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(diǎn)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.

磁場變強(qiáng)

（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】

I.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】

I.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

?考點(diǎn)剖析

[例題1]（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?定是沿逆時外方向

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

[例題2]（2022秋?市南區(qū)校級期末）如圖所示，長度均為Im的甲、乙空心鋁管豎直放置，其中乙

管有一條輕直的裂縫。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U,

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了?動能的增加量

［例題3J（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（）

XX

X

X

XX

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

［例題4］（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.0B.n/qkC.2Tir2qkD.4nr2qk

【例題51（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＞（）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(diǎn)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，泯旋電場力充當(dāng)非靜電力，其大小與渦旋電場的場弼E關(guān)系滿足r=E'q,H：

（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(diǎn)，MN之間所

夾的小圓弧恰為整個圓周的將一個帶電量為+q的帶電小球沿著圓弧分別沿順時針、逆時針從

M移動到N,則兩種情況下，渦旋電場力分別對該小球所做的功？

（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(diǎn)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?

B

【知識梳理】

I.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.

工?考點(diǎn)剖析

[例題6](2023春?楊浦區(qū)校汲期末)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

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

[例題7](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（）甲乙

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

［例題8］（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(diǎn)不受磁場對其作用力，則該點(diǎn)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

［例題9］（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

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

［例題10］（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II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（）

fl

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(diǎn)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.

O

【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

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

安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向

不效果

反，為阻力相同，為動力

同

磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安

點(diǎn)能量克服安培力做功，其他形式的能

培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

的機(jī)械能

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

共同點(diǎn)

間的相對運(yùn)動

?考點(diǎn)剖析

[例題11]（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

[例題12]（2（）23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?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（）

指針指針

甲方案乙方案

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

[例題13]（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「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（）

以til

場

XIX

[例題14]（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)

[例題15]（2021秋?天寧區(qū)校級期中）高速鐵路列車通常使川磁力剎車系統(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

1.（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

R.變用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

2.（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(diǎn)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>VcC.Va>Vc>VbD.Va=Vb=Vc

3.（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（）

甲側(cè)視圖

乙真空室俯視圖

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

4.（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

5.（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

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）

6.（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

7.（2022?汩羅市校級模擬）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，一個光滑佗環(huán)形真空室放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo（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Bi=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(diǎn)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ekm

D.Bo和Bi應(yīng)時刻相等

8.（多選）（2022春?賀州月考）下列哪些措施是為了防止泯流的危害（）

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

9.（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(diǎn)。下列關(guān)于電磁爐的說法正確的是（）

鍋體

磁感線

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

10.(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，也稱泯旋電場，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B。，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。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Bi隨時間t的變化關(guān)系為Bt=Bo+kt。求圓形導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電動勢￡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??；

(3)求圓形導(dǎo)線環(huán)所在處的電場強(qiáng)度E場。

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R

2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動

渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動

電磁阻尼和電磁驅(qū)丁

動樂

O

模塊一知識掌握

知識點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場

【情境導(dǎo)入】

如圖所示，8增強(qiáng)時，就會在空間激發(fā)一個感生電場￡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卜做定向移動，產(chǎn)生感應(yīng)電流.

磁場變強(qiáng)

(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)一種蟲場，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)電磁鐵線圈中史選的大小、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

工?考點(diǎn)剖析

[例題16](2023春?南崗區(qū)?；驴?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莊，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。

[例題17]（2022秋?市南區(qū)校汲期末）如圖所示，長度均為Im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II,

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

管里的摩擦及空氣阻力。關(guān)于磁體在甲、乙兩管中的運(yùn)動，下列說怙正確的是（）

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:Bo

［例題18］（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

大的勾強(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（）

XX

X

X

XX

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：BDo

［例題19］（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.0B.n/qkC.2Tir2qkD.4nr2qk

【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

Z107r212

E=丸=/丁=kjur乙

若小球在環(huán)上運(yùn)動兩圈，貝J感生電場對小球的作用力所做功的大小是

W=2qE=2Trrqk

根據(jù)動能定理可得

W=Ek-0

解得Ek=2nr2qk,故ABD錯誤，C正確。

故選：Co

［例題20］（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?電場線上各點(diǎn)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,|uj：

（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的大小？

（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(diǎn)，MN之間所

夾的小圓弧恰為整個圓周的；，將一個帶電量為+q的帶電小球沿著圓弧分別沿順時針、逆時針從

M移動到N,則兩種情況下，渦旋電場力分別對該小球所做的功？

（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。

B*

【解答】解：（1）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)電動勢石=券=5券=

knR2

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％=嘉二第

乙II1\乙

2

帶電量為+q的帶電小球沿順時針移動時做功W領(lǐng)=另?q?2兀R?亮=生魯

2

帶電小球沿逆時針移動時做功W迪=-邑?q?2研］=-嗎g

（3）靜電場力做功與路徑無關(guān)，存在電勢能的概念；帶也小球在渦旋電場中沿著不同路徑從M

移動到N,W叩WW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knR?；

（2）則兩種情況下，渦旋電場力分別對該小球所做的功為把警，-駕囪；

66

（3）見解析。

知識點(diǎn)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】

I.渦流：當(dāng)線圈中的電速隨時間變化時，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】

I.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.

?.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.

?考點(diǎn)剖析

[例題21](2023春?楊涌區(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：Do

[例題22]（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（）甲乙

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；

R.人蹬車頻率一定時，拉或旋鈕拉線，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：Co

[例題23]（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(diǎn)不受磁場對其作用力，則該點(diǎn)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=BILsin仇可知通電導(dǎo)線在磁場中某點(diǎn)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0為零，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不?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：Bo

［例題24］（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

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(diǎn)，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。

［例題25］（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If上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了兒分鐘，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（）

fl

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；貝J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(diǎn)三電磁阻尼和電磁驅(qū)動

【情境導(dǎo)入】

彈簧上端固定，卜.端懸掛一個磁體.將磁體托起到某一高度后放開，磁體能上卜振動較長時間才停

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.

O

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

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

安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向

不效果

反，為阻力相同，為動力

同

磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安

點(diǎn)能量克服安培力做功，其他形式的能

培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

的機(jī)械能

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

共同點(diǎn)

間的相對運(yùn)動

?考點(diǎn)剖析

[例題26]（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)也流

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：Bo

[例題27]（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（）

指針指針

甲方案乙方案

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：Co

[例題28]（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（）

【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：Ao

[例題29]（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，以中心的豎直粕為圓心旋轉(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：Bo

[例題30]（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)域的磁通最減小，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：Co

模塊二鞏固提高

11.（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。

12.（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(diǎn)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匕、vb和vc.則有（）

二Vo.….

二q$....二

ZZ1ZZZZZZ.Z.ZZ.Z.ZZ1/ZZZZ//Z/ZZ///ZZZ/ZZZZZZ

P

A.Va>Vb>VcB.Va<Vb<VcC.Va>Vc>VbD.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：Co

13.（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，圖中的上、下兩個電磁

鐵線圈中甩流的大小、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（）

乙真空室俯視圖

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牛.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：ADo

14.（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（）

□雌體

ir

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.磁體卜.落變慢，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是磁體卜.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：Co

15.（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。卜.列說法正確

的是（）

旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動導(dǎo)體（轉(zhuǎn)盤）

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)均的速度有關(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:Bo

16.（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、