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3.涡流 电磁阻尼 电磁驱动
题组一　对涡流的理解
1.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是（　　）
A.恒定直流、小铁锅 B.恒定直流、琉璃杯
C.变化的电流、小铁锅 D.变化的电流、玻璃杯
2.某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通信储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以正弦式电流，附近的被测金属物中产生感应电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报，则（　　）
A.被测金属物中产生的是恒定电流
B.被测金属物中产生的是变化的电流
C.探测器与被测金属物相对静止时不能发出警报
D.违规携带的手机只有发出通信信号时才会被探测到
3.（多选）（2024·四川雅安高二检测）如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（　　）
A.增加线圈的匝数
B.提高交流电源的频率
C.将金属杯换为瓷杯
D.取走线圈中的铁芯
4.（多选）下列哪些措施是为了防止涡流的危害（　　）
A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅
B.磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
C.变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成
D.变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层
题组二　电磁阻尼与电磁驱动的理解
5.某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是（　　）
A.开关S由断开到闭合的瞬间
B.开关S由闭合到断开的瞬间
C.保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P加速向右滑动
D.保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P匀速向右滑动
6.（多选）如图所示是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是（　　）
A.2是磁铁，在1中产生涡流
B.1是磁铁，在2中产生涡流
C.该装置的作用是使指针能够转动
D.该装置的作用是使指针能很快地稳定
7.如图所示，弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振幅不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁，观察磁铁的振幅将会发现（　　）
A.S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B.S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C.S闭合或断开，振幅变化相同
D.S闭合或断开，振幅都不发生变化
8.（2024·四川达州高二期末）物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：如图所示，将30 cm长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁与管壁没有接触）。则（　　）
A.如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来
B.磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒
C.如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来
D.如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间
9.（多选）安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。以下关于这个安检门的说法正确的是（　　）
A.这个安检门也能检查出毒品携带者
B.这个安检门只能检查出金属物品携带者
C.如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者
D.这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应
10.（多选）（2024·四川泸州高二期末）如图，右端为N极的磁铁置于光滑水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置后释放，磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是（　　）
A.磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生吸引力
B.线圈中的电流方向发生变化
C.灯泡的亮暗不会发生变化
D.磁铁振动的幅度逐渐减小
11.（多选）图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁铁会对飞轮产生阻碍作用，拉动旋钮拉线可以改变磁铁与飞轮间的距离。下列说法正确的有（　　）
A.飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力
B.飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小
C.磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小
D.磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越强
12.（2024·四川自贡高二期中）如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速度释放一磁铁B（可视为质点），B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB。
（1）螺线管A将向哪个方向运动？
（2）求全过程中整个电路所消耗的电能。
3.涡流 电磁阻尼 电磁驱动
1.C　通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流；通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场。铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是变化的磁场在导体内产生的感应电流，玻璃杯是绝缘体，不能产生感应电流，所以玻璃杯中的水不会升温。故C正确。
2.B　工作中的探测器靠近金属物体时，在金属物体中就会产生涡流，这种涡流是变化的电流，故A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定律，探测器产生的是变化的磁场，使靠近的金属物体产生涡流，探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报，故C错误；探测器的制成原理是电磁感应现象，和手机是否发出通信信号无关，故D错误。
3.AB　增大线圈的匝数，可以使磁场增强，增大了通过金属杯的磁通量及磁通量的变化率，从而增大金属杯中产生感应电流的大小，增大加热功率，缩短加热时间，A正确；提高交流电的频率，最大磁通量不变，但电流交替变化加快也能提高磁通量的变化率，产生更大的感应电流，达到缩短加热时间的目的，B正确；瓷杯是绝缘体，不能产生感应电流，不能加热，C错误；取走铁芯，金属杯中的磁通量变小，磁通量的变化率也变小，从而导致加热功率变小，加热时间加长，D错误。
4.CD　电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的，属于涡流的应用，故A不符合题意；磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，起到电磁阻尼作用，是为了利用电磁感应，故B不符合题意；变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成，是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止，故C符合题意；变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层，是为了减小变压器铁芯内产生的涡流，属于涡流的防止，故D符合题意。
5.A　若发现钻头M突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根据楞次定律可知，可能是开关S由断开到闭合的瞬间或开关S闭合且滑动变阻器滑片P向左滑动，选项A正确。
6.AD　当电表的指针摆动时，金属框1在蹄形磁铁2中同时转动，则1中产生感应电流——即涡流，磁场对涡流产生安培力阻碍其指针的相对运动，使指针很快稳定下来，故A、D正确。
7.A　S断开时，磁铁振动使穿过线圈的磁通量发生变化，但线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时，线圈中有感应电流，电路要消耗电能，磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减小。选项A正确。
8.C　如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动受到阻力更大，原因：当磁铁运动时会导致铝管的磁通量发生变化，使铅管产生感应磁场阻碍原磁场的变化，即阻碍磁铁下落，所以下落时间变长，但一定会落下，故A错误，C正确；磁铁在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在该过程中，产生了感应电流，机械能转化电能，所以机械能不守恒，故B错误；如果将铝管换成塑料管，磁铁不会受到安培力阻力，因此出来的时间将会变短，故D错误。
9.BD　这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A错误，B正确；若“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使金属物品产生电流，因而不能检查出金属物品携带者，C错误；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D正确。
10.BD　根据楞次定律，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流变化的原因，可知磁铁接近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，感应电流激发的磁场对磁铁必定产生排斥力，以阻碍磁通量的增大，A错误；由分析可知，穿过线圈的磁场的方向向右，当磁铁靠近时，磁通量增大，感应电流激发出的磁场方向向左，根据安培定则，从右往左看，感应电流沿顺时针方向，当磁铁远离时，磁通量减小，感应电流激发出的磁场方向向右，根据安培定则，从右往左看，感应电流沿逆时针方向，B正确；磁铁穿过线圈来回振动，速度大小在不停变化，即磁通量的变化率在变化，感应电动势大小发生改变，感应电流大小也发生改变，灯泡的亮暗会发生变化，C错误；磁铁在运动过程中，线圈中产生感应电流，灯泡产生焦耳热，弹簧的弹性势能一定减小，即磁铁振动的幅度逐渐减小，D正确。
11.AD　人用力蹬车带动飞轮旋转时，飞轮在磁场中做切割磁感线运动，在飞轮中会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁铁会对飞轮产生阻碍作用，所以，飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，选项A正确；飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮处的磁感应强度越强，飞轮受到的安培力越大，即阻力越大，选项B错误；磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，磁通量的变化率越大，则飞轮内部的涡流越强，产生的安培力越大，受到的阻力越大，选项C错误，D正确。
12.（1）向右运动　（2）mgh－M－m
解析：（1）磁铁B向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动。
（2）全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能，根据能量守恒定律得
mgh＝M＋m＋E电
即E电＝mgh－M－m。
4 / 43.涡流 电磁阻尼 电磁驱动
核心素 养目标 1.通过实验，了解涡流现象。 2.能举例说明涡流现象在生产生活中的应用。 3.了解电磁阻尼和电磁驱动及其应用
知识点一　涡流
1.涡流：由于　　　　，在大块金属中形成的像水的漩涡的感应电流叫作涡电流，简称涡流。
2.涡流的特点：大块金属沿涡流路径的　　　很小，不大的感应电动势就能形成强大的涡流，释放大量的焦耳热。
3.涡流中的能量转化：其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为　　　　。
4.涡流现象的应用
（1）涡流的热效应：如高频感应炉、电磁炉等。
（2）涡流的磁效应：如探雷器、安检门等。
5.涡流现象的防止
电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器。
（1）途径一：增大铁芯材料的电阻率。
（2）途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯。
知识点二　电磁阻尼和电磁制动　电磁驱动
1.电磁阻尼
（1）概念：当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力总是　　　　　导体的运动，这种现象叫作电磁阻尼。
（2）应用：电动列车普遍使用的电磁制动技术；磁电式电表中利用电磁阻尼使指针迅速停止到某位置，便于读数。
2.电磁驱动
（1）概念：感应电流受到安培力使物体　　　的现象。
（2）应用：感应电动机等。
【情景思辨】
　如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图。其中外圈A是通高频率交变电流的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起。当A中通有交变电流时，B中会产生感应电流，使得焊缝处金属熔化而焊接起来。
（1）这种焊接方法的原理是电流的磁效应。（　　）
（2）线圈中通入的交流电频率越高，焊缝处温度升高得越快。（　　）
（3）线圈中的电流是很强的恒定电流。（　　）
（4）待焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反。（　　）
（5）接口a处接触电阻大，相同时间内产生热量多，温度升高快。（　　）
要点一　对涡流的理解
【探究】
电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无须明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。图乙是描述电磁炉工作原理的示意图，电磁炉加热锅的原理是什么？
【归纳】
1.涡流的特点
当电流在金属块内自成闭合回路（产生涡流）时，由于整块金属的电阻很小，涡流往往很强，根据公式P＝I2R知，热功率的大小与电流的平方成正比，故金属块的发热功率很大。
2.涡流中的能量转化
涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为内能。如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
注意：（1）涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律。
（2）磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大。
【典例1】　光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线（如图中的虚线所示）。一个质量为m的小金属块从抛物线上y＝b（b＞a）处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是多少？
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一题多变
　【典例1】中，若将匀强磁场改为非匀强磁场，其他条件不变，那么金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是多少？
1.（多选）变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不是采用一整块硅钢，这是为了（　　）
A.增大涡流，提高变压器的效率
B.减小涡流，提高变压器的效率
C.增大涡流，减小铁芯的发热量
D.减小涡流，减小铁芯的发热量
2.如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。关于电磁炉，以下说法中正确的是（　　）
A.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B.电磁炉是利用变化的磁场使铁锅底部产生涡流，使铁锅迅速升温，进而对锅内食物加热的
C.电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D.电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
要点二　电磁阻尼与电磁驱动的理解
电磁阻尼与电磁驱动的比较
电磁阻尼 电磁驱动
不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成 由磁场运动形成
效果 安培力的方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力的方向与导体运动方向相同，为动力
能量 转化 导体克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能
相同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导体与磁场的相对运动
【典例2】　（多选）如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO'转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则（　　）
A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同
B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小
C.线圈转动时将产生感应电流
D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【典例3】　如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点，O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是（　　）
A.磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次
B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用
C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.（多选）位于光滑水平面的小车上水平固定一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v0水平穿入螺线管，并最终穿出， 如图所示，在此过程中（　　）
A.磁铁做匀速直线运动
B.磁铁做减速运动
C.小车向右做加速运动
D.小车先加速后减速
2.如图所示，上端开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（　　）
A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在两管下落过程中的机械能都守恒
C.在P中的下落时间比在Q中的长
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大
1.下列关于涡流的说法正确的是（　　）
A.涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
B.涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流
C.涡流有热效应，但没有磁效应
D.在硅钢片中不能产生涡流
2.（多选）关于涡流，下列说法正确的是（　　）
A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B.家用电磁炉是利用涡流使锅体发热的
C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
3.如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝框和磁铁静止，然后转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　）
A.从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动
B.从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时针转动
C.无论磁铁向哪个方向转动，铝框都不会转动
D.当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
4.（多选）如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A.A、B两点在同一水平线上
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜环最终将做等幅摆动
5.如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘（不计各种摩擦），现让铜盘转动。下面对观察到的现象描述及解释正确的是（　　）
A.铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去
B.铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去
C.铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下
D.铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快
3.涡流 电磁阻尼 电磁驱动
【基础知识·准落实】
知识点一
1.电磁感应　2.电阻　3.内能
知识点二
1.（1）阻碍　2.（1）运动
情景思辨
（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）√
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【探究】　提示：电磁炉原理是通电线圈通交流电后，在锅底产生涡流，进而产生热量。
【典例1】　mg（b－a）＋mv2
解析　由初状态到末状态（金属块在磁场区域内往复运动）能量守恒。初状态机械能E1＝mgb＋mv2，末状态机械能E2＝mga，焦耳热Q＝E1－E2＝mg（b－a）＋mv2。
一题多变
　提示：Q＝mv2＋mgb。
素养训练
1.BD　涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的，所以不采用整块硅钢，而采用相互绝缘的薄硅钢片叠压在一起，目的是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率，故选项B、D正确。
2.B　电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场使铁锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，A、D错误，B正确；C项是微波炉的加热原理，C错误。
要点二
知识精研
【典例2】　BC　当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故C正确；线圈相对磁铁转过90°时，其感应电流方向不再是abcda，D错误；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁极同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度，如果两者的角速度相同，磁感线与线圈会处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产生，A错误，B正确。
【典例3】　C　磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向感应电流（从上面看），并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向感应电流（从上面看），磁铁受感应电流对它的作用力仍为阻力，阻碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变3次，感应电流对它的作用力始终是阻力，C项正确。
素养训练
1.BC　磁铁水平穿入螺线管时，螺线管中将产生感应电流，由楞次定律可知，产生的感应电流将阻碍磁铁的运动；同理，磁铁穿出时，由楞次定律可知，产生的感应电流将阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项A错误，B正确。对于小车上的螺线管来说，螺线管受到的安培力方向始终为水平向右，这个安培力使螺线管和小车向右运动，且一直做加速运动，选项C正确，D错误。
2.C　小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误。
【教学效果·勤检测】
1.A　涡流是整块金属导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律，故A正确；涡流也是感应电流，不但有热效应，还有磁效应，硅钢片中能产生涡流，但感应电流较小，故B、C、D错误。
2.ABC　真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确；电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当铁质锅具放置炉面时，在锅具底部产生涡流，故B正确；阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当阻尼摆从磁场中穿过时，阻尼摆内感应出的涡流会对阻尼摆的运动产生阻碍作用，故C正确；涡流要损耗能量，变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，其目的是减小涡流，故D错误。
3.A　根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动，故A正确，B、C错误；当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝框会逐渐减速直停止运动，故D错误。
4.BD　铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能，所以A点高于B点。铜环的摆角会越来越小，最终出不了磁场，而做等幅摆动。故B、D正确，A、C错误。
5.C　铜盘转动时，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律知，盘中有感应电动势，也产生感应电流，并且受到电磁阻尼作用，机械能很快转化为电能进而转化为焦耳热，铜盘将很快停下，故C正确，A、B、D错误。
6 / 6(共68张PPT)
3.涡流 电磁阻尼 电磁驱动
核心素 养目标 1.通过实验，了解涡流现象。
2.能举例说明涡流现象在生产生活中的应用。
3.了解电磁阻尼和电磁驱动及其应用
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　涡流
1. 涡流：由于 ，在大块金属中形成的像水的漩涡的感应
电流叫作涡电流，简称涡流。
2. 涡流的特点：大块金属沿涡流路径的 很小，不大的感应电
动势就能形成强大的涡流，释放大量的焦耳热。
3. 涡流中的能量转化：其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中
转化为 。
电磁感应　
电阻　
内能　
（1）涡流的热效应：如高频感应炉、电磁炉等。
4. 涡流现象的应用
（2）涡流的磁效应：如探雷器、安检门等。
5. 涡流现象的防止
电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，
损坏电器。
（1）途径一：增大铁芯材料的电阻率。
（2）途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁
芯。
知识点二　电磁阻尼和电磁制动　电磁驱动
1. 电磁阻尼
（1）概念：当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线
的运动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到
安培力，安培力总是 导体的运动，这种现象叫作
电磁阻尼。
（2）应用：电动列车普遍使用的电磁制动技术；磁电式电表中利
用电磁阻尼使指针迅速停止到某位置，便于读数。
阻碍　
2. 电磁驱动
（1）概念：感应电流受到安培力使物体 的现象。
（2）应用：感应电动机等。
运动　
【情景思辨】
　如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图。其中外
圈A是通高频率交变电流的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊
接时接口两端接触在一起。当A中通有交变电流时，B中会产生感应电
流，使得焊缝处金属熔化而焊接起来。
（1）这种焊接方法的原理是电流的磁效应。 （　×　）
×
（2）线圈中通入的交流电频率越高，焊缝处温度升高得越快。
（　√　）
（3）线圈中的电流是很强的恒定电流。 （　×　）
（4）待焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反。
（　×　）
（5）接口a处接触电阻大，相同时间内产生热量多，温度升高快。
（　√　）
√
×
×
√
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　对涡流的理解
【探究】
电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无须明火或传导式加
热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。图乙是描
述电磁炉工作原理的示意图，电磁炉加热锅的原理是什么？
提示：电磁炉原理是通电线圈通交流电后，在锅底产生涡流，进而产
生热量。
【归纳】
1. 涡流的特点
当电流在金属块内自成闭合回路（产生涡流）时，由于整块金属的
电阻很小，涡流往往很强，根据公式P＝I2R知，热功率的大小与电
流的平方成正比，故金属块的发热功率很大。
2. 涡流中的能量转化
涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为
内能。如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终
转化为内能；如果金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于
克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。
注意：（1）涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉
第电磁感应定律。
（2）磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体材料
的电阻率越小，形成的涡流就越大。
【典例1】　光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物
线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的
上边界是y＝a的直线（如图中的虚线所示）。一个质量为m的小金属
块从抛物线上y＝b（b＞a）处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够
长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是多少？
答案：mg（b－a）＋mv2
解析：由初状态到末状态（金属块在磁场区域内往复运动）能量守
恒。初状态机械能E1＝mgb＋mv2，末状态机械能E2＝mga，焦耳热Q
＝E1－E2＝mg（b－a）＋mv2。
一题多变
【典例1】中，若将匀强磁场改为非匀强磁场，其他条件不变，那么
金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是多少？
提示：Q＝mv2＋mgb。
1. （多选）变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不是采用一整
块硅钢，这是为了（　　）
A. 增大涡流，提高变压器的效率
B. 减小涡流，提高变压器的效率
C. 增大涡流，减小铁芯的发热量
D. 减小涡流，减小铁芯的发热量
解析： 　涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发
热，是我们不希望出现的，所以不采用整块硅钢，而采用相互绝缘
的薄硅钢片叠压在一起，目的是减小涡流，减小铁芯的发热量，进
而提高变压器的效率，故选项B、D正确。
2. 如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生
涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化
的磁场通过铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自
行高速升温，然后再加热锅内食物。关于电磁炉，以下说法中正确
的是（　　）
A. 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产
生涡流对食物加热的
B. 电磁炉是利用变化的磁场使铁锅底部
产生涡流，使铁锅迅速升温，进而对锅内食物加热的
C. 电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对
食物加热的
D. 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
解析： 　电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化
的磁场，变化的磁场使铁锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升
高后加热食物，A、D错误，B正确；C项是微波炉的加热原理，C
错误。
要点二　电磁阻尼与电磁驱动的理解
电磁阻尼与电磁驱动的比较
电磁阻尼 电磁驱动
不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成 由磁场运动形成
效果 安培力的方向与导体运动方
向相反，为阻力 安培力的方向与导体运动
方向相同，为动力
能量 转化 导体克服安培力做功，其他
形式的能转化为电能，最终
转化为内能 磁场能转化为电能，通过
安培力做功，电能转化为
导体的机械能
相同点 两者都是电磁感应现象，导体受到的安培力都是阻碍导
体与磁场的相对运动 【典例2】　（多选）如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴
OO'转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则（　　）
A. 线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同
B. 线圈将逆时针转动，转速比磁铁小
C. 线圈转动时将产生感应电流
D. 线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
解析：当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割
磁感线，线圈中产生感应电流，故C正确；线圈相对磁铁转过90°
时，其感应电流方向不再是abcda，D错误；由楞次定律的推广含义可
知，线圈将与磁极同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角
速度，如果两者的角速度相同，磁感线与线圈会处于相对静止状态，
线圈不切割磁感线，无感应电流产生，A错误，B正确。
【典例3】　如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点，O点正下方固定
一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的
是（　　）
A. 磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次
B. 磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用
C. 磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D. 磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有
时是动力
解析：磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向感应
电流（从上面看），并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻
碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向
感应电流（从上面看），磁铁受感应电流对它的作用力仍为阻力，阻
碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变3次，感
应电流对它的作用力始终是阻力，C项正确。
1. （多选）位于光滑水平面的小车上水平固定一螺线管，一个比螺线
管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v0水平穿入螺线管，并
最终穿出， 如图所示，在此过程中（　　）
A. 磁铁做匀速直线运动 B. 磁铁做减速运动
C. 小车向右做加速运动 D. 小车先加速后减速
解析： 　磁铁水平穿入螺线管时，螺线管中将产生感应电流，
由楞次定律可知，产生的感应电流将阻碍磁铁的运动；同理，磁铁
穿出时，由楞次定律可知，产生的感应电流将阻碍磁铁的运动，故
整个过程中，磁铁做减速运动，选项A错误，B正确。对于小车上
的螺线管来说，螺线管受到的安培力方向始终为水平向右，这个安
培力使螺线管和小车向右运动，且一直做加速运动，选项C正确，
D错误。
2. 如图所示，上端开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小
磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁
块（　　）
A. 在P和Q中都做自由落体运动
B. 在两管下落过程中的机械能都守恒
C. 在P中的下落时间比在Q中的长
D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大
解析： 　小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块
受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重
力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在
P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守
恒，故选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项
C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故
落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 下列关于涡流的说法正确的是（　　）
A. 涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变
化而产生的
B. 涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流
C. 涡流有热效应，但没有磁效应
D. 在硅钢片中不能产生涡流
解析： 　涡流是整块金属导体发生的电磁感应现象，同样遵
守电磁感应定律，故A正确；涡流也是感应电流，不但有热效
应，还有磁效应，硅钢片中能产生涡流，但感应电流较小，故
B、C、D错误。
2. （多选）关于涡流，下列说法正确的是（　　）
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉是利用涡流使锅体发热的
C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
解析： 　真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，
炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的
金属中产生涡流就能被熔化，故A正确；电磁炉利用高频电流在电
磁炉内部线圈中产生磁场，当铁质锅具放置炉面时，在锅具底部产
生涡流，故B正确；阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当
阻尼摆从磁场中穿过时，阻尼摆内感应出的涡流会对阻尼摆的运动
产生阻碍作用，故C正确；涡流要损耗能量，变压器的铁芯用相互
绝缘的硅钢片叠成，其目的是减小涡流，故D错误。
3. 如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，可以绕支点自
由转动。先使铝框和磁铁静止，然后转动磁铁，观察铝框的运动，
可以观察到（　　）
A. 从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时
针转动
B. 从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时
针转动
C. 无论磁铁向哪个方向转动，铝框都不会转动
D. 当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，
铝框将保持匀速转动
解析： 　根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与
磁铁转动方向相同，从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随
之顺时针转动，故A正确，B、C错误；当磁铁停止转动后，如果
忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应
电流，所以铝框会逐渐减速直停止运动，故D错误。
4. （多选）如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜
环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下
列说法正确的是（　　）
A. A、B两点在同一水平线上
B. A点高于B点
C. A点低于B点
D. 铜环最终将做等幅摆动
解析： 　铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发
生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能，所以A点高
于B点。铜环的摆角会越来越小，最终出不了磁场，而做等幅摆
动。故B、D正确，A、C错误。
5. 如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘（不计各
种摩擦），现让铜盘转动。下面对观察到的现象描述及解释正确的
是（　　）
A. 铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一
直转动下去
B. 铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去
C. 铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下
D. 铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快
解析： 　铜盘转动时，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律知，
盘中有感应电动势，也产生感应电流，并且受到电磁阻尼作用，机
械能很快转化为电能进而转化为焦耳热，铜盘将很快停下，故C正
确，A、B、D错误。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
题组一　对涡流的理解
1. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水
和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升
高，则通入的电流与水温升高的是（　　）
A. 恒定直流、小铁锅
B. 恒定直流、琉璃杯
C. 变化的电流、小铁锅
D. 变化的电流、玻璃杯
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解析： 　通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电
流；通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电
场。铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，
使水温升高；涡流是变化的磁场在导体内产生的感应电流，玻璃杯
是绝缘体，不能产生感应电流，所以玻璃杯中的水不会升温。故C
正确。
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2. 某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电
子通信储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以正弦式电流，
附近的被测金属物中产生感应电流，感应电流的磁场反过来影响探
测器线圈中的电流，使探测器发出警报，则（　　）
A. 被测金属物中产生的是恒定电流
B. 被测金属物中产生的是变化的电流
C. 探测器与被测金属物相对静止时不能发出警报
D. 违规携带的手机只有发出通信信号时才会被探测到
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解析： 　工作中的探测器靠近金属物体时，在金属物体中就会产
生涡流，这种涡流是变化的电流，故A错误，B正确；根据法拉第
电磁感应定律，探测器产生的是变化的磁场，使靠近的金属物体产
生涡流，探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报，故C错
误；探测器的制成原理是电磁感应现象，和手机是否发出通信信号
无关，故D错误。
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3. （多选）（2024·四川雅安高二检测）如图所示，在线圈上端放置
一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸
腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（　　）
A. 增加线圈的匝数
B. 提高交流电源的频率
C. 将金属杯换为瓷杯
D. 取走线圈中的铁芯
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解析： 　增大线圈的匝数，可以使磁场增强，增大了通过金属
杯的磁通量及磁通量的变化率，从而增大金属杯中产生感应电流的
大小，增大加热功率，缩短加热时间，A正确；提高交流电的频
率，最大磁通量不变，但电流交替变化加快也能提高磁通量的变化
率，产生更大的感应电流，达到缩短加热时间的目的，B正确；瓷
杯是绝缘体，不能产生感应电流，不能加热，C错误；取走铁芯，
金属杯中的磁通量变小，磁通量的变化率也变小，从而导致加热功
率变小，加热时间加长，D错误。
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4. （多选）下列哪些措施是为了防止涡流的危害（　　）
A. 电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅
B. 磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
C. 变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合
而成
D. 变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电的氧化层
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解析： 　电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，
使锅体发热从而加热食物的，属于涡流的应用，故A不符合题意；
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，起到电磁阻尼作用，是为了
利用电磁感应，故B不符合题意；变压器的铁芯不做成整块，而是
用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成，是为了减小变压器铁芯内产
生的涡流，属于涡流的防止，故C符合题意；变压器的铁芯每片硅
钢片表面有不导电的氧化层，是为了减小变压器铁芯内产生的涡
流，属于涡流的防止，故D符合题意。
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题组二　电磁阻尼与电磁驱动的理解
5. 某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻
头M突然向右运动，则可能是（　　）
A. 开关S由断开到闭合的瞬间
B. 开关S由闭合到断开的瞬间
C. 保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P加速向右滑动
D. 保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P匀速向右滑动
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解析： 　若发现钻头M突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根
据楞次定律可知，可能是开关S由断开到闭合的瞬间或开关S闭合
且滑动变阻器滑片P向左滑动，选项A正确。
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6. （多选）如图所示是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的
是（　　）
A. 2是磁铁，在1中产生涡流
B. 1是磁铁，在2中产生涡流
C. 该装置的作用是使指针能够转动
D. 该装置的作用是使指针能很快地稳定
解析： 　当电表的指针摆动时，金属框1在蹄形磁铁2中同时转
动，则1中产生感应电流——即涡流，磁场对涡流产生安培力阻碍
其指针的相对运动，使指针很快稳定下来，故A、D正确。
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7. 如图所示，弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振
动，磁铁的振幅不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁，观察磁铁
的振幅将会发现（　　）
A. S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B. S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C. S闭合或断开，振幅变化相同
D. S闭合或断开，振幅都不发生变化
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解析： 　S断开时，磁铁振动使穿过线圈的磁通量发生变化，
但线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时，线圈中有感应电
流，电路要消耗电能，磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减
小。选项A正确。
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8. （2024·四川达州高二期末）物理课上，老师做了一个“神奇”的
实验：如图所示，将30 cm长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁
从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出。对
于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的
是（下落过程中不计空气阻力，磁铁与管壁没有接触）。则（　　）
A. 如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不
落下来
B. 磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以
机械能守恒
C. 如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，
但一定会落下来
D. 如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较
长时间
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解析： 　如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动受到阻力更
大，原因：当磁铁运动时会导致铝管的磁通量发生变化，使铅管产
生感应磁场阻碍原磁场的变化，即阻碍磁铁下落，所以下落时间变
长，但一定会落下，故A错误，C正确；磁铁在铝管中运动的过程
中，虽不计空气阻力，但在该过程中，产生了感应电流，机械能转
化电能，所以机械能不守恒，故B错误；如果将铝管换成塑料管，
磁铁不会受到安培力阻力，因此出来的时间将会变短，故D错误。
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9. （多选）安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线
圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金
属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中
的电流，从而引起报警。以下关于这个安检门的说法正确的是（　）
A. 这个安检门也能检查出毒品携带者
B. 这个安检门只能检查出金属物品携带者
C. 如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品
携带者
D. 这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁
效应
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解析： 　这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属
物品携带者，A错误，B正确；若“门框”的线圈中通上恒定电
流，只能产生恒定磁场，它不能使金属物品产生电流，因而不能检
查出金属物品携带者，C错误；安检门工作时，既利用了电磁感应
现象，又利用了电流的磁效应，D正确。
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10. （多选）（2024·四川泸州高二期末）如图，右端为N极的磁铁置
于光滑水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面
上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖
直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置后释放，磁铁
穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是（　）
A. 磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生吸引力
B. 线圈中的电流方向发生变化
C. 灯泡的亮暗不会发生变化
D. 磁铁振动的幅度逐渐减小
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解析： 　根据楞次定律，感应电流的效果总要阻碍引起感应电
流变化的原因，可知磁铁接近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，
感应电流激发的磁场对磁铁必定产生排斥力，以阻碍磁通量的增
大，A错误；由分析可知，穿过线圈的磁场的方向向右，当磁铁
靠近时，磁通量增大，感应电流激发出的磁场方向向左，根据安
培定则，从右往左看，感应电流沿顺时针方向，当磁铁远离时，
磁通量减小，感应电流激发出的磁场方向向右，根据安培定则，
从右往左看，感应电流沿逆时针方向，B正确；磁铁穿过线圈来回振动，速度大小在不停变化，即磁通量的变化率在变化，感应电动势大小发生改变，感应电流大小也发生改变，灯泡的亮暗会发生变化，C错误；磁铁在运动过程中，线圈中产生感应电流，灯泡产生焦耳热，弹簧的弹性势能一定减小，即磁铁振动的幅度逐渐减小，D正确。
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11. （多选）图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金
属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人用力蹬车带动飞
轮旋转时，磁铁会对飞轮产生阻碍作用，拉动旋钮拉线可以改变
磁铁与飞轮间的距离。下列说法正确的有（　　）
A. 飞轮受到的阻力主要来源于磁铁
对它的安培力
B. 飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞
轮，飞轮受到的阻力越小
C. 磁铁和飞轮间的距离一定时，飞
轮转速越大，受到的阻力越小
D. 磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越强
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解析： 　人用力蹬车带动飞轮旋转时，飞轮在磁场中做切割磁
感线运动，在飞轮中会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定
律可知，磁铁会对飞轮产生阻碍作用，所以，飞轮受到的阻力主
要来源于磁铁对它的安培力，选项A正确；飞轮转速一定时，磁
铁越靠近飞轮，飞轮处的磁感应强度越强，飞轮受到的安培力越
大，即阻力越大，选项B错误；磁铁和飞轮间的距离一定时，飞
轮转速越大，磁通量的变化率越大，则飞轮内部的涡流越强，产
生的安培力越大，受到的阻力越大，选项C错误，D正确。
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12. （2024·四川自贡高二期中）如图所示，光滑弧形轨道和一足够长
的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上
挂有一光滑螺线管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速度释放
一磁铁B（可视为质点），B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的
中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别
为vA、vB。
（1）螺线管A将向哪个方向运动？
答案： 向右运动　
解析： 磁铁B向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动。
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（2）求全过程中整个电路所消耗的电能。
答案： mgh－M－m
解析：全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和
螺线管中的电能，根据能量守恒定律得
mgh＝M＋m＋E电
即E电＝mgh－M－m。
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