第二章 3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动-（配套课件）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

该高中物理课件聚焦涡流、电磁阻尼和电磁驱动核心内容，以感生电场为基础，通过电磁炉加热、磁铁振动等情境导入，结合问题链引导学生从电磁感应现象延伸至涡流产生与应用，再到电磁阻尼和驱动原理，构建连贯的知识支架。 其亮点在于采用情境化教学（如电子感应加速器、安检门实例）和对比表格（感生电场与静电场等），培养科学思维中的模型建构与科学推理，通过易错辨析和实际应用案例渗透科学态度与责任。学生能深化物理观念，教师可借助分层练习提升教学效率。

3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1.了解感生电场的概念，了解电子感应加速器的工作原理。 2.理解涡流的产生原理，了解涡流在生产和生活中的应用。 3.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理及其在生产和生活中的应用。 学习目标 01 知识点一　电磁感应现象中的感生电场 目 录 02 知识点二　涡流 03 知识点三　电磁阻尼与电磁驱动 04 素养培优 05 随堂选练 教师独具 06 课时作业 01 PART 知识点一 电磁感应现象中的感生电场 目 录 　情境：如图所示，一个闭合电路静置于磁场中。 问题：（1）当磁场的强弱发生变化时闭合电路内会产生感应电流，是什 么原因？ 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应电 场，使得导体中的自由电子在电场力作用下定向运动，产生感应电流。 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）如果将闭合电路移走，磁场的强弱仍然发生变化时与有闭合电路时 有什么不同？ 提示： 将闭合电路移走，磁场的强弱仍然发生变化，感应电场仍然 存在，但是没有感应电流了。 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 感生电场 麦克斯韦认为，磁场 时会在空间激发一种 ，这种电场叫 作感生电场。 2. 感生电动势 由 产生的电动势叫感生电动势。 3. 电子感应加速器 电子感应加速器是利用 使电子加速的设备，当电磁铁线圈 中 的大小、方向发生变化时，产生的 使电子加速。 变化　 电场　 感生电场　 感生电场　 电流　 感生电场　 物理·选择性必修第二册 目 录 【易错辨析】 （1）变化的磁场中如果没有闭合电路，则在空间不产生感生电场。 （　×　） （2）处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动的动力是感生电 场的作用。 （　√　） （3）感生电场与静电场是一样的。 （　×　） × √ × 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 感生电场是一种涡漩电场，电场线是闭合的。 2. 感生电场的产生与闭合电路的有无无关。 3. 感生电场的方向： 感生电场的方向与感应电流的方向相同，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的方向是顺时针（从上往下看）的、与磁场方向垂直且阻碍磁场的增强。 4. 感生电动势的大小：可由法拉第电磁感应定律E＝n计算。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例1】 （感生电场的理解） 〔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，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向 B. 当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向 C. 当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向 D. 当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：由楞次定律知，原磁场向上且磁感应强度在增大时，闭合导线 中的感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则知感应电流的方向 即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，所以A、D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 方法技巧 判断感生电场方向的思路 物理·选择性必修第二册 目 录 【例2】 （感生电场的应用）现代科学研究中常用到高速电子，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、下为电磁体的两个磁极；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，改变电磁体线圈中电流的 大小可使电子加速。则下列判断正确的是（　　） A. 真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B. 通入电磁体线圈的电流在增强 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 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 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，所以真空室中产生的感生电场沿顺 时针方向，A错误；电磁体线圈中电流变大时，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沿顺时针方向，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，D错误；感生电场使电子加速，即电子在 轨道中加速的力是静电力，C错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 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，终止于负电荷，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 物理·选择性必修第二册 目 录 比较项目 静电场 感生电场 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 物理·选择性必修第二册 目 录 02 PART 知识点二　涡流 目 录 　情境：如图所示为利用电磁炉加工食物的情景。 问题：电磁炉加热用的锅具一般是金属制成的，电磁炉能给普通陶瓷锅具 加热吗？ 提示：不能。 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 定义：在 的磁场中的 内产生的感应电流，就像水中的 漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。 2. 应用 （1）涡流 的应用：真空冶炼炉、电磁炉等。 （2）涡流 的应用：探雷器、安检门等。 变化　 导体　 热效应　 磁效应　 物理·选择性必修第二册 目 录 3. 防止 电动机、变压器等设备中为防止铁芯中 过大而导致浪费能量，损 坏电器，应采取如下措施： （1）增大铁芯材料的 ⁠； （2）用互相 的硅钢片叠成的铁芯代替 硅钢铁芯。 涡流　 电阻率　 绝缘　 整块　 物理·选择性必修第二册 目 录 【易错辨析】 （1）涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。 （　×　） （2）导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会 发热。 （　×　） （3）涡流有热效应，但没有磁效应。 （　×　） （4）涡流的方向遵守楞次定律。 （　√　） × × × √ 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 涡流产生的本质：电磁感应现象。 2. 涡流产生的条件：穿过金属块的磁通量发生变化。 3. 涡流的特点 （1）涡流的方向遵守楞次定律、涡流的大小遵守法拉第电磁感应定律； （2）整个金属块回路的电阻一般很小，涡电流很大，发热功率很大。 4. 涡流中的能量转化：金属块放在变化的磁场中，磁场能转化为电能，电 能在金属块中转化为内能，导体内部发热的原理是电流的热效应。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例3】 （涡流的产生）〔多选〕（2025·河南新乡期末）如图所示为真 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 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 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。 物理·选择性必修第二册 目 录 　〔多选〕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 以高频交变电流时，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，图乙中的线圈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 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　磁场变化频率越高，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，根据安培定则可知，题图乙线圈中该时刻电流沿逆 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。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例4】 （涡流的应用）如图所示，下列生产生活现象中，不涉及涡流的 是（　　） A. 甲图中用电磁炉烹制菜肴 B. 乙图中变压器工作时，绕制线圈的铁芯中会发热 C. 丙图中过安检时用金属探测仪探测人身上是否携带金属物品 D. 丁图中工人穿上金属丝织成的衣服进行高压带电作业 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：电磁炉是利用电磁感应原理产生涡流，将电能最终转化成内能，故 A正确；变压器的铁芯中会发热是因为铁芯中产生了涡流，通常铁芯用涂 有绝缘漆的薄硅钢片叠合而成，主要是为了防止在铁芯中产生过大涡流， 故B正确；金属探测仪探测到金属物品时物品上会产生涡流而使报警器发 出警报，故C正确；工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用 静电屏蔽原理，故D错误，符合题意。 物理·选择性必修第二册 目 录 03 PART 知识点三 电磁阻尼与电磁驱动 目 录 　情境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铁，左侧磁铁下端放有固定的闭合线 圈（线圈内径大于磁铁的粗度），右侧磁铁下不放闭合线圈， 将两个磁铁上提至同一高度同时释放，两个磁铁上下振动， 左侧磁铁很快停止振动，而右侧磁铁能振动较长时间。 问题：利用电磁感应现象知识分析产生上述现象的原因是什么？ 提示：图甲中左侧磁铁下端放有闭合线圈，磁铁上下振动时，闭合线圈中 会产生感应电流，根据楞次定律可知，磁铁除了受空气阻力外，还受到线 圈的感应电流产生的磁场的阻力，所以很快停下来。 物理·选择性必修第二册 目 录 情境2.如图乙所示，通过手柄使蹄形磁铁顺时针（或逆时针）转动时线圈会跟着磁铁顺时针（或逆时针）转动。使线圈转动起来的动力是什么？ 问题：利用电磁感应现象知识分析使线圈转动起来的动力是什么？ 提示：当蹄形磁铁顺时针（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 磁铁与线圈间的相对运动，安培力作为动力使线圈跟着磁铁顺时针 （或逆时针）转动。 物理·选择性必修第二册 目 录 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 ⁠ ， 的方向总是阻碍导体的运动。 （2）应用：磁电式仪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：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　 物理·选择性必修第二册 目 录 【易错辨析】 （1）电磁阻尼、电磁驱动都是电磁感应现象，都遵循楞次定律和法拉 第电磁感应定律。 （　√　） （2）电磁驱动和电磁阻尼都是由于电磁感应中安培力阻碍磁场与导体间 的相对运动。 （　√　） √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 　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 物理·选择性必修第二册 目 录 【例5】 （电磁阻尼）（2025·江苏宿迁期中）如图所示，“中国第一高 楼”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 着永磁铁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 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：阻尼器摆动时，永磁铁通过导体板上方，导体板的磁通量发生变 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 碍质量块上的永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功 将电能最终转化为焦耳热，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。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例6】 （电磁驱动）〔多选〕（2025·陕西西安期末）1824年，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 √ √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 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，选项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，选项B正确；圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁 场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项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。 物理·选择性必修第二册 目 录 04 PART 素养培优 目 录 感生电动势与动生电动势的比较 感生电动势 动生电动势 产生 原因 由于磁场变化引起磁通量的变化而产生 由于导体在磁场中做切割磁感线的运动而产生 计算 公式 E＝n，n是线圈匝数，是磁通量的变化率 E＝BLv（导体棒垂直切割磁感线），B是磁感应强度，L是导体棒的有效长度，v是导体棒垂直磁场的运动速度 非静电力本质 非静电力是感生电 场对电荷的作用力 非静电力是洛伦兹力 能量转化 磁场能转化为电能 机械能转化为电能 物理·选择性必修第二册 目 录 【典例1】 〔多选〕（2025·北京海淀区期末）感应电动势是由回路中磁 通量的变化引起的，根据磁通量变化的原因不同，可分为感生电动势和动 生电动势。由磁场变化引起磁通量变化而产生的感应电动势称为感生电动 势。变化的磁场在其周围空间会激发出感应电场（称为涡旋电场），这种 电场迫使导体内的电荷做定向移动而产生感生电动势，如图甲所示；导体 切割磁感线产生的电动势称为动生 电动势。导体切割磁感线时，导体 中的自由电子由于和导体一起运动， 因而受到洛伦兹力的作用，使导体 两端产生电动势，如图乙所示。 下列说法正确的是（　　） 物理·选择性必修第二册 目 录 A. 对甲图，当如图所示的磁感应强度增加时，导体中电子将受到如图所 示的涡旋电场力 B. 对甲图，电荷定向移动对应的电能来自于让磁通量变化所需的能量 C. 对乙图，当电子沿着导体棒运动时，受到另一个洛伦兹力的分力做负 功，但电子受到的合洛伦兹力不做功 D. 对乙图，电荷定向移动所增加的电势能来源于外力移动导体棒时所提 供给系统的能量 √ √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：对甲图，当如图所示的磁感应强度增加时，根据楞次定律，感应电 流的磁场向里，由右手定则可知，感应电场方向为顺时针方向，则导体中 电子将受到与如图所示的方向相反的涡旋电场力，选项A错误；由能量关 系可知，对甲图，电荷定向移动对应的电能来自于让磁通量变化所需的能 量，选项B正确；对乙图，当电子随导体棒向右运动时受到向上的洛伦兹 力作用，该洛伦兹力对电子做正功，另一方向当电子沿着导体棒运动时， 电子有沿导体棒向上运动的速度，受到向左的洛伦兹力作用，该洛伦兹力 做负功，则电子受到的合洛伦兹力不做功，选项C正确；由能量关系可 知，对乙图，电荷定向移动所增加的电势能来源于外力移动导体棒时所提 供给系统的能量，选项D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 【典例2】 （2025·云南昆明月考）如图所示，一金属导线单位长度的电 阻为ρ，折成等腰直角三角形线框，直角边长为a，在t＝0时刻线框从图示 位置开始以速度v匀速进入按B＝B0＋kt规律变化的均匀磁场中，其中k为大 于零的常数，当线框的水平直角边有一半进入磁场时，求： （1）线框产生的动生电动势； 答案：＋　 解析：当线框的水平直角边有一半进入磁场时，磁感应强度为B＝B0 ＋k· 则线框产生的动生电动势为E动＝B··v 整理得E动＝＋。 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）线框产生的感生电动势； 答案：ka2　 解析： 当线框的水平直角边有一半进入磁场时，磁场中的面积为S＝a2 则线框产生的感生电动势为E感＝S 联立解得E感＝ka2。 物理·选择性必修第二册 目 录 （3）线框内的电流。 答案： 解析： 当线框的水平直角边有一半进入磁场时，线框的感应电动势为E＝E动＋E感 线框中的感应电流为I＝ 此时线框总电阻R＝a·ρ 联立解得I＝。 物理·选择性必修第二册 目 录 05 PART 随堂选练 教师独具 目 录 1. （感生电场）〔多选〕下列说法正确的是（　　） A. 感生电场由变化的磁场产生 B. 恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C. 感生电场的方向也同样可以用楞次定律和安培定则来判定 D. 感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向 解析： 　磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流 方向相同，可由楞次定律和安培定则判断，故A、C正确，B、D错误。 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 2. （涡流）（2025·江西上饶期中）感应加热表面淬火是利用电磁感应原 理，将工件置于感应线圈中，向线圈通入交流电时，工件中将出现涡流， 在很短时间内，工件表面温度可以达到淬火温度1 000 ℃，立即冷却使工 件表面淬火。下列关于工件加热过程中说法正确的是（　　） A. 工件中磁通量保持不变 B. 工件中出现的涡流方向不变 C. 工件中出现的是交流电，其频率小于感应线圈中通入交 流电的频率 D. 在感应线圈中通入的交流电峰值不变的情况下，频率越 高，工件中的感应电流越大 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　根据楞次定律，工件中出现涡流，磁通量必然变化，故A错误； 由于感应线圈中通入的是交流电，根据楞次定律可得工件中出现的涡流方 向周期性变化，工件中出现的是交流电，其频率等于感应线圈中通入交流 电的频率，故B、C错误；根据法拉第电磁感应定律，在峰值不变的情况 下，可得感应线圈中通入交流电的频率越高，磁通量的变化率越大，感应 电动势越大，感应电流越大，故D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 3. （电磁阻尼）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上 的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对 称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所 示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对 于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　施加磁场来快速衰减STM的微小振动，其原理是电磁阻尼，在 振动时通过紫铜薄板的磁通量发生变化，紫铜薄板中产生感应电动势和感 应电流，则其受到安培力作用，其受到的安培力阻碍紫铜薄板振动，即促 使其振动衰减。方案A中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它 的磁通量都发生变化。方案B中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通 量可能不变；当紫铜薄板向右振动时，通过它的磁通量不变。方案C中， 紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通量都可能不变。方案D 中，当紫铜薄板上下振动时，通过紫铜薄板的磁通量可能不变。综上可 知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A。 物理·选择性必修第二册 目 录 4. （电磁驱动）〔多选〕（2025·广东佛山期中）如图是某同学自制的简 易磁力传动装置，铝制圆盘放置在可旋转底座上，圆盘正上方悬挂条形磁 铁。关于该装置，从上往下看，说法正确的是（　　） A. 当条形磁铁顺时针转动时，铝制圆盘顺时针转动 B. 当条形磁铁顺时针转动时，铝制圆盘逆时针转动 C. 当条形磁铁的转速变快时，铝制圆盘转速也变快 D. 当条形磁铁停止转动时，铝制圆盘会立即停止运动 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　当条形磁铁顺时针转动时，穿过铝制圆盘的磁通量会发生变 化，根据楞次定律可知，圆盘内产生的感应电流的磁场会阻碍磁通量的变 化，所以铝制圆盘也顺时针转动，A正确，B错误；当磁铁的转速变快时， 穿过铝制圆盘的磁通量变化加快，圆盘内产生的感应电流的磁场也会加快 阻碍磁通量的变化，所以铝制圆盘转速也变快，C正确；当条形磁铁停止 转动，由于铝制圆盘转动过程中仍产生感应电流，所以圆盘会逐渐减速直 至停止运动，D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 06 PART 课时作业 目 录 知识点一　电磁感应现象中的感生电场 1. 如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一 带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小 球将（　　） A. 沿顺时针方向运动 B. 沿逆时针方向运动 C. 在原位置附近往复运动 D. 仍然保持静止状态 √ 解析：　磁感应强度的方向竖直向下，当磁场突然增强时，由楞次定律 可知，感生电场沿逆时针方向，由于小球带负电，所以小球将沿顺时针方 向运动，A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 2. 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. 线圈中电流的增大或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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　线圈接通电源瞬间，变化的磁场产生的电场，导致带电小球受 到电场力，从而使圆板转动，故A错误；不论线圈中电流增大或减小都会 引起磁场的变化，从而产生电场，使小球受到电场力，从而使圆板转动， 由于小球所受电场力的方向与所带电荷正负有关，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，小球不受电场力 作用，故C错误；接通电源瞬间小球受到电场力作用而使圆板转动，由于 金属小球带负电，圆盘转动方向与线圈中电流流向相同，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 知识点二　涡流 3. （人教选择性必修第二册·P36图2.3－3改编）如图所示，真空冶炼炉 冶炼合金钢时，在线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流， 涡流产生的热量使金属熔化。下列说法错误的是（　　） A. 炉内金属中产生涡流是因为金属中产生了感应电流 B. 炉内金属发生了电磁感应现象 C. 处于变化的磁场中的金属内都有涡流产生 D. 炉内金属电阻率越小，形成的涡流越小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 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，这样的感应电流即为涡流，A、B、C正确；炉内金 属电阻率越小，形成的涡流越大，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 4. （2025·山东青岛期末）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. 增大交流电源的频率 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　当下方线圈通入交流电时，在不锈钢锅具中会产生感应电动 势，形成涡流而产生热量，因感应电动势与通入线圈电流的变化率成正 比，增大交流电源的频率，感应电动势增大，涡流增大，热功率增大，故 A正确；陶瓷不是导体，把不锈钢锅换成陶瓷锅，则不会产生涡流，则不 发热，故B错误；换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，锅具中不会 有感应电流，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，热功率变小，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 5. 〔多选〕“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生 产行业的产品封口环节中，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口 上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔 自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口 处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是（　　） A. 封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B. 该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C. 封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决 D. 该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材 料，而且电源必须是交流电源，A、B错误；减小内置线圈中所通电流的频 率可降低封口过程中产生的热量，可解决温度过高的问题，C正确；封口 材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被加 热，只能是玻璃、塑料等材质，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 知识点三　电磁阻尼与电磁驱动 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和飞轮转速一定时，磁体磁性越强，阻力越大 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 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，选项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， 选项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，产生的安培力越大，受到的阻力越大，选项C错误，距离和转速 一定时，磁体磁性越强，阻力越大，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 7. 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，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至停止 运动，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 8. （2025·浙江宁波期中）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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 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， 金属盘会产生热量，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，制动器对圆盘的制动力越大，故制动力的大小与圆 盘运动的速度有关，故B错误；换用更强的磁场，圆盘受到的安培阻力更 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，根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同时反向，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 9. （2025·重庆涪陵区期末）关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是 （　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 A. 图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会反向转动 B. 图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，通电的导线会产生大量热量，从 而冶炼金属 C. 图丙：在蹄形磁铁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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比 磁铁慢，故A错误；给真空冶炼炉通入高频交流电，在炉内的金属中会 产生涡流，从而产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误；在蹄形磁铁 两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流，在电 磁阻尼的作用下停止转动，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 10. 〔多选〕位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的 条形磁体沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过（忽略重力对磁体的影 响），如图所示，在此过程中（　　） A. 磁体做匀速直线运动 B. 磁体做减速运动 C. 小车向右做加速运动 D. 小车先加速后减速 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　磁体水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律知 该感应电流产生的磁场阻碍磁体与小车的相对运动，同理，磁体穿出时， 由楞次定律知感应电流产生的磁场阻碍磁体与小车的相对运动，故整个过 程中，磁体做减速运动，故A错误，B正确；而对于小车上的螺线管来说， 在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右的，这个安培力使小车向 右运动，故小车一直做加速运动，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 11. 某研究小组制作了一仪表，发现指针在示数附近的摆动很难停下，使 读数变得困难。在指针转轴上装上扇形铝板或扇形铝框，在合适区域加上 磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（　　） √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　A图中是铝板，磁场在铝板中间，指针向左偏转或向右偏转时， 都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用，指针很快会稳定地停下， A方案合理；B、D图中当指针向左偏转时，铝框或铝板向右偏转可能会离 开磁场，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B、D方案不合理； C图中是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割 磁感线，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，C方案不合理。故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 12. （2023·浙江1月选考7题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线 悬挂于水平轴OO'，接入电阻R构成回路。导体杆处于竖直向上的匀强磁场 中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当R ＝R0时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当 R＝2R0时，导体杆振动图像是（　　） √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体杆的运动。当R＝2R0时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减小，所以杆从开始摆动到停止，经历的时间变长，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 THANKS 演示完毕 感谢观看 $