第50頁（共50頁）2024-2025學年下學期高中物理教科版（2019）高二同步經典題精練之渦流電磁阻尼電磁驅動一．選擇題（共6小題）1．（2024秋?蘇州期末）如圖甲所示，把一枚磁性較強的圓柱形永磁體在鋁管管口靜止釋放，磁體直徑略小于管的內徑。則磁體在管中（）A．做自由落體運動 B．加速度恒定 C．如圖乙所示，換用一根有裂紋的鋁管，運動比圖甲中更慢 D．換用一根直徑稍大的鋁管，運動比圖甲中更快2．（2024秋?鄭州期末）上海中心大廈頂部的阻尼器確保了整棟大廈在臺風中的穩定。阻尼器簡化原理如圖所示，當樓體在風力作用下擺動時，攜帶有永磁體的質量塊由于慣性產生反向擺動，在金屬地板內產生渦流，從而使大廈減振減擺。則（）A．渦流由外部電源產生 B．地板電阻率越大，產生渦流越大 C．永磁體擺動速率越大，產生渦流越大 D．阻尼器最終將機械能轉化為電勢能3．（2024秋?鄭州期末）下列有關電磁現象的說法正確的是（）A．WiFi網絡信號的實質是X射線 B．通電螺線管吸引鐵針是因為其產生了磁場 C．磁鐵在鋁管中下落變慢是因為磁鐵有吸引鋁的磁性 D．加油前觸摸靜電釋放器是為了導走加油機上的靜電4．（2024秋?杭州期末）動圈式揚聲器的結構如圖所示，線圈圓筒安放在永磁體磁極間的空隙中，能夠在空隙中左右運動，紙盆與線圈連接，隨著線圈振動而發聲。當線圈中通入圖示從B到A的電流時，下列描述錯誤的是（）A．紙盆將向左運動 B．揚聲器正常工作時，AB間可以是恒定電流 C．將AB端接入接收器，對著紙盆說話，揚聲器便可以作為話筒使用 D．若揚聲器老化播放的音量變小，可以更換磁性更強的磁體解決5．（2024秋?豐臺區期末）下列與電磁感應有關的現象中說法不正確的是（）A．圖甲：搖動手柄使蹄形磁體轉動，則鋁框會以相同的速度同向轉動 B．圖乙：銅盤在轉動過程中，當手持蹄形磁體靠近銅盤時，銅盤的轉速減小 C．圖丙：搬運電流表時將正負接線柱用導線連在一起是為了減弱指針擺動 D．圖丁：安檢門利用渦流可以檢測金屬物品，如攜帶金屬經過時，會觸發報警6．（2024秋?徐州期末）某企業應用電磁感應產生的渦流加熱金屬產品，其工作原理圖如圖甲所示。線圈中通過的電流i與時間t的關系如圖乙所示（圖甲中所示的電流方向為正）。則置于線圈中的圓柱形金屬導體在0﹣t1時間內產生的渦流（從左向右觀察）（）A．順時針方向，逐漸增大 B．順時針方向，逐漸減小 C．逆時針方向，逐漸增大 D．逆時針方向，逐漸減小二．多選題（共6小題）（多選）7．（2024秋?湖南期末）1820年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖所示。實驗中發現，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著一起轉動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（）A．圓盤轉動時，可看成沿半徑方向的金屬條切割磁感線，從而在圓心和邊緣之間產生了感應電動勢 B．在圓盤轉動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發生了變化 C．圓盤內的渦流產生的磁場導致磁針轉動 D．圓盤中自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產生的磁場導致磁針轉動（多選）8．（2024秋?廣州期末）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生感應電流 C．金屬球受到的安培力做負功 D．系統產生的總熱量為mgR（多選）9．（2024秋?海淀區校級期末）金屬探測器已經廣泛應用在考場檢測、車站安檢等領域，其利用的是電磁感應原理。探測器內的線圈中通以大小與方向快速變化的電流，從而產生快速變化的磁場，該磁場會在金屬物體內部感應出渦流，渦流會產生磁場從而影響原磁場，導致檢測器發出蜂鳴聲而報警，下列說法中正確的是（）A．預使待測物體內部產生渦流，探測器需要在待測物體上方不停的晃動 B．探測器靜止在待測物上方，待測物內部仍然可以產生渦流 C．若待測物品為塑料，則不能報警，因為檢測區域內沒有磁通量的變化 D．若待測物品為塑料，則不能報警，因為待測物中沒有能夠自由移動的帶電粒子或很少（多選）10．（2024秋?貴陽期末）一彈簧上端固定，下端懸掛一個條形磁體，在磁體N極正下方的水平桌面上固定一閉合銅線圈，如圖所示。現將磁體托起到某一高度后放開，磁體只在豎直方向上下振動，并在較短時間就停下來，不計空氣阻力。下列關于該磁體的分析正確的是（）A．該磁體N極靠近線圈時，線圈對桌面的壓力大于其重力 B．該磁體N極靠近線圈時，自上而下看線圈中有順時針方向的感應電流 C．該磁體無論向上或向下運動，都將受到線圈中感應電流磁場的阻礙作用 D．該磁體在較短時間停下來的原因是彈簧和磁體的機械能轉化為線圈中的電能（多選）11．（2024秋?河北區期末）如圖所示，用絕緣細線將一個閉合金屬圓環懸掛于O點，現將圓環拉離平衡位置并由靜止釋放，圓環擺動過程中經過有界的水平方向的勻強磁場區域，a、b為該磁場的豎直邊界，磁場方向垂直于圓環所在平面向里，若不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．圓環不能返回原釋放位置 B．在進入和離開磁場時，圓環中均有感應電流 C．圓環完全進入磁場后，速度越大，感應電流也越大 D．圓環最終將靜止在最低點（多選）12．（2024秋?海淀區校級期末）車速表是用來測量車輛瞬時速度的一種裝置，其工作原理如圖所示。永久磁鐵固定在驅動軸上，當車運動時，驅動軸會帶動磁鐵轉動，由于電磁感應，由金屬做成的速度盤也會帶動指針隨之轉動，使游絲形變，當阻力矩與安培力矩平衡時，達到靜止，從而指針指示出相應的速度。則下列說法正確的是（）A．車速表采用的工作原理是電磁驅動 B．在速度盤轉動過程中，穿過整個速度盤的磁通量發生了變化 C．速度盤中產生的感應電流受到的安培力驅使速度盤轉動 D．速度盤中的感應電流是速度盤中的自由電子隨圓盤轉動形成的三．解答題（共3小題）13．（2023秋?佛山期末）交流異步電動機是利用交變電流產生的旋轉磁場帶動閉合線圈轉動的電動機，其工作原理與右圖所示的裝置類似。磁鐵旋轉產生旋轉磁場，帶動閉合線圈轉動。請根據所學物理知識回答以下問題，并說明理由。（1）線圈中是否有感應電流？（2）線圈轉動方向是否與磁鐵轉動方向一致？（3）電動機帶負載工作時，線圈的轉速是否可以達到磁鐵轉動的轉速？14．（2023?海淀區二模）電磁場，是一種特殊的物質。（1）電場具有能量。如圖1所示，原子核始終靜止不動，α粒子先、后通過A、B兩點，設α粒子的質量為m、電荷量為q，其通過A、B兩點的速度大小分別為vA和vB，求α粒子從A點運動到B點的過程中電勢能的變化量ΔEp。（2）變化的磁場會在空間中激發感生電場。如圖2所示，空間中有圓心在O點、垂直紙面向里、磁感應強度為B的圓形勻強磁場，當空間中各點的磁感應強度隨時間均勻增加時，請根據法拉第電磁感應定律、電動勢的定義等，證明磁場內，距離磁場中心O點為r處的感生電場的電場強度E與r成正比。（提示：電荷量為q的電荷所受感生電場力F＝qE）（3）電磁場不僅具有能量，還具有動量。如圖3所示，兩極板相距為L的平行板電容器，處在磁感應強度為B的勻強磁場中。磁場方向垂直紙面向里。將一長度為L的導體棒ab垂直放在充好電的電容器兩極板之間（其中上極板帶正電），并與導體板良好接觸。上述導體棒ab、平行板電容器以及極板間的電磁場（即勻強磁場、電容器所激發的電場）組成一個孤立系統，不計一切摩擦。求當電容器通過導體棒ab釋放電荷量為q的過程中，該系統中電磁場動量變化量的大小Δp和方向。15．（2023春?豐臺區期末）如圖甲所示的半徑為r的圓形導體環內，存在以圓環為邊界豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小隨時間的變化關系為B＝kt（k＞0且為常量）。該變化的磁場會在空間產生圓形的感生電場，如圖乙所示，感生電場的電場線是與導體環具有相同圓心的同心圓，同一條電場線上各點場強大小相同，方向沿切線。導體環中的自由電荷會在感生電場的作用下定向運動，產生感應電流，或者說導體中產生了感應電動勢。渦旋電場力充當非靜電力，其大小與場強的關系與靜電場相同。（1）請根據法拉第電磁感應定律求導體環中產生的感應電動勢ε；（2）請根據電動勢的定義推導導體環所在位置處感生電場場強E的大小，并判斷E的方向（從上往下看，“順時針”或“逆時針”）；（3）若將導體圓環替換成一個半徑為r的光滑、絕緣、封閉管道，管道水平放置，如圖丙所示。管道內有質量為m、電荷量為+q的小球，t＝0時小球靜止。不考慮小球的重力及阻力，求t＝t0時，管道對小球作用力的大小和方向（填“沿半徑向外”或“沿半徑向內”）。

2024-2025學年下學期高中物理教科版（2019）高二同步經典題精練之渦流電磁阻尼電磁驅動參考答案與試題解析題號123456答案DCBBAC一．選擇題（共6小題）1．（2024秋?蘇州期末）如圖甲所示，把一枚磁性較強的圓柱形永磁體在鋁管管口靜止釋放，磁體直徑略小于管的內徑。則磁體在管中（）A．做自由落體運動 B．加速度恒定 C．如圖乙所示，換用一根有裂紋的鋁管，運動比圖甲中更慢 D．換用一根直徑稍大的鋁管，運動比圖甲中更快【考點】渦流對金屬在磁場中運動的影響．【專題】定性思想；推理法；電磁感應中的力學問題；推理論證能力．【答案】D【分析】磁體在鋁管中下落，會產生電磁感應現象，要阻礙磁體與鋁管之間的相對運動；根據楞次定律和法拉第電磁感應定律分析磁體受力的變化；換用一根有裂紋的鋁管，由于斷開，所以斷開部分沒有感應電流，相對甲圖，對磁體的阻礙作用小；換用一根直徑稍大的鋁管，磁通量變化率相對圖甲小，由此分析。【解答】解：A、圖甲中，磁體在鋁管下落時，產生電磁感應，阻礙磁體與導體間的相對運動，所以不會做自由落體運動，故A錯誤；B、由楞次定律和法拉第電磁感應定律知，在電磁感應現象中產生的感應電流阻礙相對運動，所以剛開始磁體做加速下落，隨速度的增大，阻礙力增大，當增大到與磁體的重力相等時，磁體勻速運動，故B錯誤；C、如圖乙所示，換用一根有裂紋的鋁管，由于斷開，所以斷開部分沒有感應電流，所以相對甲圖，阻礙作用小，則運動比圖甲中快，故C錯誤；D、換用一根直徑稍大的鋁管，磁體外部空間大，所以磁通量變化率相對圖甲小，產生的電動勢小，感應電流小，阻礙作用小，所以運動比圖甲中更快，故D正確。故選：D。【點評】掌握楞次定律是解題的基礎，知道換用一根直徑稍大的鋁管，磁體外部空間大，磁通量變化率變小是解題的關鍵。2．（2024秋?鄭州期末）上海中心大廈頂部的阻尼器確保了整棟大廈在臺風中的穩定。阻尼器簡化原理如圖所示，當樓體在風力作用下擺動時，攜帶有永磁體的質量塊由于慣性產生反向擺動，在金屬地板內產生渦流，從而使大廈減振減擺。則（）A．渦流由外部電源產生 B．地板電阻率越大，產生渦流越大 C．永磁體擺動速率越大，產生渦流越大 D．阻尼器最終將機械能轉化為電勢能【考點】電磁阻尼與電磁驅動；渦流對金屬在磁場中運動的影響．【專題】定性思想；推理法；電磁感應——功能問題；推理論證能力．【答案】C【分析】電磁感應產生的電流；根據能量轉化關系分析；根據歐姆定律分析；根據法拉第電磁感應定律分析。【解答】解：A．阻尼器擺動時，永磁鐵在金屬地板板上方擺動，磁通量發生變化，從而在金屬地板內產生渦電流，屬于電磁感應現象，不是外部電源產生的電流，故A錯誤；B．金屬地板電阻率越大，電阻越大，根據歐姆定律可知渦電流越小，故B錯誤；C．永磁體擺動的速率越大，穿過導體板的磁通量變化越快，根據法拉第電磁感應定律可知產生的感應電動勢就越大，則渦電流也越大，故C正確；D．通過阻礙質量塊和永磁鐵的運動，阻尼器將動能轉化為電能，并通過電流做功將電能最終轉化為內能，所以阻尼器最終是將機械能轉化為內能的，故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查了歐姆定律、電磁感應、法拉第電磁感應定律等內容，容易題。3．（2024秋?鄭州期末）下列有關電磁現象的說法正確的是（）A．WiFi網絡信號的實質是X射線 B．通電螺線管吸引鐵針是因為其產生了磁場 C．磁鐵在鋁管中下落變慢是因為磁鐵有吸引鋁的磁性 D．加油前觸摸靜電釋放器是為了導走加油機上的靜電【考點】生活中的電磁感應現象；靜電的利用和防止；通電直導線周圍的磁場；電磁阻尼與電磁驅動．【專題】定性思想；推理法；磁場磁場對電流的作用；推理論證能力．【答案】B【分析】根據電磁波的應用、磁場的產生、磁體間的相互作用以及靜電的防止等知識點逐一分析。【解答】解：A.WiF網絡信號是利用電磁波來傳遞信息的，但這種電磁波并非X射線，而是屬于無線電波的一種。X射線通常用于醫療透視等特定場合，與WiF網絡信號不同，故A錯誤；B.通電螺線管會產生磁場，這是電磁學的基本原理，磁場使通電螺線管具有吸引鐵磁性物質（如鐵針）的特性，故B正確；C.磁鐵在鋁管中下落變慢的現象，并非因為磁鐵有吸引鋁的磁性，而是因為磁鐵在下落過程中產生了感應電流（由于磁體運動導致鋁管中的磁通是變化），阻礙磁鐵的下落，這是電磁阻尼現象，故C錯誤；D.加油前觸摸靜電釋放器是為了導走人體由于摩擦產生的靜電，故D錯誤。故選：B。【點評】本題主要考查電磁現象的理解和應用，有一定的綜合性。4．（2024秋?杭州期末）動圈式揚聲器的結構如圖所示，線圈圓筒安放在永磁體磁極間的空隙中，能夠在空隙中左右運動，紙盆與線圈連接，隨著線圈振動而發聲。當線圈中通入圖示從B到A的電流時，下列描述錯誤的是（）A．紙盆將向左運動 B．揚聲器正常工作時，AB間可以是恒定電流 C．將AB端接入接收器，對著紙盆說話，揚聲器便可以作為話筒使用 D．若揚聲器老化播放的音量變小，可以更換磁性更強的磁體解決【考點】生活中的電磁感應現象；左手定則判斷安培力的方向．【專題】定性思想；推理法；電磁感應與電路結合；推理論證能力．【答案】B【分析】動圈式揚聲器的原理是安培力作用，線圈中的變化的電流產生變化的磁場，與磁體發生相互作用而帶動紙盆運動而發聲；動圈式話筒工作過程是：聲波振動→引起膜片振動→帶動線圈振動→線圈切割永久磁體的磁場產生感應電流→經放大傳給揚聲器，由此可知其工作原理是電磁感應現象。【解答】解：A．圖中兩個線圈通以同向電流相互吸引，所以紙盆將向左運動，故A正確；B．作為揚聲器使用，紙盆隨著線圈振動而發聲，說明安培力是變化的，即電流是變化的，故B錯誤；C．作為話筒使用，人對紙盆講話時，紙盆帶動線圈切割磁感線，產生變化的電流，揚聲器便可以作為話筒使用，故C正確；D．若揚聲器老化播放的音量變小，可以更換磁性更強的磁體解決，因為磁性強，安培力變大，故D正確。本題選錯誤的，故選：B。【點評】明確話筒和揚聲器原理，要注意明確話筒是利用了電磁感應現象，而揚聲器是利用了通電電流受安培力作用。5．（2024秋?豐臺區期末）下列與電磁感應有關的現象中說法不正確的是（）A．圖甲：搖動手柄使蹄形磁體轉動，則鋁框會以相同的速度同向轉動 B．圖乙：銅盤在轉動過程中，當手持蹄形磁體靠近銅盤時，銅盤的轉速減小 C．圖丙：搬運電流表時將正負接線柱用導線連在一起是為了減弱指針擺動 D．圖丁：安檢門利用渦流可以檢測金屬物品，如攜帶金屬經過時，會觸發報警【考點】生活中的電磁感應現象；研究電磁感應現象；電磁阻尼與電磁驅動．【專題】定性思想；推理法；磁場磁場對電流的作用；推理論證能力．【答案】A【分析】根據電磁感應的基本原理以及其在各種場景中的應用逐一分析各個選項。【解答】解：A.根據電磁驅動原理，圖中當手搖動柄使得蹄形磁鐵轉動，則鋁框會同向轉動，且比磁體轉動的慢，故A錯誤；B.銅盤在轉動過程中，當手持蹄形磁體靠近銅盤時，由于電磁感應，銅盤中會產生感應電流，這個感應電流會受到磁場的作用力，從而阻礙銅盤的轉動，使銅盤的轉速減小，故B正確；C.搬運電流表時將正負接線柱用導線連在一起，是為了形成一個閉合回路。當電流表受到震動時，指針會擺動，這個擺動會在閉合回路中產生感應電流，這個感應電流會產生一個磁場，這個磁場會阻礙指針的擺動，從而起到減弱指針擺動的作用，故C正確；D.安檢門利用渦流可以檢測金屬物品。當攜帶金屬物品經過安檢門時，金屬物品會在交變磁場中產生渦流，這個渦流又會產生交變磁場，被安檢門檢測到，從而觸發報警，故D正確。本題選不正確的，故選：A。【點評】本題主要是考查電磁驅動和電磁阻尼，關鍵是弄清楚各儀器的工作原理，掌握電磁驅動和電磁阻尼的原理。6．（2024秋?徐州期末）某企業應用電磁感應產生的渦流加熱金屬產品，其工作原理圖如圖甲所示。線圈中通過的電流i與時間t的關系如圖乙所示（圖甲中所示的電流方向為正）。則置于線圈中的圓柱形金屬導體在0﹣t1時間內產生的渦流（從左向右觀察）（）A．順時針方向，逐漸增大 B．順時針方向，逐漸減小 C．逆時針方向，逐漸增大 D．逆時針方向，逐漸減小【考點】渦流的產生及原理．【專題】定性思想；推理法；電磁感應與電路結合；推理論證能力．【答案】C【分析】電流做周期性的變化，在附近的導體中產生感應電流，該感應電流看起來像水中的漩渦，所以叫做渦流。根據楞次定律判斷電流方向。【解答】解：在0﹣t1時間內，電流減小，圖像斜率增大，感應電動勢變大，感應電流變大，磁通量減小，根據楞次定律可以判斷感應電流方向為逆時針方向，故ABD錯誤，C正確。故選：C。【點評】本題實質考查楞次定律以及法拉第電磁感應定律，簡單題。二．多選題（共6小題）（多選）7．（2024秋?湖南期末）1820年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖所示。實驗中發現，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著一起轉動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（）A．圓盤轉動時，可看成沿半徑方向的金屬條切割磁感線，從而在圓心和邊緣之間產生了感應電動勢 B．在圓盤轉動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發生了變化 C．圓盤內的渦流產生的磁場導致磁針轉動 D．圓盤中自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產生的磁場導致磁針轉動【考點】電磁阻尼與電磁驅動．【專題】定性思想；歸納法；電磁感應與電路結合；理解能力．【答案】AC【分析】通過題意明確渦流的產生，再根據磁極和電流間的相互作用分析磁鐵的運動。【解答】解：A、圓盤在轉動中由于半徑方向的金屬條切割磁感線，從而在圓心和邊緣之間產生了感應電動勢，故A正確；B、由于圓盤面積不變，距離磁鐵的距離不變，故整個圓盤中的磁通量沒有變化，故B錯誤；C、圓盤在徑向的金屬條切割磁感線過程中，內部距離圓心遠近不同的點電勢不等，從而形成渦流，渦流產生的磁場又導致磁針轉動，故C正確；D、引起磁針轉動的電流是導體切割產生的，不是因為自由電子隨圓盤轉動形成的電流引起的，故D錯誤。故選：AC。【點評】本題要注意明確電流的形成不是因為自由電子運動，而是由于圓盤切割磁感線產生了電動勢，從而產生了渦流。（多選）8．（2024秋?廣州期末）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生感應電流 C．金屬球受到的安培力做負功 D．系統產生的總熱量為mgR【考點】渦流的產生及原理；電磁感應現象的發現過程；電磁感應過程中的能量類問題．【專題】比較思想；尋找守恒量法；電磁感應——功能問題；理解能力．【答案】CD【分析】金屬球在運動過程中，穿過金屬球的磁通量不斷變化，金屬球產生渦流，機械能不斷減少，最終停在軌道的最低點，根據能量守恒定律求出系統產生的總熱量。【解答】解：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，金屬球產生的熱量不斷地增加，機械能不斷地減少，所以金屬球不會運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、根據能量守恒定律得系統產生的總熱量Q＝mgR，故D正確。故選：CD。【點評】本題考查感應電流產生的條件及能量守恒定律，要知道感應電流產生的條件是穿過閉合回路的磁通量發生變化。（多選）9．（2024秋?海淀區校級期末）金屬探測器已經廣泛應用在考場檢測、車站安檢等領域，其利用的是電磁感應原理。探測器內的線圈中通以大小與方向快速變化的電流，從而產生快速變化的磁場，該磁場會在金屬物體內部感應出渦流，渦流會產生磁場從而影響原磁場，導致檢測器發出蜂鳴聲而報警，下列說法中正確的是（）A．預使待測物體內部產生渦流，探測器需要在待測物體上方不停的晃動 B．探測器靜止在待測物上方，待測物內部仍然可以產生渦流 C．若待測物品為塑料，則不能報警，因為檢測區域內沒有磁通量的變化 D．若待測物品為塑料，則不能報警，因為待測物中沒有能夠自由移動的帶電粒子或很少【考點】渦流的產生及原理．【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．【答案】BD【分析】根據渦流的產生原理判斷是否產生渦流；理解金屬和塑料的區別，分析不能報警的原因。【解答】解：AB、因為金屬探測器中通的是大小與方向快速變化的電流，以致產生高速變化的磁場，故即使探測器靜止在待檢測物的上方，待檢測物中依然有感應電流產生，故A錯誤，B正確；CD、因為塑料制品近乎于絕緣體，導電性能級差，所以監測區域中并非沒有磁通量變化，而是因為塑料內部沒有可自由移動的帶電粒子或極少，而使得待檢測物體中無感應電流或電流太小不能引起報警，故C錯誤，D正確；故選：BD。【點評】本題以金屬探測器為載體，考查感應電流的產生條件，考查了理解能力、推理論證能力、體現了學生對知識的應用和遷移能力。（多選）10．（2024秋?貴陽期末）一彈簧上端固定，下端懸掛一個條形磁體，在磁體N極正下方的水平桌面上固定一閉合銅線圈，如圖所示。現將磁體托起到某一高度后放開，磁體只在豎直方向上下振動，并在較短時間就停下來，不計空氣阻力。下列關于該磁體的分析正確的是（）A．該磁體N極靠近線圈時，線圈對桌面的壓力大于其重力 B．該磁體N極靠近線圈時，自上而下看線圈中有順時針方向的感應電流 C．該磁體無論向上或向下運動，都將受到線圈中感應電流磁場的阻礙作用 D．該磁體在較短時間停下來的原因是彈簧和磁體的機械能轉化為線圈中的電能【考點】電磁阻尼與電磁驅動．【專題】定性思想；推理法；電磁感應中的力學問題；推理論證能力．【答案】ACD【分析】利用楞次定律判斷線圈所受安培力的方向，從而判斷線圈對水平面的壓力變化情況，線圈會阻礙磁鐵運動做負功，所以磁鐵最終會停止。【解答】解：AB．磁體向下振動靠近線圈時，根據楞次定律，感應電流方向為逆時針，線圈對磁體的作用力的合力豎直向上，磁體對線圈作用力的合力豎直向下，所以線圈對水平面的壓力大于其重力，故A正確，B錯誤；C．該磁體無論向上或向下運動，根據楞次定律來拒去留的推論，都將受到線圈中感應電流磁場的阻礙作用，故C正確；D．由于磁體上下振動的過程中產生感應電流，機械能轉化為電能，所以磁體很快就會停下來，故D正確。故選：ACD。【點評】本題巧妙的考查了楞次定律的應用，只要記住“增反減同，來拒去留”這一規律，此類題目難度不大。（多選）11．（2024秋?河北區期末）如圖所示，用絕緣細線將一個閉合金屬圓環懸掛于O點，現將圓環拉離平衡位置并由靜止釋放，圓環擺動過程中經過有界的水平方向的勻強磁場區域，a、b為該磁場的豎直邊界，磁場方向垂直于圓環所在平面向里，若不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．圓環不能返回原釋放位置 B．在進入和離開磁場時，圓環中均有感應電流 C．圓環完全進入磁場后，速度越大，感應電流也越大 D．圓環最終將靜止在最低點【考點】電磁阻尼與電磁驅動；感應電流的產生條件；線圈進出磁場的能量計算．【專題】定性思想；推理法；電磁感應——功能問題；推理論證能力．【答案】AB【分析】圓環在進入和離開磁場時，圓環中均有感應電流，機械能會減少，根據能量守恒分析圓環能否返回原釋放位置。最終整個圓環在磁場區域來回擺動，不產生感應電流，其機械能守恒，在磁場內做往返運動。【解答】解：A、當圓環進入或離開磁場時磁通量發生變化，會產生感應電流，機械能向電能轉化，機械能減少，因此環向右穿過磁場后，不能擺到原釋放位置，故A正確；B、當圓環進入或離開磁場時磁通量發生變化，會產生感應電流，故B正確；C、圓環進入磁場后，其磁通量不變，不會產生感應電流，故C錯誤；D、在圓環不斷經過磁場時，機械能不斷損失，圓環越擺越低，最后整個圓環在磁場區域內來回擺動，而不是靜止在最低點，故D錯誤。故選：AB。【點評】本題是電磁感應和能量守恒的綜合，要掌握感應電流產生的條件：磁通量變化，明確能量的轉化情況。（多選）12．（2024秋?海淀區校級期末）車速表是用來測量車輛瞬時速度的一種裝置，其工作原理如圖所示。永久磁鐵固定在驅動軸上，當車運動時，驅動軸會帶動磁鐵轉動，由于電磁感應，由金屬做成的速度盤也會帶動指針隨之轉動，使游絲形變，當阻力矩與安培力矩平衡時，達到靜止，從而指針指示出相應的速度。則下列說法正確的是（）A．車速表采用的工作原理是電磁驅動 B．在速度盤轉動過程中，穿過整個速度盤的磁通量發生了變化 C．速度盤中產生的感應電流受到的安培力驅使速度盤轉動 D．速度盤中的感應電流是速度盤中的自由電子隨圓盤轉動形成的【考點】電磁阻尼與電磁驅動；生活中的電磁感應現象．【專題】定性思想；推理法；電磁感應中的力學問題；推理論證能力．【答案】AC【分析】電磁驅動是指磁場相對于導體運動時，在導體中產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，從而驅動導體運動的現象?。圓盤轉動可等效看成無數軸向導體切割磁感線，有效切割長度為銅盤的半徑，根據速度計的原理進行分析。【解答】解：AC.當車運動時，驅動軸會帶動磁鐵轉動，由于電磁感應，產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，由金屬做成的速度盤也會帶動指針隨之轉動，所以車速表采用的工作原理是電磁驅動，故AC正確；B.在速度盤轉動的過程中，穿過整個速度盤的磁通量不發生變化，產生感應電動勢可等效看成無數軸向導體切割磁感線產生的，故B錯誤；D.速度盤中的感應電流是由電磁感應產生的，不是速度盤中的自由電子隨圓盤轉動形成的，故D錯誤。故選：AC。【點評】本題是轉動切割磁感線類型，運用等效法處理，注意在速度盤轉動的過程中，穿過整個速度盤的磁通量不發生變化，掌握速度計的原理是關鍵。三．解答題（共3小題）13．（2023秋?佛山期末）交流異步電動機是利用交變電流產生的旋轉磁場帶動閉合線圈轉動的電動機，其工作原理與右圖所示的裝置類似。磁鐵旋轉產生旋轉磁場，帶動閉合線圈轉動。請根據所學物理知識回答以下問題，并說明理由。（1）線圈中是否有感應電流？（2）線圈轉動方向是否與磁鐵轉動方向一致？（3）電動機帶負載工作時，線圈的轉速是否可以達到磁鐵轉動的轉速？【考點】生活中的電磁感應現象．【答案】（1）線圈中有感應電流。（2）線圈轉動方向與磁鐵轉動方向一致。（3）電動機帶負載工作時，線圈的轉速不可以達到磁鐵轉動的轉速。【分析】（1）磁通量發生變化，閉合線圈中有感應電流產生；（2）由電磁驅動知識可知線圈轉動方向與磁鐵轉動方向一致；（3）感應電流磁場是阻礙磁通量變化而不是阻止，所以線圈的轉速不可以達到磁鐵轉動的轉速。【解答】解：（1）由題圖可知，當磁鐵旋轉產生旋轉磁場時，穿過閉合線圈的磁通量發生變化，線圈中有感應電流產生。（2）對磁鐵旋轉從右向左看，磁鐵逆時針轉動，閉合線圈的上直邊相對磁鐵順時針轉動，由右手定則可知，上直邊產生的感應電流方向從右向左，由左手定則可知，上直邊受到的安培力沿逆時針方向，即上直邊受到的安培力對線圈產生逆時針方向的轉動力矩，線圈逆時針轉動，線圈轉動方向是與磁鐵轉動方向一致。（3）電動機帶負載工作時，線圈的轉速不可以達到磁鐵轉動的轉速，若線圈的轉速達到磁鐵轉動的轉速，則穿過閉合線圈的磁通量不會發生變化，線圈中不會產生感應電流，線圈就不會產生轉動的力矩，電動機不能帶負載工作。答：（1）線圈中有感應電流。（2）線圈轉動方向與磁鐵轉動方向一致。（3）電動機帶負載工作時，線圈的轉速不可以達到磁鐵轉動的轉速。【點評】本題涉及電磁感應原理以及電磁驅動相關知識，熟記課本知識即可以順利求解。14．（2023?海淀區二模）電磁場，是一種特殊的物質。（1）電場具有能量。如圖1所示，原子核始終靜止不動，α粒子先、后通過A、B兩點，設α粒子的質量為m、電荷量為q，其通過A、B兩點的速度大小分別為vA和vB，求α粒子從A點運動到B點的過程中電勢能的變化量ΔEp。（2）變化的磁場會在空間中激發感生電場。如圖2所示，空間中有圓心在O點、垂直紙面向里、磁感應強度為B的圓形勻強磁場，當空間中各點的磁感應強度隨時間均勻增加時，請根據法拉第電磁感應定律、電動勢的定義等，證明磁場內，距離磁場中心O點為r處的感生電場的電場強度E與r成正比。（提示：電荷量為q的電荷所受感生電場力F＝qE）（3）電磁場不僅具有能量，還具有動量。如圖3所示，兩極板相距為L的平行板電容器，處在磁感應強度為B的勻強磁場中。磁場方向垂直紙面向里。將一長度為L的導體棒ab垂直放在充好電的電容器兩極板之間（其中上極板帶正電），并與導體板良好接觸。上述導體棒ab、平行板電容器以及極板間的電磁場（即勻強磁場、電容器所激發的電場）組成一個孤立系統，不計一切摩擦。求當電容器通過導體棒ab釋放電荷量為q的過程中，該系統中電磁場動量變化量的大小Δp和方向。【考點】感生電場和感生電動勢；動量定理的內容和應用；感應電動勢及其產生條件．【專題】定性思想；歸納法；電磁感應中的力學問題；分析綜合能力．【答案】（1）求α粒子從A點運動到B點的過程中電勢能的變化量ΔE（2）證明過程見解答過程。（3）當電容器通過導體棒ab釋放電荷量為q的過程中，該系統中電磁場動量變化量的大小BLq，方向水平向左。【分析】（1）考慮勻速運動的運動模型，根據法拉第電磁感應定律列式求解即可；（2）根據歐姆定律求解感應電動勢，再結合法拉第電磁感應定律求解磁感應強度的變化率；（3）動生電動勢是由于洛倫茲力作用而產生，感生電動勢是由于渦旋電場的電場力產生.【解答】解：（1）由能量守恒可得ΔE（2）假設磁場中有以0為圓心半徑為/的圓形閉合回路。磁感應強度隨時間均勻增加則B＝B0+kt回路中產生的感應電動勢為U=帶電量為y的粒子在回路中運動一圈有Uq＝Eq?2πr解得E=距離磁場中心O點為r處的感生電場的電場強度E與r成正比。（3）對導體棒ab由動量定理可得BILt＝Δpab得BLq＝Δpab即導體棒ab動量變化量大小為BLq，方向水平向右。系統動量守恒，所以Δp＝﹣Δpab＝﹣BLq即電磁場動量變化量的大小為BLq，方向水平向左。答：（1）求α粒子從A點運動到B點的過程中電勢能的變化量ΔE（2）證明過程見解答過程。（3）當電容器通過導體棒ab釋放電荷量為q的過程中，該系統中電磁場動量變化量的大小BLq，方向水平向左。【點評】本題考查感生電動勢與動生電動勢，關鍵是找出非靜電力的來源，會從法拉第電磁感應定律公式推導切割公式，不難.15．（2023春?豐臺區期末）如圖甲所示的半徑為r的圓形導體環內，存在以圓環為邊界豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小隨時間的變化關系為B＝kt（k＞0且為常量）。該變化的磁場會在空間產生圓形的感生電場，如圖乙所示，感生電場的電場線是與導體環具有相同圓心的同心圓，同一條電場線上各點場強大小相同，方向沿切線。導體環中的自由電荷會在感生電場的作用下定向運動，產生感應電流，或者說導體中產生了感應電動勢。渦旋電場力充當非靜電力，其大小與場強的關系與靜電場相同。（1）請根據法拉第電磁感應定律求導體環中產生的感應電動勢ε；（2）請根據電動勢的定義推導導體環所在位置處感生電場場強E的大小，并判斷E的方向（從上往下看，“順時針”或“逆時針”）；（3）若將導體圓環替換成一個半徑為r的光滑、絕緣、封閉管道，管道水平放置，如圖丙所示。管道內有質量為m、電荷量為+q的小球，t＝0時小球靜止。不考慮小球的重力及阻力，求t＝t0時，管道對小球作用力的大小和方向（填“沿半徑向外”或“沿半徑向內”）。【考點】感生電場和感生電動勢；感應電動勢及其產生條件；法拉第電磁感應定律的內容和表達式．【專題】定量思想；推理法；電磁感應中的力學問題；分析綜合能力．【答案】（1）導體環中產生的感應電動勢ε為kπr2；（2）導體環所在位置處感生電場場強E的大小為kr2，E（3）t＝t0時，管道對小球作用力的大小為q2【分析】解：（1）根據法拉第電磁感應定律列式求解即可；（2）根據電動勢的定義求感生電場的電動勢，渦旋電場大小與場強的關系與靜電場相同，結合U＝ed求解；（3）根據法拉第電磁感應定律和電動勢的定義求得感生電場的電場強度；根據牛頓第二定律和運動學公式求解小球的速度大小及管道對小球的彈力大小。【解答】解：（1）根據法拉第電磁感應定律有ε=（2）根據電動勢的定義有ε=解得感生電場的電場強度大小為E=由楞次定律可知，感應電流的方向為逆時針方向，則感生電場的電場強度方向為逆時針方向。（3）小球所受感生電場作用力為F=在感生電場力的作用下，小球速度沿著圓周的切線方向均勻增加，小球做速率均勻增加的圓周運動，切向加速度大小a1根據運動學公式得v=當小球在t0時刻以v繞環運動時，所受洛倫茲力F洛指向圓心（如圖所示），其大小為F洛＝qvB，B＝kt0可得F洛根據牛頓第二定律，小球做圓周運動所需的向心力F向（指向環心）由洛倫茲力F洛與彈力N提供，則有F向＝F洛+NF向解得N=由于N＜0可知，小球受到管道的作用力方向沿半徑向外（方向如圖所示）。答：（1）導體環中產生的感應電動勢ε為kπr2；（2）導體環所在位置處感生電場場強E的大小為kr2，E（3）t＝t0時，管道對小球作用力的大小為q2【點評】本題考查物理知識和方法的遷移能力，關鍵是熟練掌握變化率、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、牛頓定律、運動學公式等內容，關鍵是掌握感應電動勢產生的微觀實質，能夠根據微觀實質進行分析。

考點卡片1．動量定理的內容和應用【知識點的認識】1．內容：物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量．2．表達式：p′﹣p＝I或mv﹣mv0＝Ft．3．用動量概念表示牛頓第二定律：由mv﹣mv0＝Ft，得到F=mv-mv0【命題方向】籃球運動員通常要伸出兩臂迎接傳來的籃球，接球時，兩臂隨球迅速收縮至胸前，這樣可以（）A、減小籃球對手的沖量B、減小籃球對人的沖擊力C、減小籃球的動量變化量D、增大籃球的動量變化量分析：分析接球的動作，先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球引至胸前，這樣可以增加球與手接觸的時間，根據動量定理即可分析。解答：A、先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球引至胸前，這樣可以增加球與手接觸的時間，根據動量定理得：﹣Ft＝0﹣mv，解得：F=mvt，當時間增大時，作用力就減小，而沖量和動量的變化量都不變，故A錯誤C、運動員接球過程，球的末動量為零，球的初動量一定，則球的動量的變化量一定，故CD錯誤。故選：B。點評：本題主要考查了動量定理的直接應用，應用動量定理可以解題，解題時要注意，接球過程球的動量變化量一定，球與手受到的沖量一定，球動量的變化量與沖量不會因如何接球而改變。【解題方法點撥】1．動量、動量的變化量、沖量、力都是矢量．解題時，先要規定正方向，與正方向相反的，要取負值．2．恒力的沖量用恒力與力的作用時間的乘積表示，變力的沖量計算，要看題目條件確定．如果力隨時間均勻變化，可取平均力代入公式求出；力不隨時間均勻變化，就用I表示這個力的沖量，用其它方法間接求出．3．只要涉及了力F和力的作用時間t，用牛頓第二定律能解答的問題、用動量定理也能解答，而用動量定理解題，更簡捷．2．靜電的利用和防止【知識點的認識】1.靜電的利用與防止一直以來都與生活息息相關，除了尖端放電核靜電屏蔽之外，靜電還有其他的作用，如靜電吸附等。另外就是再不需要靜電的場合，要采取合理的方式防止靜電帶來的危害。2.靜電吸附的應用：①靜電除塵：設法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達電極而被收集起來。②靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。③靜電復印：復印機的核心部件是有機光導體鼓，在沒有光照時它是絕緣體，受到光照時變成導體。復印機復印的工作過程：充電、曝光、顯影、轉印、放電。【命題方向】下列哪個措施是為了防止靜電產生的危害（A.靜電復印B.在高大的煙囪中安裝靜電除塵器C.靜電噴漆D.在高大的建筑物頂端裝上避雷針分析：本題考查是關于靜電的防止與應用，從各種實例的原理出發就可以判斷出答案．解答：A．靜電復印是利用異種電荷相互吸引而使碳粉吸附在紙上，屬于靜電應用，不符合題意；B．靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負電，顆粒向電源正極運動，屬于靜電應用，不符合題意；C．噴槍噴出的油漆微粒帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負電，對霧狀油漆產生引力，把油漆吸到表面，屬于靜電應用，不符合題意；D．當打雷的時候，由于靜電的感應，在高大的建筑物頂端積累了很多的靜電，容易導致雷擊事故，所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以把雷電引入地下，保護建筑物的安全，屬于靜電防止，符合題意。故選：D。點評：本題考查是關于靜電的防止與應用，要求同學們熟練掌握靜電的防止與應用的具體實例【解題思路點撥】要深刻理解生活中的一些現象，哪些是利用靜電，哪些是防止靜電帶來的危害。3．通電直導線周圍的磁場【知識點的認識】幾種常見的磁場如下：直線電流的磁場通電螺線管的磁場環形電流的磁場特點無磁極、非勻強，且距導線越遠處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相似，管內為勻強磁場，管外為非勻強磁場環形電流的兩側是N極和S極，且離圓環中心越遠，磁場越弱安培定則本考點主要針對通電直導線周圍的磁場分布【命題方向】如圖所示、導絨中通入由A向B的電流時，用輕繩懸掛的小磁針（）A、不動B、N極向紙里，S極向紙外旋轉C、向上運動D、N極向紙外，s極向紙里旋轉分析：根據安培定則可明確小磁針所在位置的磁場方向，從而確定小磁針的偏轉方向。解答：根據安培定則可知，AB上方的磁場向外，則小磁針的N極向紙外，S極向紙里旋轉，故D正確，ABC錯誤。故選：D。點評：本題考查安培定則的內容，對于直導線，用手握住導線，大拇指指向電流方向，四指環繞的方向為磁場的方向。【解題思路點撥】1.電流的方向跟它的磁感線方向之間的關系可以用安培定則（右手螺旋定則）來判斷。各種電流的磁場磁感線判斷方法如下：（1）直線電流：右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環繞的方向。（2）環形電流：讓右手彎曲的四指與環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線軸線上磁場的方向。（3）通電螺線管：右手握住螺線管，讓彎曲的四指跟電流的方向一致，拇指所指的方向就是螺線管磁場的方向，或者說拇指所指的就是通電螺線管N極的方向。2.特別提醒（1）磁場是分布在立體空間的，（2）利用安培定則不僅可以判斷磁場的方向，還可以根據磁場的方向判斷電流的方向。（3）應用安培定則判定直線電流時，四指所指的方向是導線之外磁場的方向；判定環形電流和通電螺線管電流時，拇指的指向是線圈軸線上磁場的方向。（4）環形電流相當于小磁針，通電螺線管相當于條形磁鐵，應用安培定則判斷時，拇指所指的一端為它的N極。4．左手定則判斷安培力的方向【知識點的認識】1.安培力的方向：通電導線在磁場中所受安培力的方向與磁感應強度方向、電流方向都垂直。2.左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心垂直進人，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。如下圖所示：【命題方向】如圖所示，在勻強磁場中有一通電直導線，電流方向垂直紙面向里，則直導線受到安培力的方向是（）A、向上B、向下C、向左D、向右分析：通電直導線在磁場中受到的安培力方向利用左手定則判斷．讓磁感線穿過左手手心，四指指向電流方向，拇指指向安培力方向．解答：根據左手定則：伸開左手，拇指與手掌垂直且共面，磁感線向下穿過手心，則手心朝上。四指指向電流方向，則指向紙里，拇指指向安培力方向：向左。故選：C。點評：本題考查左手定則的應用能力．對于左手定則的應用，要搞清兩點：一是什么時候用；二是怎樣用．【解題思路點撥】安培力方向的特點安培力的方向既垂直于電流方向，也垂直于磁場方向，即安培力的方向垂直于電流I和磁場B所決定的平面。（1）當電流方向與磁場方向垂直時，安培力方向、磁場方向、電流方向兩兩垂直，應用左手定則時，磁感線垂直穿過掌心。（2）當電流方向與磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直于電流方向，也垂直于磁場方向。應用左手定則時，磁感線斜著穿過掌心。5．電磁感應現象的發現過程【知識點的認識】1.提出物理問題：奧斯特發現的電流的磁效應，證實了電現象和磁現象是有聯系的。人們從電流磁效應的對稱性角度，開始思考如下問題；既然電流能夠引起磁針的運動，那么，為什么不能用磁體使導線中產生電流呢？2.法拉第的探索：法拉第提出了“由磁產生電”的設想，并為此進行了長達10年的探索，從中領悟到，“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現的效應。3.電磁感應現象的發現：1831年，法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環上（如下圖），一個線圈接電源，另一個線圈接“電流表”。當給一個線圈通電或斷電的瞬間，在另一個線圈上出現了電流。他在1831年8月29日的日記中寫下了首次成功的記錄。4.電磁感應現象發現的意義：電磁感應的發現使人們對電與磁內在聯系的認識更加深入，宣告了電磁學作為一門統一學科的誕生。5.電磁感應現象的定義：由磁生電的現象稱為電磁感應。6.感應電流：電磁感應現象中產生的電流稱為感應電流。【命題方向】發現電磁感應規律是人類在電磁學研究中的偉大成就．在取得這項偉大成就的過程中，法國物理學家安培、瑞士人科拉頓、英國物理學家法拉第等人前后進行了多年的研究．在這項研究的眾多工作中，其中有兩個重要環節：（1）研究者敏銳地覺察并提出“磁生電”的閃光思想；（2）大量實驗發現：磁場中閉合電路包圍的面積發生變化，從閉合線圈中抽出或者插入條形磁鐵等多種條件下，閉合電路中有感應電流，最終研究者抓住產生感應電流條件的共同本質，總結出閉合電路中產生感應電流的條件是磁通量發生變化．下列說法正確的是（）A、環節（1）提出“磁生電”思想是受到了電流磁效應的啟發B、環節（1）提出“磁生電”思想是為了對已有的實驗現象做出解釋C、當穿過閉合電路的磁通量發生變化時，閉合電路所處的磁場一定發生了變化D、環節（2）的研究過程，體現了從大量的實驗現象和事實出發，總結出一般規律的研究方法分析：磁生電在受到電生磁的影響，即電流磁效應的啟發；物理規律在大量實驗事實，從而總結得來．解答：AB、“磁生電”思想是受到了電流磁效應的啟發，故A正確，B錯誤；C、當穿過閉合電路的磁通量發生變化時，閉合電路所處的磁場不一定變化，可以線圈的位置變化，故C錯誤；D、由環節（2）的研究過程，體現了從大量的實驗現象和事實出發，從而總結規律，故D正確；故選：AD。點評：考查物理規律的如何得來，同時知道一是受到啟發，二是通過觀察．【解題思路點撥】1.電磁感應式磁生電的過程，電流的磁效應是電生磁的過程。但要注意：有電（流）必有磁（場），有磁不一定有電。即磁生電需要一定的條件。2.電磁感應的發現使人們對電與磁內在聯系的認識更加深入，宣告了電磁學作為一門統一學科的誕生。6．感應電流的產生條件【知識點的認識】1.感應電流的產生條件：當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時，閉合導體回路中就產生感應電流。2.一種特殊情況：對于如下圖所示，導體棒切割磁場產生感應電流的情況，依然可以認為是CDEF所圍的閉合回路的磁通量發生了變化，從而引起感應電流的產生。3.關鍵詞：①閉合回路；②磁通量的變化。4.判斷有無感應電流的基本步驟（1）明確所研究的電路是否為閉合電路。（2）分析最初狀態穿過電路的磁通量情況。（3）根據相關量變化的情況分析穿過閉合電路的磁通量是否發生變化，常見的情況有以下幾種：①磁感應強度B不變，線圈面積S發生變化，例如閉合電路的一部分導體切割磁感線時。②線圈面積S不變，磁感應強度B發生變化，例如線圈與磁體之間發生相對運動時或者磁場是由通電螺線管產生而螺線管中的電流變化時。③磁感應強度B和線圈面積S同時發生變化，此時可由△Φ＝Φ1﹣Φ0。計算并判斷磁通量是否發生變化。④線圈面積S不變，磁感應強度B也不變，但二者之間的夾角發生變化，例如線圈在磁場中轉動時。【命題方向】關于產生感應電流的條件，下列說法正確的是（）A、只要閉合電路在磁場中運動，閉合電路中就一定有感應電流B、只要閉合電路中有磁通量，閉合電路中就有感應電流C、只要導體做切割磁感線運動，就有感應電流產生D、只要穿過閉合電路的磁感線的條數發生變化，閉合電路中就有感應電流分析：產生感應電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化，或閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動．根據這個條件進行選擇．解：A、閉合電路在磁場中運動，穿過閉合電路的磁通量不一定發生變化，所以閉合電路中不一定有感應電流。故A錯誤。B、閉合電路中有磁通量，如沒有變化，閉合電路中就沒有感應電流。故B錯誤。C、導體做切割磁感線運動，不一定有感應電流產生，只有當閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時才有感應電流產生。故C錯誤。D、穿過閉合電路的磁感線的條數發生變化，磁通量一定發生變化，則閉合電路中就有感應電流。故D正確。故選：D。點評：感應電流產生的條件細分有兩點：一是電路要閉合；二是穿過電路的磁通量發生變化，即穿過閉合電路的磁感線的條數發生變化．【解題思路點撥】判斷產生感應電流的條件應注意的問題（1）磁通量有變化，但回路沒閉合，不產生感應電流。（2）閉合回路切割磁感線，但磁通量沒變化，不產生感應電流。（3）初、末位置磁通量相同，但過程中閉合回路磁通量有變化，產生感應電流。（4）線圈有正、反兩面，磁感線穿過的方向不同，磁通量不同，產生感應電流。7．感應電動勢及其產生條件【知識點的認識】1.感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢．產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源，導體的電阻相當于電源內阻．如果電路閉合，就有感應電流．如果電路不閉合，就只有感應電動勢而無感應電流．2．產生感應電動勢的條件無論電路是否閉合，只要穿過電路平面的磁通量發生變化，電路中就有感應電動勢，產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源．3．感應電流與感應電動勢的關系：遵守閉合電路歐姆定律，即I=E4.如果感應電動勢是由導體運動產生的，它也叫作動生電動勢。導體切割磁場時一定會產生動生電動勢，但如果沒有閉合回路，則不會產生感應電流。【命題方向】關于感應電動勢和感應電流，下列說法中正確的是（）A、只有當電路閉合，且穿過電路的磁通量發生變化時，電路中才有感應電動勢B、只有當電路閉合，且穿過電路的磁通量發生變化時，電路中才有感應電流C、不管電路是否閉合，只要有磁通量穿過電路，電路中就有感應電動勢D、不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電流分析：當穿過電路的磁通量發生變化時，電路中就有感應電動勢，電路閉合時，電路才有感應電流。解答：AC、不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電動勢產生。故AC錯誤。B、當穿過電路的磁通量發生變化時，電路中就有感應電動勢產生，而只有當電路閉合，電路中才有感應電流。故B正確。D、只有穿過閉合電路的磁通量發生變化，電路中才有感應電流。故D錯誤。故選：B。點評：本題考查產生感應電流與感應電動勢的條件，可以與直流電路類比理解。產生感應電流的條件有兩個：一是電路必須閉合；二是穿過電路的磁通量必須變化。【解題思路點撥】1.只要回路中的磁通量發生變化或導體切割磁感線，就能產生感應電動勢，如果有閉合回路，才能產生感應電流；如果沒有閉合回路，就不會有感應電流。2.感應電動勢與感應電流的關系可以總結為：有感應電動勢不一定有感應電流，有感應電流一定有感應電動勢。8．法拉第電磁感應定律的內容和表達式【知識點的認識】法拉第電磁感應定律（1）內容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。（2）公式：E＝nΔΦΔt【命題方向】下列幾種說法中正確的是（）A、線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大B、線圈中磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大C、線圈放在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大D、線圈中磁通量變化越快，線圈中產生的感應電動勢越大分析：本題考查法拉第電磁感應定律的內容，明確電動勢與磁通量的變化快慢有關．解答：根據法拉第電磁感應定律，線圈中磁通量變化越快，線圈中產生的感應電動勢越大；故選：D。點評：本題要求學生能夠區分磁通量、磁通量的變化量及磁通量的變化率，能正確掌握法拉第電磁感應定律的內容．【解題方法點撥】1．對法拉第電磁感應定律的理解2．計算感應電動勢的公式有兩個：一個是E＝n△?△t，一個是E＝Blvsinθ，計算時要能正確選用公式，一般求平均電動勢選用E＝n△?△t，求瞬時電動勢選用E＝3．電磁感應現象中通過導體橫截面的電量的計算：由q＝I?△t，I=ER總，E＝n△?△t，可導出電荷量9．線圈進出磁場的能量計算【知識點的認識】1.電磁感應過程的實質是不同形式的能量轉化的過程，而能量的轉化是通過安培力做功來實現的。安培力做功的過程，是電能轉化為其他形式的能的過程；外力克服安培力做功的過程，則是其他形式的能轉化為電能的過程。本考點旨在針對線圈進入磁場的能量分析與計算。2.求解電能應分清兩類情況（1）若回路中電流恒定，可以利用電路結構及W＝UIt或Q＝I2Rt直接進行計算。（2）若電流變化，則：①利用安培力做功求解：電磁感應中產生的電能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有電能與機械能的轉化，則減少的機械能等于產生的電能。3.電磁感應現象中的能量轉化（1）安培力做功（2）焦耳熱的計算①電流恒定時，根據焦耳定律求解，即Q＝I2Rt②感應電流變化時，可用以下方法分析：a.利用動能定理，求出克服安培力做的功W安，即Q＝W安b.利用能量守恒定律，焦耳熱等于其他形式能量的減少量，【命題方向】如圖所示，邊長為L的正方形導線框其質量為m，在距磁場上邊界高H處自由下落，其下邊框ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動，直到其上邊框cd剛穿出磁場時，其速度減為ab邊剛進入磁場時的一半，磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強磁場過程中產生的焦耳熱為（）A、2mgLB、2mgL+mgHC、2mgL+34mgHD、2mgL分析：根據機械能守恒定律求出ab邊剛進入磁場時的速度．線框穿越勻強磁場過程中機械能減小轉化為內能，根據能量守恒定律求解焦耳熱．解答：根據機械能守恒定律得mgH=得v=從線框下落到穿出勻強磁場過程，根據能量守恒定律得，焦耳熱Q＝2mgL+mgH-12故選：C。本題是運用能量守恒定律處理電磁感應中能量問題，關鍵要正確分析能量是如何轉化的．【解題思路點撥】電磁感應中的能量轉化問題1．電磁感應中的能量轉化特點外力克服安培力做功，把機械能或其它能量轉化成電能；感應電流通過電路做功又把電能轉化成其它形式的能（如內能）．這一功能轉化途徑可表示為：2．電能求解思路主要有三種（1）利用克服安培力做功求解：電磁感應中產生的電能等于克服安培力所做的功．（2）利用能量守恒求解：其它形式的能的減少量等于產生的電能．（3）利用電路特征來求解：通過電路中所消耗的電能來計算．10．電磁感應過程中的能量類問題【知識點的認識】1.電磁感應過程的實質是不同形式的能量轉化的過程，而能量的轉化是通過安培力做功來實現的。安培力做功的過程，是電能轉化為其他形式的能的過程；外力克服安培力做功的過程，則是其他形式的能轉化為電能的過程。2.求解電能應分清兩類情況（1）若回路中電流恒定，可以利用電路結構及W＝UIt或Q＝I2Rt直接進行計算。（2）若電流變化，則：①利用安培力做功求解：電磁感應中產生的電能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有電能與機械能的轉化，則減少的機械能等于產生的電能。3.電磁感應現象中的能量轉化（1）安培力做功（2）焦耳熱的計算①電流恒定時，根據焦耳定律求解，即Q＝I2Rt②感應電流變化時，可用以下方法分析：a.利用動能定理，求出克服安培力做的功W安，即Q＝W安b.利用能量守恒定律，焦耳熱等于其他形式能量的減少量，【命題方向】題型一：電磁感應與能量的綜合電阻可忽略的光滑平行金屬導軌長S＝1.15m，兩導軌間距L＝0.75m，導軌傾角為30°，導軌上端ab接一阻值R＝1.5Ω的電阻，磁感應強度B＝0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上．阻值r＝0.5Ω，質量m＝0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產生的焦耳熱Qr＝0.1J．（取g＝10m/s2）求：（1）金屬棒在此過程中克服安培力的功W安（2）金屬棒下滑速度v＝2m/s時的加速度a（3）求金屬棒下滑的最大速度vm．分析：（1）題中已知金屬棒產生的焦耳熱Qr＝0.1J，R與r串聯，根據焦耳定律分析它們產生的熱量關系，從而求得總的焦耳熱，即為金屬棒克服安培力的功W安．（2）分析金屬棒的受力分析，導體棒受到重力，支持力，安培力，做出受力圖，求出合力，可以求得加速度．（2）當金屬棒的加速度為零時，速度最大，由上題結果求解最大速度．解答：（1）下滑的過程中金屬棒克服安培力做功等于回路產生的焦耳熱．由于R＝3r，因此由焦耳定律Q＝I2Rt得：QR＝3Qr＝0.3J，所以克服安培力做功：W安＝Q＝QR+Qr＝0.4J（2）金屬棒下滑速度v＝2m/s時，所受的安培力為：F＝BIL＝BBLvR+由牛頓第二定律得：mgsin30°-B得：a＝gsin30°-代入解得：a＝10×0.5-0．82×0.7（3）金屬棒勻速運動時速度最大，即a＝0時，v最大，設為vm．由上題結果得：mgsin30°-B可得：vm=mg(R若根據能量守恒定律得：mgSsin30°=12解得：vm=7.5m/s≈2.73m/s，所以金屬棒下滑的最大速度vm為2.73m/s答：（1）金屬棒在此過程中克服安培力的功W安是0.4J．（2）金屬棒下滑速度v＝2m/s時的加速度a是3.2m/s2．（3）金屬棒下滑的最大速度vm是2.73m/s．點評：本題關鍵要分析功能關系，并對金屬棒正確受力分析，應用安培力公式、牛頓第二定律等，即可正確解題．【解題方法點撥】電磁感應中的能量轉化問題1．電磁感應中的能量轉化特點外力克服安培力做功，把機械能或其它能量轉化成電能；感應電流通過電路做功又把電能轉化成其它形式的能（如內能）．這一功能轉化途徑可表示為：2．電能求解思路主要有三種（1）利用克服安培力做功求解：電磁感應中產生的電能等于克服安培力所做的功．（2）利用能量守恒求解：其它形式的能的減少量等于產生的電能．（3）利用電路特征來求解：通過電路中所消耗的電能來計算．11．感生電場和感生電動勢【知識點的認識】1.感生電場：磁場變化時會在空間激發一種電場，這種電場與靜電場不同，它不是由電荷產生的，我們把它叫作感生電場。2.感生電動勢：如果感應電動勢是由感生電場產生的，它也叫作感生電動勢。其非靜電力是感生電場的電場力。3.應用——電子感應加速器工作原理：如圖甲所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環形真空室，如圖乙，電子在真空室中沿逆時針方向做圓周運動。電磁鐵線圈中電流的大小、方向可以變化，產生的感生電場使電子加速。根據楞次定律，為使電子加速，電磁鐵線圈中的電流應該由小變大。【命題方向】如圖所示，內壁光滑、水平放置的玻璃圓環內，有一直徑略小于環徑口的帶正電的小球，以速率v沿逆時針方向勻速轉動，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應強度B隨時間成正比例增加的變化磁場，設運動過程中小球帶電量不變，那么（）A.小球對玻璃環的壓力一定不斷增大B.小球受到的磁場力一定不斷增大C.小球先沿逆時針方向減速運動，過一段時間后沿順時針方向加速運動D.磁場力對小球一直做負功分析：變化的磁場產生感生電場，由楞次定律判斷出感生電場方向，然后判斷帶電小球受到的電場力方向，判斷小球的運動性質，然后判斷小球對環的壓力如何變化，判斷小球受到的磁場力如何變化．解答：磁感應強度豎直向上，B隨時間成正比增加，由楞次定律可知，變化的磁場產生的感生電場沿順時針方向；小球帶正電，小球所受電場力沿順時針方向，與小球的運動方向相反，小球做減速運動，當小球速度減小到零后，小球方向，即沿順時針方向加速運動，速度又不大增加；A、小球在水平面內做圓周運動，環對小球的彈力與洛倫茲力共同提供向心力，小球速度先減小后增大，小球所需向心力先減小后增大，環的彈力先減小后增大，小球對環的壓力先減小后增大，故A錯誤；B、由于小球的速度先減小后增大，由洛倫茲力公式f＝qvB可知，小球受到的磁場力先減小后增大，故B錯誤；C、小球先沿逆時針方向減速運動，過一段時間后沿順時針方向加速運動，故C正確；D、洛倫茲力始終與小球的運動方向垂直，磁場力對小球不做功，故D錯誤；故選：C。點評：本題考查了楞次定律的應用，由楞次定律判斷出感生電場的方向，是正確解題的前提與關鍵；根據感生電場方向判斷出帶電小球受力方向，即可正確解題．【解題思路點撥】感生電場與靜電場相同之處是電荷在電場中會受到力的作用：F＝qE。不同之處除了場源不同，另外感生電場的電場線是閉合的。12．渦流的產生及原理【知識點的認識】一、渦流的定義與產生原理將一金屬塊放在變化的磁場中，穿過金屬塊的磁通量發生變化，金屬塊內部就會產生感應電流，這種電流在金屬塊內部形成閉合回路，就像漩渦一樣，我們把這種感應電流稱為渦電流，簡稱渦流。由于整塊金屬的電阻很小，所以渦電流常常很大．渦電流會引起鐵心發熱，這不僅損耗了大量的電能，而且還可能燒壞設備．二、渦流的兩種效應及應用（1）渦流的熱效應：利用渦流在回路中產生的熱量冶煉金屬的高頻爐；家庭中使用的電磁灶．（2）渦流的磁效應：利用渦流所產生的磁場進行電磁阻尼和電磁驅動．三、渦流的本質在理解渦流時，要注意渦流的本質是由于電磁感應而產生的，它的產生仍然符合感應電流產生的條件（有磁通量的改變，具體形式是有磁場的變化或導體切割磁感線），特殊之處在于感應電流不是在線狀回路中產生的，而是在塊狀金屬中產生的．四、對渦流的理解要注意到渦流產生的特點，從而理解渦流的兩種效應的應用．渦流是在金屬塊內部產生的，因而加熱電路無需和被加熱材料直接接觸，起到感應加熱的作用．另外金屬的電阻率一般較低，故而渦電流的強度一般很大，因而熱效應和磁效應很明顯，所以在應用時要特別重視．【命題方向】如圖所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一裝有水的小鐵鍋和一玻璃杯。給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是（）A、恒定直流、玻璃杯B、變化的電流、小鐵鍋C、變化的電流、玻璃杯D、恒定直流、小鐵鍋分析：根據變化的電流，產生磁通量的變化，金屬器皿處于其中，則出現感應電動勢，形成感應電流，從而產生內能。解答：由于容器中水溫升高，則是電能轉化成內能所致。因此只有變化的電流才能導致磁通量變化，且只有小鐵鍋處于變化的磁通量時，才能產生感應電動勢，從而產生感應電流。導致電流發熱。故只有B正確，ACD錯誤；故選：B。點評：考查產生感應電流的條件與磁通量的變化有關，同時要知道金屬鍋與玻璃鍋的不同之處。【解題思路點撥】1.渦流的特點當電流在金屬塊內自成閉合回路（產生渦流）時，由于整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強，根據公式P＝I2R知，熱功率的大小與電流的平方成正比，故金屬塊的發熱功率很大。2.渦流中的能量轉化渦流現象中，其他形式的能轉化成電能，并最終在金屬塊中轉化為內能。若金屬塊放在變化的磁場中，則磁場能轉化為電能，最終轉化為內能；若金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則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。3.注意（1）渦流是整塊導體發生的電磁感應現象，同樣遵循法拉第電磁感應定律。（2）磁場變化越快（ΔBΔt越大）導體的橫截面積S13．渦流對金屬在磁場中運動的影響【知識點的認識】渦流具有熱效應，金屬導體在磁場中運動時，因為渦流的存在，將金屬導體的機械能轉化成電能，進一步轉化成內能，金屬導體的機械能會逐漸減小。【命題方向】如圖所示，一金屬銅球用絕緣細線掛于O點，將銅球拉離平衡位置并釋放，銅球擺動過程中經過有界的水平勻強磁場區域，若不計空氣阻力，則（）A、銅球向右穿過磁場后，還能擺至原來的高度B、在進入和離開磁場時，銅球中均有渦流產生C、銅球進入磁場后離最低點越近速度越大，渦流也越大D、銅球最終將靜止在豎直方向的最低點分析：當銅球進入或離開磁場區域時磁通量發生變化，會產生渦流．整個銅球在磁場區域來回擺動，不產生感應電流，機械能守恒．解答：A、銅球向右進入和穿出磁場時，會產生渦流，銅球中將產生焦耳熱，根據能量守恒知銅球的機械能將轉化為電能，所以回不到原來的高度了，故A錯誤。B、當銅球進入或離開磁場區域時磁通量發生變化，均會產生渦流。故B正確。C、整個銅球進入磁場后，磁通量不發生變化，不產生渦流，即渦流為零，機械能守恒。離平衡位置越近速度越大。故C錯誤。D、在銅球不斷經過磁場，機械能不斷損耗過程中圓環越擺越低，最后整個圓環只會在磁場區域來回擺動，因為在此區域內沒有磁通量的變化（一直是最大值），所以機械能守恒，即銅球最后的運動狀態為在磁場區域來回擺動，而不是靜止在最低點。故D錯誤。故選：B。點評：本題為楞次定律的應用和能量守恒相合．注意楞次定律判斷感應電流方向的過程，先確認原磁場方向，再判斷磁通量的變化，感應電流產生的磁場總是阻礙原磁通量的變化．【解題思路點撥】對渦流的理解：1.渦流的特點當電流在金屬塊內自成閉合回路（產生渦流）時，由于整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強，根據公式P＝I2R知，熱功率的大小與電流的平方成正比，故金屬塊的發熱功率很大。2.渦流中的能量轉化渦流現象中，其他形式的能轉化成電能，并最終在金屬塊中轉化為內能。若金屬塊放在變化的磁場中，則磁場能轉化為電能，最終轉化為內能；若金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則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。3.注意（1）渦流是整塊導體發生的電磁感應現象，同樣遵循法拉第電磁感應定律。（2）磁場變化越快（ΔBΔt越大）導體的橫截面積S14．電磁阻尼與電磁驅動【知識點的認識】1.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，這種現象稱為電磁阻尼。磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架，靈敏電流表在運輸時總要用導體把兩個接線柱連在一起，這是利用電磁阻尼使測量過程中指針能快速停下來而讀數、運輸過程中防止靈敏電流表指針的劇烈擺動而形成損傷。2.電磁驅動如果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。交流感應電動機就是利用電磁驅動的原理工作的，電動機通過電磁驅動而把電能轉化成機械能。【命題方向】如圖所示，在一蹄形磁鐵兩極之間放一個矩形線框abcd，磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO′自由轉動．若使蹄形磁鐵以某角速度轉動時，線框的情況將是（）A、靜止B、隨磁鐵同方向轉動C、沿與磁鐵相反方向轉動D、要由磁鐵具體轉動方向來決定分析：轉動磁鐵時，導致線圈的磁通量發生變化，從而產生感應電流，出現安培力，導致線圈轉動，由楞次定律可知，從而確定感應電流的方向，由于總是阻礙磁通量增加，故線圈與磁鐵轉動方向相同，但轉動快慢不同．解答：ABC、根據楞次定律可知，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，線圈的轉速一定比磁鐵轉速小，故AC錯誤，B正確；D、根據楞次定律可知，為阻礙磁通量的變化，所以致線圈與磁鐵轉動方向相同，與磁鐵具體的轉動方向無關，故D錯誤；故選：BD。考查楞次定律、法拉第電磁感應定律，知道感應電流的點評：磁通量總阻礙引起感應電流的磁場變化，同時掌握使用楞次定律判定感應電流方向的方法與技巧．【解題思路點撥】電磁阻尼與電磁驅動的比較：15．生活中的電磁感應現象【知識點的認識】電磁感應在生活和生產中的應用電磁感應現象自發現之日起，便一直在改變著人們的生活．時至今日，生活中可以處處見到它的影子