，C正確。6．小王同學用如圖甲所示電路研究電磁感應現(xiàn)象，小李同學用如圖乙所示電路研究自感現(xiàn)象。（1）小王同學實驗時發(fā)現(xiàn)，閉合開關時，電流表指針向左偏轉。電路穩(wěn)定后，若向右移動滑片，此過程中電流表指針將向______（選填“左”或“右”）偏轉，實驗結束后，未斷開開關，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開放置，在拆除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除______（選填“A”或“B”）線圈所在電路時發(fā)生的。（2）小李同學用圖乙中（1）（2）兩個電路研究通電自感和斷電自感現(xiàn)象，圖中L是一帶鐵芯的線圈，直流電阻忽略不計，A、B是額定電壓為1.5V的燈泡，直流電源為一節(jié)新的干電池。兩電路電鍵S閉合后，會看到：小燈泡A將______（選填“慢慢變亮”“立即變亮”或“立即變亮，然后慢慢熄滅”），小燈泡B將______（選填“慢慢變亮”“立即變亮”或“立即變亮，然后慢慢熄滅”）；S斷開后，小燈泡A將______（選填“慢慢熄滅”“立即熄滅”或“閃亮一下，然后熄滅”），S斷開后，小燈泡B將______（選填“慢慢熄滅”“立即熄滅”或“閃亮一下，然后熄滅”）?！敬鸢浮孔?/p>

A

慢慢變亮

立即變亮，然后慢慢熄滅

立即熄滅

閃亮一下，然后熄滅【解析】（1）[1]由題意可知，電流增大時，穿過線圈的磁通量增大，電流表指針向左偏轉，電路穩(wěn)定后，若向右移動滑片，滑動變阻器接入電路中的電阻減小，回路中的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，則電流表指針向左偏轉；[2]在完成實驗后未斷開開關，也未把A.B兩線圈和鐵芯分開放置，在拆除電路A線圈時，線圈A中的電流突然減少，從而出現(xiàn)斷電自感現(xiàn)象，線圈中會產生自感電動勢，進而突然會被電擊了一下。（2）[3]兩電路電鍵S閉合后，由于線圈中自感電動勢阻礙電流增加，則會看到小燈泡A將慢慢變亮；[4]小燈泡B將立即變亮，電路穩(wěn)定后線圈中自感電動勢消失，電阻為零，則燈泡B會慢慢被短路而熄滅；[5]S斷開后，小燈泡A立即熄滅；[6]小燈泡B，由于線圈中自感電動勢阻礙電流減小，則會在線圈和燈泡B中形成回路，使得燈泡B閃亮一下，然后熄滅?？键c二渦流1．金屬塊放在變化磁場中，或者與磁場有相對運動時，金屬塊內產生的旋渦狀感應電流。2.產生渦流的兩種情況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．3．產生渦流時的能量轉化1)金屬塊在變化的磁場中，磁場能轉化為電能，最終轉化為內能．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，金屬塊的機械能轉化為電能，最終轉化為內能．7．（2022·海南?？凇つM預測）渦流原理在生產、生活中有廣泛應用，在電爐、電磁爐、微波爐、高頻冶煉爐中，均不是利用渦流原理工作的是（）A．電爐、微波爐 B．電磁爐、微波爐 C．微波爐、高頻冶煉爐 D．電爐、電磁爐【答案】A【解析】電磁爐、高頻冶煉爐均是利用渦流原理工作的；電爐是利用電流熱效應工作的，微波爐是利用微波進行工作的，二者均不是利用渦流原理工作，故選A。8．如圖所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上放一小鐵鍋冷水?，F(xiàn)接通交流電源，幾分鐘后，鍋中的水沸騰起來，t0A．線圈中電流變化越大，自感電動勢越大，自感系數(shù)也增大B．小鐵鍋中產生渦流，渦流的熱效應使水沸騰起來C．t0D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能增大渦流【答案】B【解析】A．線圈中電流變化越快，自感電動勢越大，與電流變化的大小沒有必然的關系，線圈的自感系數(shù)是由線圈本身的性質決定的，與線圈的電流變化無關，選項A錯誤；B．由于交流電在線圈中產生變化的磁場，變化的磁場穿過小鐵鍋可以在小鐵鍋中產生感生電場，從而產生渦流，渦流的熱效應使水沸騰起來，選項B正確；C．t0D．由于導體中的渦流會損耗能量，所以變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，其目的是為了減小渦流，選項D錯誤。故選B。9．安檢門原理圖如圖所示，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈。若工作過程中某段時間內通電線圈中存在順時針方向（左視圖）均勻增大的電流，則下列說法正確的是（電流方向判斷均從左向右觀察）（）A．無金屬片通過時，接收線圈中的感應電流的方向為順時針B．無金屬片通過時，接收線圈中的感應電流可能逐漸減小C．有金屬片通過時，金屬片中會感應出渦流D．有金屬片通過時，接收線圈中的感應電流的方向可能改變【答案】C【解析】A．無金屬片通過時，當左側線圈中通有不斷增大的順時針方向的電流時，根據(jù)右手定則可知，穿過右側線圈的磁通量向右，且增大，根據(jù)楞次定律，右側線圈中產生逆時針方向的電流，故A錯誤；B．無金屬片通過時，通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流，則穿過右側線圈中的磁通量均勻增大，則磁通量的變化率是定值，由法拉第電磁感應定律可知，接收線圈中的感應電流不變，故B錯誤；CD．有金屬片通過時，當左側線圈中通有不斷增大的順時針方向的電流時，穿過金屬片中的磁通量發(fā)生變化，金屬片中也會產生感應電流，感應電流的方向與接收線圈中的感應電流的方向相同，接收線圈中的感應電流方向不變，但金屬片中的感應電流會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電流大小發(fā)生變化，故D錯誤C正確。故選C。10．（2022·青?！つM預測）(多選)電磁爐是現(xiàn)代廚房革命的產物，它無需明火或傳導式加熱而讓熱直接在鍋底產生，因此熱效率得到了極大的提高。如圖電磁爐，下列說法正確的是（）A．電磁爐通電線圈加恒定電流，電流越大，電磁爐加熱效果越好B．電磁爐原理是通電線圈加交流電后，在鍋底產生渦流，進而發(fā)熱工作C．電磁爐通電線圈通入大小和方向變化電流，電流變化越快，電磁爐加熱效果越好D．電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導熱性能較差【答案】BC【解析】AC．電磁爐通電線圈通入大小和方向變化電流，電流變化越快，電磁爐加熱效果越好，A錯誤，C正確；B．電磁爐原理是通電線圈加交流電后，在鍋底產生渦流，進而發(fā)熱工作，B正確；D．電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些是非金屬材料，不能產生渦流，D錯誤。故選BC。11．如圖，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。下列正確的是（）A．金屬球中不會產生感應電流 B．金屬球會運動到半圓軌道的另一端C．金屬球受到的安培力做正功 D．系統(tǒng)產生的總熱量為mgR【答案】D【解析】ABC．金屬球在運動過程中，穿過金屬球的磁通量不斷變化，在金屬球內形成閉合回路，產生渦流，金屬球受到的安培力做負功，金屬球不會運動到半圓軌道的另一端，在運動過程中，金屬球產生的熱量不斷地增加，機械能不斷地減少，直至金屬球停在半圓軌道的最低點，故ABC錯誤；D．根據(jù)能量守恒定律得系統(tǒng)產生的總熱量為Q=mgR故D正確。故選D。12．（2022·江蘇省昆山中學模擬預測）人們對電磁炮的研究不斷深入。某高中科研興趣小組利用學過的知識制造了一臺電磁炮，其原理示意圖如圖甲所示，高壓直流電源電動勢為E，大電容器的電容為C。線圈套在中空的塑料管上，管內光滑，將直徑略小于管的內徑的金屬小球靜置于管口附近。首先將開關S接1，使電容器完全充電，然后立即將S轉接2，此后電容器放電，通過線圈的電流隨時間的變化如圖乙所示，金屬小球在0t1的時間內被加速發(fā)射出去，t1時刻剛好運動到管口。下列關于該電磁炮的說法正確的是（）A．小球在塑料管中做加速度增大的加速運動B．在0t1的時間內，小球中產生的渦流從左向右看是順時針方向的C．在t1時刻，小球受到的線圈磁場對它的作用力為零D．在0t1的時間內，電容器儲存的電能全部轉化為小球的動能【答案】C【解析】AC．線圈中的磁場強弱程度與通過線圈的電流大小成正比，根據(jù)乙圖可知，線圈中產生的磁感應強度（磁通量）變化步調與電流i的變化步調一致，在0~t1時間內，線圈電流i從0逐漸增大，但其變化率卻逐漸減小至0，所以線圈中的磁通量變化率也逐漸減小至0，金屬小球中感應電動勢也逐漸減小至0，金屬小球中的渦流也逐漸減小至0，可知t=0時刻，金屬小球受到線圈磁場對它的作用力為0，t1時刻，金屬小球受到線圈磁場對它的作用力也為0，故0~t1時間內，金屬小球受到線圈磁場對它的作用力應先增大后減小，即加速度應先增大后減小，故A錯誤，C正確；B．0~t1時間內，由安培定則知線圈電流在線圈內的磁場方向向右，線圈電流在增大，則產生的磁場在增大，通過金屬小球磁通量在增大，根據(jù)楞次定律可知金屬小球中產生渦流的磁場方向向左，由安培定則可知，金屬小球中產生的渦流從左向右看是逆時針方向的，故B錯誤；D．在0~t1的時間內，電容器減少的電場能轉化為磁場能，磁場能有一部分轉化為小球的動能，還留有一部分磁場能，所以減少的電場能大于小球增加的動能，故D錯誤。故選C。考點三電磁驅動電磁阻尼1.電磁驅動：若磁場相對于導體轉動，在導體中會產生感應電流，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動．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．2.電磁阻尼、電磁驅動都是楞次定律“阻礙”的體現(xiàn)．阻礙磁通量的變化，阻礙導體與磁場的相對運動．電磁阻尼電磁驅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，為動力能量轉化克服安培力做功，其他形式的能轉化為電能，最終轉化為內能磁場能轉化為電能，通過安培力做功，電能轉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13．（2023·全國·高三專題練習）如圖所示，將懸掛在O點的銅球從方形勻強磁場區(qū)域左側一定高度處由靜止釋放，磁場區(qū)域的左右邊界處于豎直方向，不考慮空氣阻力，則（）A．銅球在左右兩側擺起的最大高度相同B．銅球最終將靜止在O點正下方C．銅球運動到最低點時受到的安培力最大D．銅球向右進入磁場的過程中，受到的安培力方向水平向左【答案】D【解析】A．銅球每次在進出磁場過程，因產生電磁感應，一部分機械能轉化為焦耳熱，左右兩側擺起的最大高度不相同，故A錯誤；B．銅球每次只在進出磁場過程損失機械能，當全部進入勻強磁場，因磁通量不變，故不產生電磁感應，最終將在磁場區(qū)域內左右擺動，故B錯誤；C．銅球運動到最低點時不產生電磁感應，故受到的安培力為0，故C錯誤；D．銅球向右進入磁場的過程中，由楞次定律知銅球受到的安培力方向水平向左，故D正確。故選D。14.如圖所示是某研究性學習小組的同學設計的電梯墜落的應急安全裝置，在電梯掛廂上安裝永久磁鐵，并在電梯的井壁上鋪設線圈，這樣可以在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關于該裝置，下列說法正確的是()A.當電梯突然墜落時，該安全裝置可使電梯停在空中B.當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，閉合線圈A、B中的電流方向相反C.當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，只有閉合線圈A在阻礙電梯下落D.當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，只有閉合線圈B在阻礙電梯下落【答案】B【解析】若電梯突然墜落，穿過閉合線圈A、B內的磁通量發(fā)生變化，將在線圈中產生感應電流，感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到應急避險作用，但不能阻止磁鐵的運動，故A錯誤；當電梯墜落至永久磁鐵在題圖所示位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應電流的方向從上向下看是逆時針方向，閉合線圈B中向上的磁場增強，感應電流的方向從上向下看是順時針方向，可知閉合線圈A與B中感應電流方向相反，故B正確；結合A的分析可知，當電梯墜落至永久磁鐵在題圖所示位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故C、D錯誤。15．（2021·四川涼山·三模）如圖所示，把一個閉合線圈放在蹄形磁體的兩磁極之間，蹄形磁體和閉合線圈都可以繞OO′軸轉動。當蹄形磁體從圖示位置開始逆時針轉動時，線圈僅在安培力作用下也開始轉動，則：（）A．線圈順時針轉動，線圈轉速小于磁體轉速B．線圈逆時針轉動，線圈轉速等于磁體轉速C．線圈在轉動過程中有感應電流D．線圈克服安培力做功動能增加【答案】C【解析】ABC．轉動磁鐵時，導致線圈的磁通量增加，從而產生感應電流，出現(xiàn)安培力，導致線圈轉動，根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量增加，則導致線圈與磁鐵轉動方向相同，但快慢不一，轉速比磁鐵??；故AB錯誤，C正確；D．線圈的轉動是因為安培力對線圈做功，使線圈動能增加，故D錯誤。故選C。16．（2022·上?！つM預測）位于磁場中的甲、乙兩個矩形金屬線框可繞各自的軸轉動，兩根導線將兩個線框按如圖方式連接?，F(xiàn)用外力使甲線框順時針方向轉動。某時刻甲、乙線框恰處于如圖所示的位置。設此時乙線框的ab邊受到的安培力為F，則（）A．F向上，乙線框表示電動機的原理B．F向上，乙線框表示發(fā)電機的原理C．F向下，乙線框表示電動機的原理D．F向下，乙線框表示發(fā)電機的原理【答案】C【解析】甲線框因用外力而動，產生感應電動勢，根據(jù)楞次定律可判斷感應電流方向。兩個線框用導線連接，則乙線框中有電流而受到安培力的作用。用外力使甲線框順時針方向轉動后，甲線框切割磁感線產生感應電動勢，產生感應電流，根據(jù)楞次定律可判斷甲線框中感應電流為順時針方向。流經乙線框中感應電流也為順時針方向。乙線框由于有電流而在磁場中受安培力的作用將發(fā)生轉動，此為電動機的原理。根據(jù)左手定則可判斷乙線框的ab邊受到的安培力F方向向下，C正確，ABD錯誤。故選C。17．如圖所示，一鋁塊靜止在光滑水平面上，現(xiàn)讓一條形磁鐵以一定的速度向右靠近鋁塊在磁鐵靠近鋁塊的過程，說法正確的是（

）A．若條形磁鐵的右端為N極，則鋁塊會向右以相同的速度運動B．若條形磁鐵的右端為S極，則鋁塊會向左運動，速度小于磁鐵的速度C．在它們相遇前，鋁