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3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动
【素养目标】　1.知道感生电场及感生电动势产生的原因，会判断感生电动势的方向，会计算其大小。了解电子感应加速器的工作原理。2.通过实验了解涡流现象，知道涡流的产生原因。了解涡流现象在生产、生活中的应用与防止。3.了解电磁阻尼和电磁驱动现象及其应用。
知识点一　电磁感应现象中的感生电场
【情境导入】　如图所示，一个闭合电路静止于磁场中。
(1)磁场的强弱发生变化，闭合电路内产生感应电流，你知道其原因吗？
(2)如果将闭合电路移走，磁场的强弱仍然发生变化，会有什么现象发生？
提示：(1)闭合电路内产生感应电流，是因为闭合电路内产生了感生电场，导体中的自由电荷在感生电场作用下做定向运动，产生感应电流，也就是说闭合电路内产生了感应电动势。
(2)将闭合电路移走，磁场的强弱仍然发生变化，感生电场仍然存在，但是没有感应电流了。
【教材梳理】(阅读教材P35完成下列填空)
1.感生电场
麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场。这种电场叫作感生电场。
2.感生电动势
由感生电场产生的感应电动势叫作感生电动势。
3.感生电动势中的非静电力：就是感生电场对自由电荷的作用。
【师生互动】　请完成下列任务：
任务1.只要磁场变化，在空间一定会产生感生电场和感应电流吗？
任务2.感生电场的方向遵守楞次定律吗？感生电场与感生电动势是一回事吗？
任务3.感生电场的电场线与静电场的电场线一样是不闭合的吗？
提示：任务1.磁场变化，在空间一定会产生感生电场，但是不一定有感应电流。
任务2.遵守；不是。
任务3.感生电场的电场线是闭合的。
【探究归纳】
感生电场的理解
1.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。
2.感生电场的存在与是否存在闭合电路无关。
3.感生电场的方向可由楞次定律判断。如图所示，当磁场增强时，产生的感生电场是与磁场方向垂直且阻碍磁场增强的电场。
4.感生电动势的大小可由法拉第电磁感应定律E＝n计算。
注意：有感生电场，不一定有感应电流。
现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁铁线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是(　　)
A.从上往下看真空室中产生的感生电场沿逆时针方向
B.通入电磁铁线圈的电流在增强
C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的
答案：B
解析：电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，电子带负电，电场方向与电子运动的方向相反，所以从上往下看真空室中产生的感生电场沿顺时针方向，A错误；电磁铁线圈中电流变大时，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电子的速度增大，B正确；电子在轨道中做圆周运动的向心力是由洛伦兹力提供的，感生电场使电子加速，即电子在轨道中加速的驱动力是电场力，C、D错误。故选B。
感生电场与静电场的比较
比较项目 静电场 感生电场
产生条件 由静止电荷产生 由变化的磁场激发
电场线 特点 静电场的电场线总是始于正电荷或无限远，终止于无限远或负电荷，不闭合、不相交、也不相切 感生电场的电场线是闭合曲线，没有终点和起点
电场对电 荷做功 单位正电荷在静电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功为零 单位正电荷在感生电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功不为零
电场方 向的判 断方法 静电场方向与正电荷所受电场力的方向一致，沿电场线的切线方向 感生电场方向是根据磁场的变化情况由楞次定律判断的
针对练1.(多选)某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系，下列描述正确的是(　　)
A.当磁感应强度均匀增大时，感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向
B.当磁感应强度均匀增大时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向
C.当磁感应强度均匀减小时，感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向
D.当磁感应强度均匀减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向
答案：AD
解析：原磁场向上且磁感应强度在增大时，由楞次定律和右手螺旋定则知，感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向。故选AD。
针对练2.如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动，现加一竖直向上且磁感应强度均匀减小的磁场，则(　　)
A.小球速度变大
B.小球速度变小
C.小球速度不变
D.小球速度可能变大也可能变小
答案：B
解析：磁场的变化使空间内产生感生电场，由楞次定律知感生电场的方向为逆时针，带正电小球受到的电场力方向与运动方向相反，故小球速度变小。故选B。
知识点二　涡流
【情境导入】　如图为电磁炉的加热原理图，电磁炉的锅具一般是平底的铁锅，其加热原理是什么？
提示：通电线圈产生变化的磁场，在平底的铁锅底部产生涡流，从而使得锅底温度升高，起到加热作用。
【教材梳理】 (阅读教材P36—P37完成下列填空)
1.涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
2.涡流的应用
(1)涡流热效应的应用：真空冶炼炉、电磁炉。
(2)涡流磁效应的应用：探雷器、安检门。
3.涡流的防止
电动机、变压器等设备中要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：用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
【师生互动】　电磁炉热效率可达90％，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠。电磁炉工作原理的示意图如图所示。
任务1.使用电磁炉应通入恒定电流还是变化的电流，为什么？
任务2.电磁炉锅体能否用陶瓷锅或耐热玻璃的材料制成？为什么？
任务3.在打开电磁炉但没有放锅前，不慎有纸落在了放锅的位置，有没有可能将纸引燃？
提示：任务1.电磁炉利用涡流的热效应，线圈通入变化的电流时，锅具底部金属部分产生涡流，使锅具迅速发热，用来加热和烹饪食物，因此通入恒定电流不可以工作，通入变化的电流可以。
任务2.电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷或耐热玻璃不属于导体，不能产生感应电流，因此不能用。
任务3.因为纸不属于导体，不能在其中产生涡流，不能将纸加热，也不会将纸引燃。
【探究归纳】
1.涡流的产生条件：穿过金属块的磁通量发生变化，涡流的大小正比于磁通量的变化率。
2.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可知，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。
3.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。
(多选)(2025·河南新乡高二期末)如图为真空冶炼炉，真空冶炼涡流是一种利用电磁感应产生涡流的技术。通过在真空条件下对炼钢过程进行控制，可以有效地去除钢液中的气体、杂质和氧化物。下列说法正确的是(　　)
A.炉内金属中产生的涡流是感应电流
B.电源可以是高压直流电
C.增大电源频率，炉内金属中产生的电流增大
D.增大电源频率，炉内金属中产生的电流减小
答案：AC
解析：涡流的实质是一种电磁感应现象，任何金属处在变化的磁场中时，均产生感应电流，即涡流，故A正确；该装置利用电磁感应产生涡流，电源应为高频交流电，故B错误；增大电源频率，感应电动势增大，炉内金属中产生的感应电流增大，故C正确，D错误。故选AC。
针对练1.(2025·河北衡水高二月考)如图所示，金属探测器有较高的灵敏度，可以探测到金属物体。探测器内有电源及相应电路，打开开关后探测器内会产生电流。探测器回路很容易受到其他磁场的影响而使仪器报警。下列说法正确的是(　　)
A.探测器回路内可能为恒定的直流电流
B.用探测器扫描塑料板时，塑料板内会产生感应电流
C.被探测金属内会产生涡流，涡流产生的磁场使探测器报警
D.若用探测器探测残破的古铜币，探测器不会报警
答案：C
解析：变化的磁场才能使金属中产生涡流，涡流产生的磁场影响探测器，进而使其报警，可知探测器回路内的电流为变化的电流，A错误，C正确；塑料板内无大量可自由移动的电子，不会产生感应电流，B错误；残破的古铜币内会产生涡流，探测器会报警，D错误。故选C。
针对练2.(多选)如图甲为常见的家用电磁炉，图乙为电磁炉的工作原理图。当通以迅速变化的电流时，线圈产生的磁场会随电流的大小和方向的变化而变化，使电磁炉上方的铁锅产生感应电流，从而使其发热。下列说法正确的是(　　)
A.磁场变化的频率越高，电磁炉的加热效果越好
B.由上往下看，图乙的线圈中该时刻的电流方向为顺时针
C.电磁炉是利用电磁感应在锅体中产生涡流来工作的
D.普通陶瓷砂锅也可以利用电磁炉来煲汤
答案：AC
解析：磁场变化的频率越高，磁通量变化率越大，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势越大，回路中的电流越大，加热效果越好，故A正确；由上往下看，根据右手螺旋定则可知，题图乙线圈中该时刻的电流沿逆时针方向，故B错误；电磁炉的工作原理是利用交变电流通过线圈产生交变磁场，使金属锅自身产生涡流从而加热锅内的食物，故C正确；交变磁场在普通陶瓷砂锅内不能形成涡流，则不能用来加热，故D错误。故选AC。
知识点三　电磁阻尼与电磁驱动
【情境导入】　(1)如图甲所示，两根相同的弹簧上端分别固定，下端分别悬挂一个相同的条形磁体，左侧磁体下端放有固定的闭合线圈(磁体可以穿过线圈)，右侧磁体下不放闭合线圈，将两个磁体上提至同一高度同时释放，两个磁体上下振动，左侧磁体很快停止振动，而右侧磁体能振动较长时间，是什么原因？
(2)如图乙所示，通过手柄使蹄形磁体顺时针(或逆时针)转动时线圈会跟着磁体顺时针(或逆时针)转动，使线圈转动起来的动力是什么？
提示：(1)题图甲中左侧磁体下端放有闭合线圈，磁体上下振动时，闭合线圈中会产生感应电流，根据楞次定律可知，磁体除了受空气阻力外，还受到线圈中感应电流产生的磁场的阻力，所以很快停下来。
(2)当蹄形磁体顺时针(或逆时针)转动时，线圈内产生感应电流，线圈受到安培力的作用，根据楞次定律可知，安培力会阻碍蹄形磁体与线圈间的相对运动，安培力作为动力使线圈跟着磁体顺时针(或逆时针)转动。
【教材梳理】(阅读教材P37—P38完成下列填空)
1.电磁阻尼
(1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动。
(2)应用：磁电式仪表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：磁场相对于导体转动时，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。
(2)应用：交流感应电动机。
【师生互动】　如图所示，一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极间，可以绕支点自由转动。
任务1.顺时针(或逆时针)转动磁体时铝框也随之顺时针(或逆时针)转动，但是转动过程中，铝框的转动速度总是比磁体的转动速度小一些，原因是什么？
学生用书 第63页
任务2.磁体和铝框转动起来后，突然用手抓住把手不动使磁体立刻停止转动，铝框也会在较短的时间内停止转动，为什么？
提示：任务1.顺时针(或逆时针)转动磁体，铝框内的磁通量发生变化产生感应电流，受到安培力作用，阻碍铝框与磁体间的相对运动，于是铝框会随磁体顺时针(或逆时针)转动起来。如果铝框的转动速度和磁体的转动速度一样，则两者相对速度为零，便不会产生感应电流，这时的电磁驱动作用就会消失，所以铝框的转动速度总是比磁体的转动速度慢一些。
任务2.磁体停止转动，而铝框仍在转动，铝框内的磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力的作用，阻碍铝框与磁体间的相对运动，于是铝框会在较短的时间内停止转动。
【探究归纳】
电磁阻尼与电磁驱动的比较
比较项目 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间的相对运动
电磁阻尼问题
(2025·江苏宿迁高二期中)如图为上海中心大厦上的阻尼器，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁体的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内产生涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是(　　)
A.阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电
B.阻尼器最终将机械能转化为内能
C.风速越大，导体板中磁通量变化率越小
D.阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象
答案：B
解析：阻尼器摆动时，永磁体通过导体板上方使之磁通量发生变化，从而在导体板中产生涡流，属于电磁感应现象，故A、D错误；通过阻碍质量块和永磁体的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为内能，故B正确；风速越大，质量块摆动越快，则导体板中磁通量变化率越大，故C错误。故选B。
针对练.(2025·云南师大附中高二期末)电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统由两部分组成：一部分是机械弹簧主减震系统；另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所示，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则(　　)
A.对调磁体的磁极，电磁辅助减震系统就起不到减震效果
B.增多线圈匝数，不影响安培力的大小
C.只要产生震动，电磁辅助减震系统就能起到减震效果
D.震动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变
答案：C
解析：对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果，故A错误，C正确；根据法拉第电磁感应定律，E＝n，线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，即增多线圈匝数会影响安培力的大小，故B错误；震动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变，故D错误。故选C。
电磁驱动问题
(2025·陕西西安高二期末)十九世纪，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法不正确的是(　　)
A.圆盘上产生了感应电动势
B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变
D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
答案：D
解析：圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，A正确；圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，涡电流产生的磁场导致磁针转动，B正确；圆盘转动过程中，圆盘面积和圆盘位置的磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，C正确；当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，引起涡流，从而磁体对电流有力的作用，导致电磁驱动，D错误。故选D。
针对练.如图所示，蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO'转动。从上向下看，当磁体逆时针转动时(俯视)，则(　　)
A.线圈将逆时针转动，转速与磁体相同
B.线圈将逆时针转动，转速比磁体小
C.线圈转动时将产生恒定电流
D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
答案：B
解析：由楞次定律可知，线圈将与磁体同向转动，如两者的转速相同，磁感线与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产生，则线圈转速一定小于磁体的转速，故A错误，B正确；两者的相对运动相当于磁体不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，则线圈中产生大小、方向周期性变化的电流，故C、D错误。故选B。
课时测评8　涡流、电磁阻尼和电磁驱动
(选择题1－12题，每题5分，共60分)
1.(2025·重庆涪陵区高二期末)关于下列四幅插图，说法正确的是(　　)
A.图甲：当摇动手柄使得蹄形磁体转动时，铝框会反向转动
B.图乙：给真空冶炼炉通入迅速变化的电流，通电的导线会产生大量热量，从而冶炼金属
C.图丙：在蹄形磁体两极间自由转动的铜盘，如果忽略摩擦，铜盘会一直转动下去
D.图丁：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针，这是利用了电磁阻尼原理
答案：D
解析：当摇动手柄使得蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，但转得比磁体慢，故A错误；给真空冶炼炉通入迅速变化的电流，炉内的金属中会产生涡流，从而产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误；在蹄形磁体两极间自由转动的铜盘，就算忽略摩擦，也会因产生感应电流，在电磁阻尼的作用下而停下，故C错误；微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针， 这是利用了电磁阻尼原理，故D正确。故选D。
2.如图所示，把一铁块放入通电线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红。下列说法中正确的是(　　)
A.铁块中磁通量保持不变
B.线圈接的是干电池
C.铁块中产生了涡流
D.如果是把木块放在线圈内部，木块可能会燃烧
答案：C
解析：当线圈通入变化的电流时，线圈内部会产生变化的磁场，而铁块放在线圈内部，则在铁块内部会有变化的磁场，铁块的磁通量发生变化，因此会在铁块内部形成涡流，而根据电流的热效应，铁块被“烧”得通红，故A错误，C正确；干电池提供的是直流电，当线圈接干电池时，线圈中的电流恒定，不能产生变化的磁场，铁块中不能产生涡流，铁块也不会被“烧”得通红，故B错误；由于木块不是导体，因此木块放在线圈内部时木块中不会有感应电流产生，木块也不可能燃烧，故D错误。故选C。
3.(2025·内蒙古赤峰高二期末)为了使灵敏电流表的指针在零刻度线附近快速停下，实验小组的同学利用“电磁阻尼”来实现。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案。甲方案：在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于铝板中间；乙方案：在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于铝框中间。下列说法正确的是(　　)
A.甲方案中，铝板摆动时磁通量不变，不会产生感应电流
B.甲方案中，铝板摆动时能产生涡流，起到电磁阻尼的作用
C.乙方案中，铝框小幅度摆动时会产生感应电流
D.乙方案比甲方案更合理
答案：B
解析：甲方案中，铝板小幅度摆动时，扇形铝板的半径切割磁感线，在铝板内产生涡流，起到电磁阻尼的作用，指针能很快停下来，故A错误，B正确；乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，因此，甲方案更合理，故C、D错误。故选B。
4.著名物理学家费曼曾设计这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。当线圈接通电源后，将有图示方向的电流流过，则下列说法正确的是(　　)
A.接通电源瞬间，圆板不会发生转动
B.线圈中电流的增大、减小会引起圆板向相同方向转动
C.接通电源后，保持线圈中电流不变，圆板转动方向与线圈中电流流向相同
D.若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同
答案：D
解析：线圈接通电源瞬间，变化的磁场产生电场，导致带电小球受到电场力，使其转动，故A错误；线圈中电流增大、减小产生的电场方向相反，小球受到的电场力方向相反，所以圆板转动方向相反，故B错误；接通电源后，保持线圈中电流不变，则磁场不变，不会产生电场，小球不会受到电场力，圆板不会转动，故C错误；接通电源瞬间产生的电场沿顺时针方向(俯视)，由于金属小球带负电，圆板转动方向与线圈中电流流向相同，故D正确。故选D。
5.如图是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所在的区域，磁感应强度的大小跟时间成正比例增大，方向竖直向下。设小球在运动过程中电荷量不变，则(　　)
A.小球需要的向心力大小不变
B.小球需要的向心力大小不断增大
C.洛伦兹力对小球做了功
D.小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比
答案：B
解析：当磁感应强度随时间均匀增大时，将产生恒定的感生电场，由楞次定律知，电场方向沿逆时针(俯视)方向，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速率逐渐增大，需要的向心力也随着增大，故A错误，B正确；洛伦兹力对小球不做功，故C错误；带电小球所受洛伦兹力F＝qvB，随磁感应强度B和速率v的增大而增大，B∝t，则F和t不成正比，故D错误。故选B。
6.(多选)磁控健身车车轮处的结构示意图如图所示，在金属飞轮的外侧有一些磁体(与飞轮不接触)，人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁体会对飞轮产生阻碍作用，拉动旋钮拉线可以改变磁体与飞轮间的距离。下列说法正确的有(　　)
A.飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力
B.飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小
C.磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小
D.磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越强
答案：AD
解析：根据题意，人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁体会对飞轮产生阻碍作用，飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力，A正确；飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮受到的安培力越大，即阻力越大，B错误；磁体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，C错误，D正确。故选AD。
7.(2025·浙江宁波高二期中)如图是高速列车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当金属圆盘D在磁场中运动时，会产生涡流，使圆盘受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是(　　)
A.制动过程中，圆盘不会产生热量
B.制动力的大小与圆盘运动的速度无关
C.换用更强的磁场，制动效果更好
D.如果改变磁场的方向，可以使圆盘获得促进它运动的动力
答案：C
解析：电磁制动的原理是当金属圆盘D在磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻时会产生热量，故A错误；圆盘运动的速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越强，制动器对转盘的制动力越大，故制动力的大小与导体运动的速度有关，故B错误；换用更强的磁场，圆盘受到的安培力更大，则制动效果更好，故C正确；如果改变磁场的方向，产生的涡流方向也相反，电流和磁场方向同时反向，根据左手定则可知，安培力方向不变，故圆盘还是受到阻碍运动的制动力，故D错误。故选C。
8.(2025·四川成都高二月考)如图所示，李雷同学分别将两个质量相同的小球A、B从竖直铝管的管口上方静止释放。在A、B两球分别穿过铝管的过程中，铝管始终保持静止，李雷同学对铝管向上的平均作用力分别为10.8 N、10.0 N。不计空气阻力，其中只有一个小球是磁体，则下列说法正确的是(　　)
A.A球是磁体，铝管重约10.0 N
B.A球是磁体，铝管重约10.8 N
C.B球是磁体，铝管重约10.0 N
D.B球是磁体，铝管重约10.8 N
答案：A
解析：当磁体在竖直铝管中下落时，由于穿过铝管的磁通量变化，导致铝管产生感应电流，从而产生安培阻力，导致此同学对铝管向上的平均作用力大于没有安培阻力的情况，因此A球是磁体，则铝管重约10.0 N。故选A。
9.(2025·广东惠州高二月考)为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是(　　)
A.增加线圈的匝数
B.把不锈钢锅换成陶瓷锅
C.将电源换成电动势更大的直流电源
D.把线圈内部铁芯去掉
答案：A
解析：由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数，可以提高锅具产生的感应电动势，进而增大锅具中的感应电流，提高发热功率，故A正确；陶瓷不是磁性材料，把不锈钢锅换成陶瓷锅，不会产生涡流，故B错误；换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，穿过线圈的磁通量不变，锅具中不会有感应电流，发热功率为0，故C错误；把线圈内部铁芯去掉，则磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，发热功率变小，故D错误。故选A。
10.(多选)(2025·河南开封高二期末)为防止意外发生，游乐场的大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑绝缘轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是(　　)
A.线圈bc段受到向右的安培力
B.同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势
C.线圈ab段中电流方向为由b到a
D.若磁场反向，则装置起不到缓冲作用
答案：BC
解析：缓冲过程中，线圈bc段切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为c到b，根据左手定则可知，线圈bc段受到向左的安培力作用，A错误，B正确；感应电流方向为由c到b，b端的电势高于c端的电势，线圈ab段中电流方向为由b到a，C正确；磁场反向时，感应电流方向反向，线圈bc段受到的安培力方向仍然向左，仍起到缓冲作用，D错误。故选BC。
11.(多选)(2025·广东珠海高二期末)如图所示，方形铝管静置在足够大的绝缘水平面上，现使一条形磁体(条形磁体横截面比铝管管内横截面小)获得一定的水平初速度并自左向右穿过铝管，忽略一切摩擦。则磁体穿过铝管过程(　　)
A.铝管受到的安培力可能先水平向右后水平向左
B.铝管中有感应电流
C.磁体与铝管组成的系统动量守恒
D.磁体与铝管组成的系统机械能守恒
答案：BC
解析：根据“来拒去留”可知铝管受到的安培力一直水平向右，故A错误；磁体穿过铝管过程，铝管中磁通量发生变化，有感应电流产生，故B正确；磁体与铝管组成的系统所受外力为零，动量守恒，故C正确；铝管中感应电流会使铝管发热，电能转化为内能，所以磁体与铝管组成的系统机械能不守恒，故D错误。
12.(多选)(2025·山东威海高二月考)如图为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。下列说法正确的是(　　)
A.磁场能使硬币的速度增加得更快
B.由于磁场的作用，硬币的机械能减小
C.硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力
D.如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些
答案：BCD
解析：硬币进入磁场和离开磁场过程，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中会产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的运动，即硬币进入磁场和离开磁场的过程会受到磁场对它的阻力，磁场使硬币的速度增加得更慢，A错误，C正确；硬币进入磁场和离开磁场的过程会受到磁场对它的阻力，阻力做负功，硬币的机械能减小，B正确；如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，硬币通过测速器时速度会更大一些，测速器的示数会更大一些，D正确。故选BCD。(共68张PPT)
3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动
　　　　
第二章　电磁感应
1.知道感生电场及感生电动势产生的原因，会判断感生电动势的方向，会计算其大小。了解电子感应加速器的工作原理。
2.通过实验了解涡流现象，知道涡流的产生原因。了解涡流现象在生产、生活中的应用与防止。
3.了解电磁阻尼和电磁驱动现象及其应用。
素养目标
知识点一　电磁感应现象中的感生电场
1
知识点二　涡流
2
知识点三　电磁阻尼与电磁驱动
3
内容索引
课时测评
4
知识点一　电磁感应现象中的感生电场
自主学习
情境导入　如图所示，一个闭合电路静止于磁场中。
(1)磁场的强弱发生变化，闭合电路内产生感应电流，你知道
其原因吗？
提示：闭合电路内产生感应电流，是因为闭合电路内产生了感生电场，导体中的自由电荷在感生电场作用下做定向运动，产生感应电流，也就是说闭合电路内产生了感应电动势。
(2)如果将闭合电路移走，磁场的强弱仍然发生变化，会有什么现象发生？
提示：将闭合电路移走，磁场的强弱仍然发生变化，感生电场仍然存在，但是没有感应电流了。
教材梳理(阅读教材P35完成下列填空)
1.感生电场
__________认为，磁场变化时会在空间激发一种电场。这种电场叫作感生电场。
2.感生电动势
由感生电场产生的____________叫作感生电动势。
3.感生电动势中的非静电力：就是感生电场对自由电荷的作用。
麦克斯韦
感应电动势
课堂探究
师生互动　请完成下列任务：
任务1.只要磁场变化，在空间一定会产生感生电场和感应电流吗？
提示：磁场变化，在空间一定会产生感生电场，但是不一定有感应电流。
任务2.感生电场的方向遵守楞次定律吗？感生电场与感生电动势是一回事吗？
提示：遵守；不是。
任务3.感生电场的电场线与静电场的电场线一样是不闭合的吗？
提示：感生电场的电场线是闭合的。
感生电场的理解
1.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。
2.感生电场的存在与是否存在闭合电路无关。
3.感生电场的方向可由楞次定律判断。如图所示，当磁场增强时，产生的感生电场是与磁场方向垂直且阻碍磁场增强的电场。
4.感生电动势的大小可由法拉第电磁感应定律E＝n计算。
注意：有感生电场，不一定有感应电流。
探究归纳
例1
现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示，图甲为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极；图乙为磁极之间真空室的俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁铁线圈中电流的大小可使电子加速。则下列判断正确的是
A.从上往下看真空室中产生的感生电场沿逆时针方向
B.通入电磁铁线圈的电流在增强
C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力
D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是由静电力提供的
√
电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，电子
带负电，电场方向与电子运动的方向相反，所以从上往下看
真空室中产生的感生电场沿顺时针方向，A错误；电磁铁线
圈中电流变大时，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，
产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与
运动方向相同，电子的速度增大，B正确；电子在轨道中做圆周运动的向心力是由洛伦兹力提供的，感生电场使电子加速，即电子在轨道中加速的驱动力是电场力，C、D错误。故选B。
规律总结
感生电场与静电场的比较
比较项目 静电场 感生电场
产生条件 由静止电荷产生 由变化的磁场激发
电场线 特点 静电场的电场线总是始于正电荷或无限远，终止于无限远或负电荷，不闭合、不相交、也不相切 感生电场的电场线是闭合曲线，没有终点和起点
规律总结
感生电场与静电场的比较
比较项目 静电场 感生电场
产生条件 由静止电荷产生 由变化的磁场激发
电场对电 荷做功 单位正电荷在静电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功为零 单位正电荷在感生电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功不为零
电场方 向的判 断方法 静电场方向与正电荷所受电场力的方向一致，沿电场线的切线方向 感生电场方向是根据磁场的变化情况由楞次定律判断的
针对练1.(多选)某空间出现了如图所示的磁场，当磁感应强度
变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应
强度的变化与感生电场的方向关系，下列描述正确的是
A.当磁感应强度均匀增大时，感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向
B.当磁感应强度均匀增大时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向
C.当磁感应强度均匀减小时，感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向
D.当磁感应强度均匀减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向
√
√
原磁场向上且磁感应强度在增大时，由楞次定律和右手螺旋定则知，感生电场的方向从上向下看应为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向。故选AD。
针对练2.如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动，现加一竖直向上且磁感应强度均匀减小的磁场，则
A.小球速度变大
B.小球速度变小
C.小球速度不变
D.小球速度可能变大也可能变小
√
磁场的变化使空间内产生感生电场，由楞次定律知感生电场的方向为逆时针，带正电小球受到的电场力方向与运动方向相反，故小球速度变小。故选B。
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知识点二　涡流
自主学习
情境导入　如图为电磁炉的加热原理图，电磁炉的锅具一般是平底的铁锅，其加热原理是什么？
提示：通电线圈产生变化的磁场，在平底的铁锅底部产生涡流，从而使得锅底温度升高，起到加热作用。
教材梳理 (阅读教材P36—P37完成下列填空)
1.涡流：当线圈中的______随时间变化时，线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作________，简称______。
2.涡流的应用
(1)涡流热效应的应用：真空冶炼炉、电磁炉。
(2)涡流磁效应的应用：探雷器、安检门。
电流
涡电流
涡流
3.涡流的防止
电动机、变压器等设备中要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________。
(2)途径二：用互相绝缘的________叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
电阻率
硅钢片
课堂探究
师生互动　电磁炉热效率可达90％，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠。电磁炉工作原理的示意图如图所示。
任务1.使用电磁炉应通入恒定电流还是变化的电流，为什么？
提示：电磁炉利用涡流的热效应，线圈通入变化的电流时，锅具底部金属部分产生涡流，使锅具迅速发热，用来加热和烹饪食物，因此通入恒定电流不可以工作，通入变化的电流可以。
课堂探究
任务2.电磁炉锅体能否用陶瓷锅或耐热玻璃的材料制成？为什么？
提示：电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷或
耐热玻璃不属于导体，不能产生感应电流，因此不能用。
任务3.在打开电磁炉但没有放锅前，不慎有纸落在了放
锅的位置，有没有可能将纸引燃？
提示：因为纸不属于导体，不能在其中产生涡流，不能将纸加热，也不会将纸引燃。
1.涡流的产生条件：穿过金属块的磁通量发生变化，涡流的大小正比于磁通量的变化率。
2.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可知，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。
3.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。
探究归纳
(多选)(2025·河南新乡高二期末)如图为真空冶炼炉，真空冶炼涡流是一种利用电磁感应产生涡流的技术。通过在真空条件下对炼钢过程进行控制，可以有效地去除钢液中的气体、杂质和氧化物。下列说法正确的是
A.炉内金属中产生的涡流是感应电流
B.电源可以是高压直流电
C.增大电源频率，炉内金属中产生的电流增大
D.增大电源频率，炉内金属中产生的电流减小
例2
√
√
涡流的实质是一种电磁感应现象，任何金属处在变化的磁场中时，均产生感应电流，即涡流，故A正确；该装置利用电磁感应产生涡流，电源应为高频交流电，故B错误；增大电源频率，感应电动势增大，炉内金属中产生的感应电流增大，故C正确，D错误。故选AC。
针对练1.(2025·河北衡水高二月考)如图所示，金属探测器有较高的灵敏度，可以探测到金属物体。探测器内有电源及相应电路，打开开关后探测器内会产生电流。探测器回路很容易受到其他磁场的影响而使仪器报警。下列说法正确的是
A.探测器回路内可能为恒定的直流电流
B.用探测器扫描塑料板时，塑料板内会产生感应电流
C.被探测金属内会产生涡流，涡流产生的磁场使探测器报警
D.若用探测器探测残破的古铜币，探测器不会报警
√
变化的磁场才能使金属中产生涡流，涡流产生的磁场影响探测器，进而使其报警，可知探测器回路内的电流为变化的电流，A错误，C正确；塑料板内无大量可自由移动的电子，不会产生感应电流，B错误；残破的古铜币内会产生涡流，探测器会报警，D错误。故选C。
针对练2.(多选)如图甲为常见的家用电磁炉，图乙为电磁炉的工作原理图。当通以迅速变化的电流时，线圈产生的磁场会随电流的大小和方向的变化而变化，使电磁炉上方的铁锅产生感应电流，从而使其发热。下列说法正确的是
A.磁场变化的频率越高，电磁炉的加热效果越好
B.由上往下看，图乙的线圈中该时刻的电流方向为顺时针
C.电磁炉是利用电磁感应在锅体中产生涡流来工作的
D.普通陶瓷砂锅也可以利用电磁炉来煲汤
√
√
磁场变化的频率越高，磁通量变化率越大，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势越大，回路中的电流越大，加热效果越好，故A正确；由上往下看，根据右手螺旋定则可知，题图乙线圈中该时刻的电流沿逆时针方向，故B错误；电磁炉的工作原理是利用交变电流通过线圈产生交变磁场，使金属锅自身产生涡流从而加热锅内的食物，故C正确；交变磁场在普通陶瓷砂锅内不能形成涡流，则不能用来加热，故D错误。故选AC。
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知识点三　电磁阻尼与电磁驱动
自主学习
情境导入(1)如图甲所示，两根相同的弹簧上端分别固定，
下端分别悬挂一个相同的条形磁体，左侧磁体下端放有
固定的闭合线圈(磁体可以穿过线圈)，右侧磁体下不放闭
合线圈，将两个磁体上提至同一高度同时释放，两个磁体上下振动，左侧磁体很快停止振动，而右侧磁体能振动较长时间，是什么原因？
提示：题图甲中左侧磁体下端放有闭合线圈，磁体上下振动时，闭合线圈中会产生感应电流，根据楞次定律可知，磁体除了受空气阻力外，还受到线圈中感应电流产生的磁场的阻力，所以很快停下来。
(2)如图乙所示，通过手柄使蹄形磁体顺时针(或逆时针)转动时线圈会跟着磁体顺时针(或逆时针)转动，使线圈转动起来的动力是什么？
提示：当蹄形磁体顺时针(或逆时针)转动时，线圈内产生感应电流，线圈受到安培力的作用，根据楞次定律可知，安培力会阻碍蹄形磁体与线圈间的相对运动，安培力作为动力使线圈跟着磁体顺时针(或逆时针)转动。
课堂探究
教材梳理(阅读教材P37—P38完成下列填空)
1.电磁阻尼
(1)概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到________，________总是阻碍导体的运动。
(2)应用：磁电式仪表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：磁场相对于导体转动时，在导体中会产生__________，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。
(2)应用：交流感应电动机。
安培力
安培力
感应电流
师生互动　如图所示，一个铝框放在蹄形磁体的两个磁极间，
可以绕支点自由转动。
任务1.顺时针(或逆时针)转动磁体时铝框也随之顺时针(或逆
时针)转动，但是转动过程中，铝框的转动速度总是比磁体的
转动速度小一些，原因是什么？
提示：顺时针(或逆时针)转动磁体，铝框内的磁通量发生变化产生感应电流，受到安培力作用，阻碍铝框与磁体间的相对运动，于是铝框会随磁体顺时针(或逆时针)转动起来。如果铝框的转动速度和磁体的转动速度一样，则两者相对速度为零，便不会产生感应电流，这时的电磁驱动作用就会消失，所以铝框的转动速度总是比磁体的转动速度慢一些。
任务2.磁体和铝框转动起来后，突然用手抓住把手不动使磁体立刻停止转动，铝框也会在较短的时间内停止转动，为什么？
提示：磁体停止转动，而铝框仍在转动，铝框内的磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力的作用，阻碍铝框与磁体间的相对运动，于是铝框会在较短的时间内停止转动。
电磁阻尼与电磁驱动的比较
探究归纳
比较项目 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间的相对运动
角度1 电磁阻尼问题
(2025·江苏宿迁高二期中)如图为上海中心大厦上的阻尼器，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁体的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内产生涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是
A.阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电
B.阻尼器最终将机械能转化为内能
C.风速越大，导体板中磁通量变化率越小
D.阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象
例3
√
阻尼器摆动时，永磁体通过导体板上方使之磁通量发生变化，从而在导体板中产生涡流，属于电磁感应现象，故A、D错误；通过阻碍质量块和永磁体的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为内能，故B正确；风速越大，质量块摆动越快，则导体板中磁通量变化率越大，故C错误。故选B。
针对练.(2025·云南师大附中高二期末)电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统由两部分组成：一部分是机械弹簧主减震系统；另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所
示，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则
A.对调磁体的磁极，电磁辅助减震系统就起不到减震效果
B.增多线圈匝数，不影响安培力的大小
C.只要产生震动，电磁辅助减震系统就能起到减震效果
D.震动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变
√
对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，
不影响减震效果，故A错误，C正确；根据法拉第电磁
感应定律，E＝n，线圈匝数越多，产生的感应电动
势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，即增多线圈匝数会影响安培力的大小，故B错误；震动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变，故D错误。故选C。
例4
角度2 电磁驱动问题
(2025·陕西西安高二期末)十九世纪，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，下列说法不正确的是
但略有滞后。
A.圆盘上产生了感应电动势
B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变
D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
√
圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在
圆心和边缘之间产生了感应电动势，A正确；圆盘在径
向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的
点电势不等而形成涡流，涡电流产生的磁场导致磁针转
动，B正确；圆盘转动过程中，圆盘面积和圆盘位置的磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，C正确；当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，引起涡流，从而磁体对电流有力的作用，导致电磁驱动，D错误。故选D。
针对练.如图所示，蹄形磁体和矩形线圈均可绕竖直轴OO'转动。从上向下看，当磁体逆时针转动时(俯视)，则
A.线圈将逆时针转动，转速与磁体相同
B.线圈将逆时针转动，转速比磁体小
C.线圈转动时将产生恒定电流
D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
√
由楞次定律可知，线圈将与磁体同向转动，如两者的转速相同，磁感线与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产生，则线圈转速一定小于磁体的转速，故A错误，B正确；两者的相对运动相当于磁体不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，则线圈中产生大小、方向周期性变化的电流，故C、D错误。故选B。
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课堂回眸
课时测评
1.(2025·重庆涪陵区高二期末)关于下列四幅插图，说法正确的是
A.图甲：当摇动手柄使得蹄形磁体转动时，铝框会反向转动
B.图乙：给真空冶炼炉通入迅速变化的电流，通电的导线会产生大量热量，从而冶炼金属
C.图丙：在蹄形磁体两极间自由转动的铜盘，如果忽略摩擦，铜盘会一直转动下去
D.图丁：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针，这是利用了电磁阻尼原理
√
当摇动手柄使得蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，但转得比磁体慢，故A错误；给真空冶炼炉通入迅速变化的电流，炉内的金属中会产生涡流，从而产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误；在蹄形磁体两极间自由转动的铜盘，就算忽略摩擦，也会因产生感应电流，在电磁阻尼的作用下而停下，故C错误；微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针， 这是利用了电磁阻尼原理，故D正确。故选D。
2.如图所示，把一铁块放入通电线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红。下列说法中正确的是
A.铁块中磁通量保持不变
B.线圈接的是干电池
C.铁块中产生了涡流
D.如果是把木块放在线圈内部，木块可能会燃烧
√
当线圈通入变化的电流时，线圈内部会产生变化的磁
场，而铁块放在线圈内部，则在铁块内部会有变化的
磁场，铁块的磁通量发生变化，因此会在铁块内部形
成涡流，而根据电流的热效应，铁块被“烧”得通红，故A错误，C正确；干电池提供的是直流电，当线圈接干电池时，线圈中的电流恒定，不能产生变化的磁场，铁块中不能产生涡流，铁块也不会被“烧”得通红，故B错误；由于木块不是导体，因此木块放在线圈内部时木块中不会有感应电流产生，木块也不可能燃烧，故D错误。故选C。
3.(2025·内蒙古赤峰高二期末)为了使灵敏电流表的指针
在零刻度线附近快速停下，实验小组的同学利用“电磁
阻尼”来实现。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案。
甲方案：在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于铝板中间；
乙方案：在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于铝框中间。下列说法正确的是
A.甲方案中，铝板摆动时磁通量不变，不会产生感应电流
B.甲方案中，铝板摆动时能产生涡流，起到电磁阻尼的作用
C.乙方案中，铝框小幅度摆动时会产生感应电流
D.乙方案比甲方案更合理
√
甲方案中，铝板小幅度摆动时，扇形铝板的半径切割
磁感线，在铝板内产生涡流，起到电磁阻尼的作用，
指针能很快停下来，故A错误，B正确；乙方案中，当
指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感
应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，因此，甲方案更合理，故C、D错误。故选B。
4.著名物理学家费曼曾设计这样一个实验装置：一块绝缘圆
板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，
圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。当线圈
接通电源后，将有图示方向的电流流过，则下列说法正确的是
A.接通电源瞬间，圆板不会发生转动
B.线圈中电流的增大、减小会引起圆板向相同方向转动
C.接通电源后，保持线圈中电流不变，圆板转动方向与线圈中电流流向相同
D.若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同
√
线圈接通电源瞬间，变化的磁场产生电场，导致带电小球受到电场力，使其转动，故A错误；线圈中电流增大、减小产生的电场方向相反，小球受到的电场力方向相反，所以圆板转动方向相反，故B错误；接通电源后，保持线圈中电流不变，则磁场不变，不会产生电场，小球不会受到电场力，圆板不会转动，故C错误；接通电源瞬间产生的电场沿顺时针方向(俯视)，由于金属小球带负电，圆板转动方向与线圈中电流流向相同，故D正确。故选D。
5.如图是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所在的区域，磁感应强度的大小跟时间成正比例增大，方向竖直向下。设小球在运动过程中电荷量不变，则
A.小球需要的向心力大小不变
B.小球需要的向心力大小不断增大
C.洛伦兹力对小球做了功
D.小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比
√
当磁感应强度随时间均匀增大时，将产生恒定的感生电场，由楞次定律知，电场方向沿逆时针(俯视)方向，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速率逐渐增大，需要的向心力也随着增大，故A错误，B正确；洛伦兹力对小球不做功，故C错误；带电小球所受洛伦兹力F＝qvB，随磁感应强度B和速率v的增大而增大，B∝t，则F和t不成正比，故D错误。故选B。
6.(多选)磁控健身车车轮处的结构示意图如图所示，在金属
飞轮的外侧有一些磁体(与飞轮不接触)，人用力蹬车带动飞
轮旋转时，磁体会对飞轮产生阻碍作用，拉动旋钮拉线可以
改变磁体与飞轮间的距离。下列说法正确的有
A.飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力
B.飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小
C.磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小
D.磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越强
√
√
根据题意，人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁体会对飞轮产生阻碍作用，飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力，A正确；飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮受到的安培力越大，即阻力越大，B错误；磁体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，C错误，D正确。故选AD。
7.(2025·浙江宁波高二期中)如图是高速列车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当金属圆盘D在磁场中运动时，会产生涡流，使圆盘受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是
A.制动过程中，圆盘不会产生热量
B.制动力的大小与圆盘运动的速度无关
C.换用更强的磁场，制动效果更好
D.如果改变磁场的方向，可以使圆盘获得促进它运动的动力
√
电磁制动的原理是当金属圆盘D在磁场中运动时，会产
生涡流，电流流过电阻时会产生热量，故A错误；圆
盘运动的速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流
越强，制动器对转盘的制动力越大，故制动力的大小与导体运动的速度有关，故B错误；换用更强的磁场，圆盘受到的安培力更大，则制动效果更好，故C正确；如果改变磁场的方向，产生的涡流方向也相反，电流和磁场方向同时反向，根据左手定则可知，安培力方向不变，故圆盘还是受到阻碍运动的制动力，故D错误。故选C。
8.(2025·四川成都高二月考)如图所示，李雷同学分别将两个质量相同的小球A、B从竖直铝管的管口上方静止释放。在A、B两球分别穿过铝管的过程中，铝管始终保持静止，李雷同学对铝管向上的平均作用力分别为10.8 N、10.0 N。不计空气阻力，其中只有一个小球是磁体，则下列说法正确的是
A.A球是磁体，铝管重约10.0 N
B.A球是磁体，铝管重约10.8 N
C.B球是磁体，铝管重约10.0 N
D.B球是磁体，铝管重约10.8 N
√
当磁体在竖直铝管中下落时，由于穿过铝管的磁通量变化，导致铝管产生感应电流，从而产生安培阻力，导致此同学对铝管向上的平均作用力大于没有安培阻力的情况，因此A球是磁体，则铝管重约10.0 N。故选A。
9.(2025·广东惠州高二月考)为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是
A.增加线圈的匝数
B.把不锈钢锅换成陶瓷锅
C.将电源换成电动势更大的直流电源
D.把线圈内部铁芯去掉
√
由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数，可以提
高锅具产生的感应电动势，进而增大锅具中的感应电
流，提高发热功率，故A正确；陶瓷不是磁性材料，把
不锈钢锅换成陶瓷锅，不会产生涡流，故B错误；换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，穿过线圈的磁通量不变，锅具中不会有感应电流，发热功率为0，故C错误；把线圈内部铁芯去掉，则磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，发热功率变小，故D错误。故选A。
10.(多选)(2025·河南开封高二期末)为防止意外发生，游乐场的大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑绝缘轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是
A.线圈bc段受到向右的安培力
B.同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势
C.线圈ab段中电流方向为由b到a
D.若磁场反向，则装置起不到缓冲作用
√
√
缓冲过程中，线圈bc段切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为c到b，根据左手定则可知，线圈bc段受到向左的安培力作用，A错误，B正确；感应电流方向为由c到b，b端的电势高于c端的电势，线圈ab段中电流方向为由b到a，C正确；磁场反向时，感应电流方向反向，线圈bc段受到的安培力方向仍然向左，仍起到缓冲作用，D错误。故选BC。
√
11.(多选)(2025·广东珠海高二期末)如图所示，方形铝管静置在足够大的绝缘水平面上，现使一条形磁体(条形磁体横截面比铝管管内横截面小)获得一定的水平初速度并自左向右穿过铝管，忽略一切摩擦。则磁体穿过铝管过程
A.铝管受到的安培力可能先水平向右后水平向左
B.铝管中有感应电流
C.磁体与铝管组成的系统动量守恒
D.磁体与铝管组成的系统机械能守恒
√
根据“来拒去留”可知铝管受到的安培力一直水平向右，故A错误；磁体穿过铝管过程，铝管中磁通量发生变化，有感应电流产生，故B正确；磁体与铝管组成的系统所受外力为零，动量守恒，故C正确；铝管中感应电流会使铝管发热，电能转化为内能，所以磁体与铝管组成的系统机械能不守恒，故D错误。
12.(多选)(2025·山东威海高二月考)如图为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。下列说法正确的是
A.磁场能使硬币的速度增加得更快
B.由于磁场的作用，硬币的机械能减小
C.硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力
D.如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些
√
√
√
硬币进入磁场和离开磁场过程，穿过硬币的磁通量发
生变化，硬币中会产生感应电流，感应电流会阻碍硬
币的运动，即硬币进入磁场和离开磁场的过程会受到
磁场对它的阻力，磁场使硬币的速度增加得更慢，A错误，C正确；硬币进入磁场和离开磁场的过程会受到磁场对它的阻力，阻力做负功，硬币的机械能减小，B正确；如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，硬币通过测速器时速度会更大一些，测速器的示数会更大一些，D正确。故选BCD。
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第二章 电磁感应

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