第2章 第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

对应课时作业P15

[基础达标]

1．如图所示是一种冶炼金属的感应炉的示意图，此种感应炉应接怎样的电源(　　)

A．直流低压　　　　　 B．直流高压

C．低频交流电  D．高频交流电

解析：D　[线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，从而在导体中产生大量的热，涡流现象也是电磁感应；而交流电的频率越大，产生的热量越多，故D正确，A、B、C错误．]

2．(多选)下列实例中属于利用涡流的是(　　)

A．电磁阻尼装置

B．变压器的铁芯用薄硅钢片叠合而成

C．金属工件的高频焊接

D．在日光灯电路中镇流器的线圈中加入铁芯

解析：AC　[块状金属在磁场中运动，金属块内形成涡流，涡流又形成磁场，反过来与外部磁场相互作用，从而阻碍了金属块的运动，故A正确；变压器的铁芯不用整块的硅钢铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成，其目的是减小涡流，B错误；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，即利用涡流工作，C正确；线圈中加入铁芯，是为了增强线圈的磁通量，与涡流无关，D错误．]

3．实验高中南、北校区之间要铺设一条输电线路，该线路要横穿两校区之间的公路，为了保护线路不至于被压坏，必须在地下预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．校方将该要求在学校的物理探究小组中公布并征求电线穿管的方案．经过遴选，目前有如图所示的两种方案进入最后的讨论阶段：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过．如果输电导线输送的电流很强大，那么，下列讨论的结果正确的是(　　)

A．若输送的电流是恒定电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的

B．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的

C．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的

D．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的

解析：B　[当通恒定电流时，钢管对导线没有阻碍作用；当通入交流电时，若分开套，则由于磁场的变化，导致钢管中产生涡流，有能源损耗．若甲图通交流电，由于变化的电流产生变化的磁场，则每根钢管中都产生涡流；导致能源损耗较大．若乙图通交流电，由于两根导线一根是火线，一根是零线，它们的电流方向是相反的，故相互排斥．但工程上可以将其在一根管内做好绝缘隔离．问题在于由交流电产生的涡电流：由于两根导线方向相反，所以如果它们相互足够靠近，则它们在周围的每一点上产生大小几乎相等，方向相反的感应电流．这样能使涡流强度减弱到很小．若甲、乙两图通恒定电流，则都产生恒定的磁场，恒定的磁场不产生电场，因此不产生涡流，没有能量损耗．因此B正确，A、C、D错误．]

4．金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是(　　)

A．金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中

B．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流

C．金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流

D．探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同

解析：C　[金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产防止细小的砂石颗粒混入食品中，故A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，故B错误，C正确；探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止时无法得出探测效果，故D错误．]

5．(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一．如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化．下列说法中正确的是(　　)

A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化

B．涡流的频率等于通入线圈的交流电频率

C．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力

D．待测工件可以是塑料或橡胶制品

解析：ABC　[根据楞次定律得知：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化，故A正确．感应电流的频率与原电流的频率是相同的，涡流的频率等于通入线圈的交流电频率，故B正确；因为线圈交流电是

周期性变化的，故在工件中引起的涡流也是周期性变化的，可知通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力，故C正确；电磁感应只能发生在金属物体上，故待测工件只能是金属制品，故D错误．]

6．(多选)关于涡流，下列说法中正确的是(　　)

A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置

B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的

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减小涡流

解析：ACD　[用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，所以A正确；家用电磁炉通的是交流电，交流电产生的是变化的磁场，不是恒定的磁场，故B错误；阻尼摆的金属盘以一定相对速度旋转掠过磁场时在金属盘内会产生感应电动势从而产生感应电流，因金属盘有电阻，电流做功，消耗机械能，因此产生阻碍金属盘旋转的阻尼作用，故C正确；用绝缘的硅钢片做铁芯，是为了减小涡流，减小能量损失，所以D正确．]

7．在现代家庭的厨房中，电磁炉是家庭主妇非常青睐的炊具．利用以下材料并结合已学习的电磁学知识分析、讨论相关问题．

如图是描述电磁炉工作原理的示意图．电磁炉的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热食物的作用．

因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．

综合以上材料分析下列问题：

(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：