第第頁第3節渦流、電磁阻尼和電磁驅動感生電場和感生電動勢1．(多選)關于感生電場，下列說法中正確的是()A．感生電場由變化的磁場產生B．恒定的磁場也能在周圍空間產生感生電場C．感生電場的方向可以用楞次定律來判定D．感生電場的電場線是閉合曲線，其方向一定是沿逆時針方向【答案】AC【詳解】磁場變化時在空間激發感生電場，其方向與所產生的感應電流方向相同，可由楞次定律判斷，故A、C項正確，B、D項錯誤。2.某空間出現了如圖所示的一組閉合電場線，方向從上往下看是順時針的，這可能是原磁場()A．沿AB方向且在迅速減弱B．沿AB方向且在迅速增強C．沿BA方向且恒定不變D．沿BA方向且在迅速減弱【答案】A【詳解】感生電場的方向從上向下看是順時針的，假設在平行于感生電場的方向上有閉合回路，則回路中的感應電流方向從上向下看也是順時針的，由右手螺旋定則可知，感應電流的磁場方向向下，根據楞次定律可知，原磁場有兩種可能：原磁場沿AB方向且在迅速減弱，或原磁場沿BA方向且在迅速增強，所以A正確。3．英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發感生電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環水平放置，環內存在豎直向上的勻強磁場，環上套一帶電荷量為＋q的小球。已知磁感應強度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是()A．0B.eq\f(1,2)r2qkC．2πr2qk D．πr2qk【答案】D【詳解】均勻變化的磁場產生恒定的電場，電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S＝kπr2，電場力做的功W＝qE＝πr2qk，故選項D正確。渦流4.在生產和生活中，有時候需要利用渦流效應，有時候需要避免渦流效應，下列關于渦流應用的說法中不正確的是(

)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生的C.阻尼擺擺動時產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【答案】B

【詳解】A.真空冶煉爐是線圈中的電流做周期性變化，在金屬中產生渦流，從而產生大量的熱量，熔化金屬的，故A正確，不符合題意；B.家用電磁爐鍋體中的渦流是由變化的磁場產生的，故B錯誤，符合題意；C.根據楞次定律，阻尼擺擺動時產生的渦流總是阻礙其運動，故C正確，不符合題意；D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，能減小渦流，故D正確，不符合題意。

5.(多選)下列措施是為了防止渦流的危害的有()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電的氧化層【答案】CD【詳解】電磁爐是采用電磁感應原理，在金屬鍋上產生渦流，使鍋體發熱從而加熱食物的，屬于渦流的應用，故A不符合題意；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，故B不符合題意；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產生的渦流，屬于渦流的防止，故C符合題意；變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導電的氧化層，是為了減小變壓器鐵芯內產生的渦流，屬于渦流的防止，故D符合題意。電磁阻尼與電磁驅動6．很多相同的絕緣銅圓環沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒。一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊。讓條形磁鐵從靜止開始下落。條形磁鐵在圓筒中的運動速率()A．均勻增大B．先增大，后減小C．逐漸增大，趨于不變D．先增大，再減小，最后不變【答案】C【詳解】條形磁鐵在下落過程中受到向上的排斥力，絕緣銅環內產生感應電流，導致條形磁鐵做加速度逐漸減小的加速運動，故其速率逐漸增大，最后趨于不變，選項C正確，A、B、D錯誤。7.(多選)位于光滑水平面的小車上放置一螺線管，一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線水平穿過，如圖所示，在此過程中()A．磁鐵做勻速直線運動B．磁鐵做減速運動C．小車向右做加速運動D．小車先加速后減速【答案】BC【詳解】磁鐵水平穿過螺線管時，螺線管中將產生感應電流，由于電磁阻尼，整個過程中，磁鐵做減速運動，B正確；對于小車上的螺線管，在此過程中，螺線管會產生感應電流，由于電磁驅動，使小車向右運動起來，在磁鐵穿過螺線管過程中，一直做加速運動，C正確。8.(2020廣東江門檢測)電磁爐熱效率高達90%,爐面無明火,無煙無廢氣,電磁“火力”強勁,安全可靠。下圖是描述電磁爐工作原理的示意圖,下列說法正確的是()A.當恒定電流通過線圈時,會產生恒定磁場,恒定磁場越強,電磁爐加熱效果越好B.電磁爐通電線圈加交變電流后,在鍋底產生渦流,進而發熱工作C.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】電磁爐是采用的渦流感應加熱原理,其內部電子線路板組成部分產生交變磁場。當把鐵質鍋具底部放置在爐面上時,鍋具底部金屬部分產生渦流,用來加熱和烹飪食物,故A錯誤,B正確。電磁爐工作時需要在鍋底產生感應電流,陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋不屬于金屬導體,不能產生感應電流,C錯誤。通電線圈產生的磁場能穿透紙板到達鍋底,在鍋底產生感應電流,利用電流的熱效應起到加熱作用,D錯誤。2.(多選)如圖所示,通有恒定電流的螺線管豎直放置,一銅環R沿螺線管的軸線加速下落,在下落過程中,環面始終保持水平。銅環先后經過軸上1、2、3位置時的加速度分別為a1、a2、a3,位置2處于螺線管的中心,位置1、3與位置2等距,則()A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2 D.a3<a1<a2【答案】ABD【詳解】圓環落入螺線管及從螺線管穿出時,環中感應電流所受安培力向上,故a1<g,a3<g,但經過3時速度較大,ΔΦΔt3.如圖所示,一條形磁鐵在圖示位置由靜止開始下落,穿過采用雙線繞成的閉合線圈,則條形磁鐵從下落到穿過線圈的過程中可能做()A.勻減速運動B.勻速運動C.非勻變速運動D.自由落體運動【答案】D【詳解】雙線繞成的線圈相當于兩個閉合線圈,發生電磁感應時,這兩個線圈中的電動勢方向始終相反,故兩線圈中沒有產生感應電流,當磁鐵從線圈中穿過時,不會受到阻礙,因此做自由落體運動。4.(2020河北定州中學模擬)如圖所示,上下開口、內壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊()A.在P和Q中都做自由落體運動B.在兩個下落過程中的機械能都守恒C.在P中的下落時間比在Q中的長D.落至底部時在P中的速度比在Q中的大【答案】C【詳解】小磁塊在內壁光滑的塑料管Q中,從高處由靜止釋放做自由落體運動,機械能守恒;小磁塊在內壁光滑的銅管P中,則會產生電磁阻尼阻礙小磁塊的運動,相比Q中自由落體運動時間要長,C項正確,A項錯誤;由于電磁阻尼產生焦耳熱,機械能不守恒,B項錯誤;由于機械能有損失,落至底部時在P中的速度比在Q中的小,D項錯誤。5.(多選)圓形導體環用一根輕質細桿懸掛在O點,導體環可以在豎直平面內來回擺動,空氣阻力和摩擦力均不計,在如圖所示的虛線正方形區域有垂直于圓環的擺動面指向紙內的勻強磁場。下列說法正確的是()A.此擺開始擺動并進入磁場后機械能不守恒B.導體環進入磁場和離開磁場時,環中感應電流的方向肯定相反C.導體環通過最低位置時,環中感應電流最大D.最后此擺在勻強磁場中擺動時,機械能守恒【答案】ABD【詳解】開始時導體環在進入和穿出磁場的過程中,有感應電流產生,部分機械能轉化為電能,選項A正確;根據楞次定律,導體環在進入磁場和穿出磁場時感應電流方向相反,選項B正確;當導體環全部進入磁場時,無感應電流產生,在最低點時導體環的動能最大,選項C錯誤;最后導體環在磁場中擺動時,無感應電流產生,又不計阻力,故機械能守恒,選項D正確。6.如圖所示,質量m=100g的鋁環,用細線懸掛起來,環中央距地面高度h=0.8m,有一質量m0=200g的小磁鐵(長度可忽略),以10m/s的水平速度射入并穿過鋁環,落地點距鋁環原位置的水平距離為3.6m。小磁鐵穿過鋁環后的運動看作平拋運動。(1)磁鐵與鋁環