3. 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（讲义）物理人教版选择性必修第二册

第3节　涡流、电磁阻尼和电磁驱动 目录 学习目标 1 知识点过关 1 方法技巧点拨 3 一．电磁感应现象中的感生电场 3 二．涡流 8 三．电磁阻尼和电磁驱动 10 综合巩固 19 1．了解涡流的产生及涡流现象的应用和防止。 2．通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。 3．了解电磁阻尼和电磁驱动及应用。 一．电磁感应现象中的感生电场 1．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感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。 二、涡流 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中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。 2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快（越大），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。 3．产生涡流的两种情况 （1）块状金属放在变化的磁场中。 （2）块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 4．产生涡流时的能量转化 （1）金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终转化为内能。 （2）金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，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。 三、电磁阻尼和电磁驱动 1．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 2．磁场相对于导体转动，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，这种作用常常称为电磁驱动。 （1）如图甲，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时电流的方向和所受安培力的方向。安培力对线圈的运动有什么影响？ 由右手定则可知线圈内感应电流的方向为逆时针方向，由左手定则可知线圈受到竖直向上的安培力，所以安培力对线圈的运动有阻碍作用。 （2）如图乙，磁电式仪表的线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上。假定仪表工作时指针向右转动，由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培力。安培力对铝框的转动产生什么影响？ 当仪表工作时，指针向右转动，由右手定则可知，右侧产生的电流向里，右侧铝框将受到向上的安培力，左侧产生的电流向外，左侧铝框受到向下的安培力，铝框受到的安培力与运动方向相反，安培力对铝框起到了阻碍作用。 （3）如图丙，转动蹄形磁体，铝框也跟着转动，为什么会这样？ 转动蹄形磁体时，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，铝框将受到安培力作用，从而转动起来。 一．电磁感应现象中的感生电场 ①静止的自由电荷受到感生电场的电场力而定向运动。 ②麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种特殊的感生电场，即如果空间存在闭合导体，穿过导体的磁通量增加，根据楞次定律可知，导体中将产生顺时针方向的感应电流。 ③图甲闭合电路中产生感应电流是因为有感应电动势，是由于感生电场的电场力为非静电力。 ④如图乙所示，当整块铁块处在变化的磁场中时，在铁块中产生旋涡状的电流。 【例题1】（多选）（24-25高二下·山东济宁·期中）在一家大型医院的放疗中心，电子感应加速器被用于癌症的放射治疗。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。在这个放疗设备中，上面为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；下面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．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 B．通入电磁体线圈的电流在增强 C．真空室中产生的感生电场沿顺时针方向 D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 【答案】BC 【详解】B．电子沿逆时针方向加速，则电子所受电场力沿逆时针方向，所以感生电场的方向沿顺时针方向，根据楞次定律，可知通入电磁体的电流增强，B正确； A．结合上述可知，电子在轨道中做圆周运动的向心力是洛伦兹力，驱动力是电场力，故A错误； C．电子带负电，电子沿逆时针方向加速，电子所受电场力方向整体上也沿逆时针方向，则真空室中产生的感生电场沿顺时针方向，故C正确； D．结合上述可知，电子在轨道中加速的驱动力是电场力，向心力由洛伦兹力提供，故D错误； 故选BC。 【变式1】（24-25高二下·江苏·期末）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备，主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图（a）所示（图中上部分为侧视图、下部分为俯视图）。当电磁铁线圈通入交变电流时，真空室中就会产生变化的磁场，而变化的磁场会产生感应电场，感应电场能够使电子做加速运动。若t=0时刻，电子枪放出一初速度可忽略的电子，电磁铁线圈通入如图（b）所示的交变电流，以图（a）中线圈标示方向为电流正方向，则下列说法中正确的是（　　） A．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 B．在0~时间内，俯视图中真空室内的磁场方向为垂直纸面向外 C．在0~时间内，从俯视图的视角判断电子沿顺时针方向做加速圆周运动 D．在0~时间内，若电子未被引出轨道，则电子一直做加速圆周运动 【答案】B 【详解】A．电子所受感应电场力方向沿切线方向，电子在轨道中做加速圆周运动是由电场力驱动的，故A错误； BC．在0~时间内，由安培定则可知电磁铁线圈中的电流产生向上的磁场，即磁场方向垂直纸面向外，这段时间电流增大，磁场向上增强，磁通量增大，根据楞次定律，可知线圈中会产生向下的感应磁场以阻碍原磁通量的增大，根据安培定则，可知感应电流的方向为顺时针，即为感应电场的方向，所以电子所受的电场力方向为逆时针，则从俯视图的视角判断电子沿逆时针方向做加速圆周运动，故B正确，C错误； D．由上分析，可知在0~时间内，电子先沿逆时针做加速圆周运动。在~时间内，由图（b）可知，电流沿正方向减小，故其产生向上的磁场也减小，磁通量减小，根据楞次定律，可知线圈中会产生向上的感应磁场以阻碍原磁通量的减小，根据安培定则，可知感应电流的方向为逆时针，即为感应电场的方向，所以电子所受的电场力方向为顺时针，与速度的方向相反，故电子做减速圆周运动，故D错误。故选B。 【变式2】（24-25高二下·江苏连云港·期中）如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【详解】环中产生的感应电动势，小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功的大小是W=qU，解得W=πr2qk。 故选C。 【例题2】（25-26高二上·浙江宁波·期末）电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，如图甲所示为电子感应加速器的侧视图，如图乙所示为真空室俯视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通有变化的电流，产生的感生电场使电子加速。现将电子约束在半径为的轨道上进行加速，导线中电流的大小随时间的变化图像如图丙所示，电磁铁线圈的电流在电子所在轨道平面产生的磁感应强度大小，已知电子质量为，电荷量大小为，电子加速过程中忽略电子的初速度，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A．电磁铁线圈的电流方向如图甲所示，感生电场的方向为逆时针（俯视） B．电子在时间内做圆周运动的周期不断增大 C．若电磁铁线圈的电流方向与图示方向相反，要加速电子，电流应逐渐减小 D．电子加速一周，动能增加量为 【答案】D 【详解】A．磁场方向向上(根据甲图和右手螺旋定则可判断)，电流增大，磁通量增大，感应电流的磁场要阻碍磁通量增大，所以感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则，可知感生电场是沿顺时针方向的，故A错误。 B．电子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，则有，又，解得。由周期公式得，电流强度随时间增大，所以周期随时间减小，而非增大，故B错误。 C．若电磁铁线圈电流方向反向，则磁场方向变为竖直向下。若电子仍沿逆时针方向运动，根据左手定则，电子所受洛伦兹力指向轨道外侧，无法将其约束在半径为的轨道上，因此不能加速电子。若要加速顺时针运动的电子，则需感生电场为逆时针方向，即要求磁通量向下减小或向上增加。在电流反向（磁场向下）时，应使电流减小才可能产生逆时针电场但此情形下洛伦兹力约束条件不满足，故C错误。 D．根据法拉第电磁感应定律，电子加速一周，根据动能定理，有感生电场对电子做功，故D正确。故选D。 【变式】（多选）（25-26高二上·北京海淀·期末）回旋加速器与电子感应加速器都可以加速带电粒子，分别示意如图甲、乙，其中电子感应加速器的原理可以简化为如图丙所示，半径为r的圆形区域内有竖直向下（图中垂直于纸面向里）的匀强磁场，图中实线圆是半径为R的光滑绝缘轨道，R>r，一个质量m、带电量为q的小球穿在轨道上，当磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系为B=B0+kt（k为常量）时，下列说法正确的是（　　） A．两种加速器中粒子运动的周期都不变 B．两种加速器中粒子运动的半径都不变 C．丙图中，如果其他条件不变，仅换成R更大的圆环轨道，小球从静止开始运动一周，小球增加的动能相同 D．丙图中，如果其他条件不变，仅换成半短轴为R的椭圆环轨道，小球从静止开始运动一周，小球增加的动能相同 【答案】CD 【详解】A．由法拉第电磁感应定律可知，电子感应加速器在轨道上形成的涡旋电场的电场强度大小满足，代入题干中磁场随时间变化的规律，化简得。 可知电子感应加速器在轨道上的涡旋电场强度大小为定值，粒子受大小不变的电场力作用，做加速度大小不变的加速圆周运动，周期逐渐变小，故A错误； B．回旋加速器的磁场磁感应强度大小不变，设为，粒子经两D形电极间的电场不断加速，设粒子经过次加速后速度大小为，在磁场中做匀速圆周运动的半径大小满足，化简得。可知粒子在回旋加速器中半径不断增大，故B错误； C．由上述分析可知，小球在电子感应加速器上从静止开始运动一周，电场力做功的大小为，由动能定理可知，粒子的动能为，可知小球从静止开始运动一周增加的动能与轨道半径无关，故C正确； D．丙图中，磁场仅存在于半径为的圆形区域，无论轨道是圆还是椭圆，只要轨道完全包围了磁场区域，其闭合路径包围的磁通量随时间的变化率均为 根据法拉第电磁感应定律可知，回路的感应电动势为 小球从静止开始运动一周，电场力做功为 小球增加的动能与半径为的圆形轨道情况一致，故D正确。 故选CD。 二．涡流 1．涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流。 2．产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流。 3．涡流现象产生的热效应取决于产生电流的强弱及电阻的大小，而电流的强弱又取决于感应电动势的大小，感应电动势的大小又受线圈交变电流变化快慢的影响，即受交变电流频率的影响。 4．应用与防止： （1）应用：①涡流的热效应真空冶炼炉。 ②涡流的磁效应：电磁炉、探雷器、安检门等。 （2）防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。 【例题1】（25-26高二上·江西·月考）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．将金属杯换为陶瓷杯 C．降低交流电源的频率 D．交流电源换为直流电源 【答案】A 【详解】BD．冷水加热的原理是线圈中的电流变化，引起金属杯中任一截面的磁通量变化，在金属杯中产生涡流，涡流发热通过热传递加热冷水，陶瓷是绝缘体，不能产生感应电流，BD错误； AC．要想提高加热效率，应增加线圈的匝数或提高交流电源的频率，这样可增大涡流，A正确，C错误。 故选A。 【变式1】（25-26高二上·河北·期末）电磁感应在生产生活中有广泛的应用，如工业生产中使用的高频感应炉、金属探测器等。如图所示是电磁炉的原理图，下列关于电磁炉说法正确的是（　　） A．电磁炉可加热玻璃器皿 B．电磁炉的锅体需选用铁、不锈钢等导磁金属材质 C．电磁炉是通过线圈电流的热效应直接加热锅体的 D．电磁炉工作时，线圈中的恒定电流能产生涡流实现加热 【答案】B 【详解】A．玻璃是绝缘体，无法产生涡流，故A错误； B．铁、不锈钢等导磁金属能在交变磁场中产生涡流，利用涡流的热效应实现加热，是电磁炉锅体的合适材质，故B正确； C．电磁炉是利用电磁感应产生的涡流热效应加热，并非线圈电流的热效应，二者原理不同，故C错误； D．恒定电流产生的是恒定磁场，无法使锅体中产生感应电动势和涡流，只有变化的电流才可以，故D错误。故选B。 【变式2】（25-26高二下·全国·课堂例题）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是通高频交流电的线圈，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中通有交流电时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化而焊接起来。 （1）试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么关系。 （2）试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件其他部分并不是很热。 【详解】（1）线圈A中交变电流的频率越高，B中磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流I越大，所以电流的热功率也越大，焊接越快。 （2）B中各处电流大小相等，但在接口a处因是点接触，此种接触电阻很大，电流的热功率也很大，而其他部分电阻很小，电流的热功率也很小，所以接口处已被熔化，而其他部分并不是很热。 三．电磁阻尼和电磁驱动 电磁阻尼 电磁驱动 不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的 效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力 能量转化 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 共同点 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 应用： ①电磁阻尼：磁电式仪表、阻尼摆。 ②电磁驱动：交流感应电动机。 【例题1】（2023·黑龙江齐齐哈尔·三模）发电机是把机械能转化为电能的装置，其他动力作为机械驱动，对如图甲、乙所示的两类发电机，下列说法正确的是（　　） A．有一种发电机并不满足法拉第电磁感应定律 B．图甲是旋转电枢式发电机，图乙是旋转磁极式发电机 C．图甲所示的发电机可输出几千伏到几万伏的高压 D．发电机在实际运行过程中将机械能转化为电能的效率可达 【答案】B 【详解】A．各种各样的发电机都是磁生电的装置，都满足法拉第电磁感应定律，A错误； B．电枢转动、磁极不动的发电机叫做旋转电枢式发电机，这种发电机的原理如图甲所示，如果磁极转动、电枢不动，线圈内磁通量发生改变，电枢同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机，原理如图乙所示，B正确； C．图甲是旋转电枢式发电机，旋转电枢式发电机输出不超过的电压，C错误； D．发电机在实际运行过程中存在各种能量损耗，主要包括铁芯涡流能量损耗、导线焦耳热损效率不可能达，D错误。 故选B。 【变式1】（23-24高二下·广东珠海·期末）如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　　） A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系 B．从上往下看，该“简易电动机”顺时针旋转 C．其工作原理是导线切割磁感线产生感应电流从而使导线框受到安培力而转动 D．电池消耗的电能全部转化为线框的动能 【答案】B 【详解】A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是并联关系。故A错误； B．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动。故B正确； C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用。故C错误； D．电池消耗的电能一部分用于线框发热产生的内能，一部分提供线框的动能。故D错误。 故选B。 【变式2】（24-25高二下·浙江·期中）如图甲所示一个塑料瓶和两个易拉罐套在三根竖直金属细杆上，能绕细杆自由转动（不计摩擦）。将强磁铁固定在塑料瓶周围，顺时针方向转动塑料瓶，俯视观察两易拉罐的运动情况，下列描述正确的是（　　） A．均沿顺时针方向转动，转速均大于塑料瓶转速 B．均沿逆时针方向转动，转速均小于塑料瓶转速 C．左罐、右罐转动方向相反，转速均小于塑料瓶转速 D．如图乙所示将左、右两罐罐壁沿竖直方向开槽，罐体将无法转动 【答案】B 【详解】ABC．当顺时针方向转动塑料瓶时， 由于强磁铁固定在塑料瓶周围，会使易拉罐内产生涡流（因为易拉罐可看成金属导体，在磁场变化时会产生感应电流 ）。根据楞次定律，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，所以易拉罐会跟随塑料瓶沿逆时针方向转动；又因为易拉罐产生涡流的过程中有能量损耗，所以其转速均小于塑料瓶转速，故AC错误，B正确 ； D．如图乙所示将左、右两罐罐壁沿竖直方向开槽，可看出是多个电阻并联，易拉罐依然产生涡流，所以罐体将依然转动，故D错误。 故选B。 【例题2】（25-26高二下·全国·课堂例题）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动．如图甲，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震动，无扰动时，按下列图“乙”或“丙”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其左右震动的衰减最有效的方案是__________（选填“乙”或“丙”）,此现象属于__________(选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）。 【答案】丙，电磁阻尼 【详解】[1][2]当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，进而阻碍板的运动，而图乙只能在薄片在磁场的上下和右方边缘时，才有磁通量变化，微小振动没有磁通量变化，因此只有图丙穿过板的磁通量变化，故此现象属于电磁阻尼。 【变式1】（多选）（25-26高二下·全国·月考）为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，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a到b D．若磁场反向，则装置仍然能起到缓冲作用 【答案】BD 【详解】AB．缓冲过程中，线圈bc段切割磁感线，根据右手定则，感应电流方向为c到b，故同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势，由左手定则可知，线圈bc段受到向左的安培力作用，故A错误，B正确； CD．感应电流方向为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；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，故C错误，D正确。 故选BD。 【变式2】（25-26高二上·吉林长春·期末）磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（　　） A．磁力刹车属于电磁驱动现象 B．磁力刹车的过程中电能转化为动能 C．磁力刹车过程需要给车通入合适的电流 D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大 【答案】D 【详解】A．磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，不属于电磁驱动现象，故A错误； BC．磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，故BC错误； D．过山车的速度越大，铜片穿过磁铁时产生涡流越大，在磁场中受到安培力越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，故D正确。故选D。 【例题3】（24-25高二下·四川绵阳·期中）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实心铝盘。让磁铁在竖直面内从左边静止释放，虚线为释放位置的对称位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．磁铁由于电磁阻尼无法摆到虚线位置 B．磁铁由于电磁驱动会持续摆动 C．铝盘中的涡流总是排斥磁铁，对磁铁的作用力总是阻力 D．最终铝盘中涡流产生的焦耳热大于磁铁损失的重力势能 【答案】A 【详解】AB．由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，所以磁铁无法摆到虚线位置，且最终会停止，故A正确，B错误； C．由楞次定律可知，磁铁靠近铝线圈时受到斥力作用，远离铝线圈时受到引力作用，故C错误； D．根据能量守恒定律可知，最终铝盘中涡流产生的焦耳热等于磁铁损失的重力势能，故D错误；故选A。 【变式1】（2026·浙江·二模）上海慧眼（图甲）是中国自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，是中国一项创新技术。其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。阻尼器的原理可用图乙表示：摆锤的底部附着永磁体，一起在导体板的上方摆动，导体板内产生涡流。下列说法正确的是（    ） A．导体板中产生的电流大小不变 B．阻尼器将机械能转化为内能 C．将整块的导体板分割成多块，阻尼效果更好 D．利用这一装置所揭示的原理可制成电动机 【答案】B 【详解】A．摆锤摆动的快慢不断变化，导致穿过导体板的磁感应强度变化率不断变化，导体板中产生的电流大小也不断变化，故A错误； B．导体板中产生的感应电流的磁场总是阻碍摆锤的摆动，故摆锤的机械能减少，导体板中由于产生感应电流而发热，故阻尼器将机械能转化为内能，故B正确； C．将整块的导体板分割成多块，则导体板的电阻增大，感应电流减小，阻尼效果减弱，故C错误； D．该装置的原理是电磁阻尼，而电动机的原理是通电导体在磁场中受安培力，故利用这一装置所揭示的原理不能制成电动机，故D错误。故选B。 【变式2】（25-26高三上·北京石景山·期末）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止，振动过程中磁铁与桌面不相碰。则（　　） A．有线圈时，磁铁经过更长的时间才会停止运动 B．有线圈时，系统损失的机械能等于线圈产生的热量 C．磁铁靠近线圈时，线圈有收缩趋势 D．磁铁离线圈最近时，线圈中的感应电流最大 【答案】C 【详解】A．有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故A错误； B．有线圈时，系统损失的机械能等于线圈产生的热量和与空气作用产生的热量之和，故B错误； C．根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有收缩趋势，故C正确； D．磁铁离线圈最近时，穿过线圈的磁通量的变化率为零，线圈中的感应电流为零，故D错误。 故选C。 【例题4】（25-26高二上·上海金山·期末）有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把U形磁铁放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，则铜盘（　　） A．不受影响，和原先一样转动 B．很快停下来 C．比原先需要更长时间停下来 D．比原先更快地转动 【答案】B 【详解】当铜盘转动时，切割磁感线，产生感应电动势，由于电路闭合，则出现感应电流，处于磁场中受到安培力作用，此力阻碍铜盘转动，使铜盘很快停下来。故选B。 【变式1】（多选）（24-25高二下·海南省直辖县级单位·期中）如图所示，让一铝制圆盘靠近U形磁铁的两级，但不接触，且磁铁的中心轴线与圆盘的中心在同一竖直线上．现让磁铁按照图示的方向转动，则下列说法正确的是 （    ） A．磁铁不能吸引铝，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 B．圆盘跟随磁铁转动的原因是内部产生的涡流引起的 C．磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动 D．磁铁转动时，圆盘内磁通量并未发生了变化，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 【答案】BC 【详解】ABD．在磁铁转动过程中，穿过整个圆盘的磁通量不发生变化，以圆盘盘面的其中一条直径为界，两侧穿过圆盘的磁感线的方向不同，当磁铁转动时，穿过圆盘两侧局部的磁通量发生变化，从而在圆盘上的不同位置产生涡流，由楞次定律可知，涡流会阻碍磁铁与圆盘间的相对运动，因此圆盘会跟随磁铁一起转动，故B正确；AD错误； C．磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动，故C正确；故选BC。 【变式2】（25-26高二上·浙江嘉兴·期末）如图甲乙，电阻不可忽略的两个相同铜盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点在竖直面内转动。用导线将导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，除电磁阻尼外忽略一切阻力。在甲图、之间的部分区域内存在水平向右的匀强磁场。在乙图圆盘所在区域内充满水平向右的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为，且磁场区域固定，两圆盘以相同角速度开始旋转，则（    ） A．若断开开关S1和S2，甲图中的圆盘会减速转动并最终静止 B．若断开开关S1和S2，乙图中的圆盘会减速转动并最终静止 C．若闭合开关S1和S2，甲图中的圆盘保持匀速转动 D．若闭合开关S1和S2，乙图中的圆盘保持匀速转动 【答案】A 【详解】A．若断开开关S1和S2，甲图中的圆盘产生涡流，圆盘受安培力会减速转动并最终静止，故A正确； B．若断开开关S1和S2，乙图中的圆盘不会产生感应电流，不会减速转动，故B错误； C．若闭合开关S1和S2，甲图中的圆盘有涡流，电路有感应电流，可知会减速转动并最终静止，故C错误； D．若闭合开关S1和S2，乙图中O点与圆盘边缘有电势差，电路产生感应电流，可知乙图中的圆盘会减速转动并最终静止，故D错误。故选A。 【例题5】（25-26高二上·河北邢台·期末）如图所示，磁体从竖直放置的铝管管口静止释放，下落过程中磁体不与管壁接触且无翻转，不计空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．磁体在铝管中做自由落体运动 B．铝管对磁体的作用力大于磁体对铝管的作用力 C．若将铝管换成形状完全相同的塑料管，则磁体穿出塑料管所用的时间更长 D．若将铝管侧面开一竖直裂缝，则磁体穿出铝管的时间变短 【答案】D 【详解】AB．磁体在铝管中运动时，铝管中会产生感应电流，磁体对铝管有向下的安培力，铝管对磁体有向上的安培力，这两个力为相互作用力，故AB错误； C．若将铝管换成形状完全相同的塑料管，则磁体在塑料管中下落时塑料管中不会产生感应电流，磁体做自由落体运动，磁体穿出塑料管所用的时间更短，故C错误； D．若将铝管侧面开一竖直裂缝，磁体在铝管中下落时也会产生涡电流，但由于有裂缝产生的涡电流很小，则磁体穿出铝管所用的时间比完整的铝管短，故D正确。 故选D。 【变式1】（多选）（25-26高二上·浙江台州·期末）桌面上竖直固定三根长度、直径均相同的长管，图甲为空心铝管，图乙为开有竖直裂纹的空心铝管，图丙为内部紧密排列强磁铁的塑料管，现有两个直径略小于长管内径的强磁铁和一个内径略大于长管外径的小铝环，分别从三根长管的上端等高处由静止释放，强磁铁厚度和小铝环高度相同且远小于管的长度。不计摩擦与空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．图甲中，强磁铁减小的重力势能大于其增加的动能 B．图乙中，强磁铁在管内下落时，铝管不会产生感应电流 C．图丙中，小铝环下落过程中，塑料管对桌面的压力一直变小 D．图丙中的小铝环通过长管的时间比甲、乙中的两个强磁铁都短 【答案】AD 【详解】A．图甲中，强磁铁下落过程中，在空心铝管中产生涡流，消耗机械能，则强磁铁减小的重力势能大于其增加的动能，A正确； B．图乙中，强磁铁在管内下落时，虽然管开有竖直裂纹，但铝管也会产生涡流，B错误； C．图丙中，因内部有紧密排列的强磁铁，则小铝环下落过程中，铝环磁通量几乎不变，感应电流很小且不变，则塑料管对桌面的压力一直不变，Ｃ错误； D．图甲中，强磁铁下落时会产生感应电流，受电磁阻力，因此下落时间最长。 乙管强磁铁在管内下落时，因管开有竖直裂纹，则管中产生涡流较小，感应电流产生的磁场对阻碍磁铁的阻碍作用较小，因此下落时间比甲短。 丙管是内部紧密排列的强磁铁，管道外两端磁场变化小，小铝环中产生的感应电流更弱，电磁阻尼力更小，下落时间略大于自由落体时间，时间最短，D正确。 故选AD。 【变式2】（多选）（2025·西藏拉萨·一模）如图，某科技小组利用电磁感应的原理设计了一款电梯坠落缓冲装置。如图，在电梯轿厢上安装永久强磁铁，井壁固定水平方向的闭合线圈A、B，当电梯坠至图示位置时，下列说法正确的是（    ） A．俯视看，线圈A中产生逆时针方向的感应电流 B．磁铁对线圈A产生的安培力方向向上 C．若拆掉线圈B，缓冲效果会更好 D．若增加线圈A、B的匝数，缓冲效果会更好 【答案】AD 【详解】A．由楞次定律，此时穿过线圈A的磁通量向上且减小，则线圈A产生由俯视来看的逆时针方向的感应电流，A正确； B．线圈A对磁铁有竖直向上的力，则磁铁对线圈A有竖直向下的安培力，B错误； CD．由楞次定律可知，两个线圈对磁铁的缓冲作用正向叠加，若拆掉线圈B，缓冲效果会变差，增加线圈A、B的匝数，线圈中的感应电流变大，缓冲效果会更好，C错误，D正确。故选AD。 1．（多选）（24-25高二下·天津滨海新·期末）电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极励磁线圈和环形真空室组成，当电磁铁励磁线圈通以变化的电流时，会在柱形电磁铁的两极间产生磁场，在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道，如图所示图中上部分为主视图、下部分为俯视图。当磁场发生变化时，产生的感应电场就会不断加速电子，电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．电场力充当电子做圆周运动的向心力 B．使电子加速的是电场力 C．励磁电流必须从端流入、从端流出，且减小 D．励磁电流必须从端流入、从端流出，且增大 【答案】BD 【详解】AB．电场力沿圆周运动的切线方向，作用的使电子加速，而不是充当圆周运动的向心力，故A错误，B正确； CD．电子逆时针方向圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则励磁电流产生的磁场方向向上，则励磁电流必须从端流入、从端流出，因感生电场使逆时针圆周运动的电子加速，则感生电场沿顺时针方向，故励磁电流必须增大，故C错误，D正确。 故选BD。 2．（多选）（23-24高二下·天津滨海新·期末）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加速电子的设备。如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图）。若电子被“约束”在半径为的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（　　） A．若电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 B．若电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 C．若电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D．被加速时电子做圆周运动的周期不变 【答案】AC 【详解】A．保持电流的方向不变，当电流增大时，将产生顺时针方向的感生电场，电子带负电，将受到逆时针方向的电场力，若电子沿逆时针运动，电子将加速，故A正确； BC．保持电流的方向不变，当电流减小时，将产生逆时针方向的感生电场，电子将受到顺时针方向的电场力，若电子沿逆时针运动，电子将减速，若电子沿顺时针运动，电子将加速，故B错误，C正确； D．根据可知，被加速时电子做圆周运动的周期变小，故D错误。故选AC。 3．（24-25高二上·湖北·期末）动圈式扬声器的结构如图所示， 锥形纸盆与线圈连接， 线圈安放在永久磁体磁极间的空隙中，能够左右移动。下列说法正确的是（ 　） A．音频电流通进线圈，电场力使线圈左右运动， 纸盆振动发声 B．音频电流通进线圈，安培力使线圈左右运动， 纸盆振动发声 C．断开开关， 对着纸盆说话， 线圈随纸盆振动切割磁感线，产生感应电流 D．断开开关， 对着纸盆说话， 线圈随纸盆振动，穿过线圈的磁通量不发生变化 【答案】B 【详解】AB．音频电流通进线圈时，通电线圈就会在磁场中受到安培力的作用，力的方向跟电流的方向有关，所以当电流方向改变时，线圈的受力方向就变得相反，则线圈将向右运动；由于线圈中的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音；故A错误，B正确； CD．断开开关，对着纸盆说话， 线圈随纸盆振动切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生变化产生感应电动势，但因线圈未闭合，则不能产生感应电流，故CD错误。 故选B。 4．（多选）（25-26高二上·北京海淀·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．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 C．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 D．若圆盘可以绕中心轴自由转动，则转动小磁针，圆盘也会跟着转动 【答案】AD 【详解】A．圆盘在磁针的磁场中旋转时，磁针的磁场会使圆盘的不同区域切割磁感线，圆盘内会产生涡流。 根据楞次定律可知，涡流产生的磁场会阻碍圆盘与磁针之间的相对运动，从而使磁针转动，故A正确； B．对于整个圆盘，穿入圆盘的磁通量与穿出圆盘的磁通量相互抵消，总磁通量始终为零，不会因为圆盘的转动而发生变化，故B错误； C．圆盘本身呈现电中性，圆盘转动不会产生电流，导致磁针转动的是涡流，而非自由电子随圆盘转动形成的电流，故C错误； D．力的作用是相互的，当转动小磁针时，其变化的磁场会在圆盘中感应出涡流，涡流产生的磁场会与小磁针相互作用，从而使圆盘跟着转动，故D正确。 故选AD。 5．（24-25高二下·安徽池州·期中）如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相同，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速相同 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面感应电流的方向为 D．磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 【答案】A 【详解】AB．磁铁转动的过程中通过铝框截面的磁通量发生变化，因此在铝框内产生感应电流，根据楞次定律可知铝框受到安培力作用，导致铝框转动，阻碍磁通量的变化，铝框与磁铁转动方向相同，但不能阻止故快慢不相同，铝框的转速一定比磁铁的转速小，故A正确，B错误； C．磁铁从图乙位置开始转动时，导致通过铝框截面的磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流方向为a→b→c→d→a，故C错误； D．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，所以铝笼会受到反方向安培力作用逐渐减速直到停止运动，故D错误。 故选 A。 6．（2025·江苏徐州·二模）台风“贝碧嘉”登陆上海，中国自主研发的千吨阻尼器——“上海慧眼”（如图所示）摆动明显，保障了上海中心大厦的安全。“上海慧眼”采用了电涡流阻尼技术，永磁体形成的磁场与质量块一起摆动时，与其下方固定的导体板产生相对运动，从而在导体板中产生电涡流。关于该阻尼器，下列说法正确的是（　　） A．阻尼器的电涡流阻尼技术原理是电流的磁效应 B．振动稳定时，阻尼器的振动频率小于大厦的振动频率 C．阻尼器将机械能最终转化为内能 D．若将阻尼器下方的导体板换成木地板，对使用效果没有影响 【答案】C 【详解】B．阻尼器受迫振动，稳定时阻尼器的振动频率与大厦的振动频率相等，故B错误； ACD．根据电磁感应原理可知，永磁体通过导体板上方时会在导体板中产生电涡流，阻碍永磁体相对导体板的运动，将机械能最终转化为内能，若将阻尼器下方的导体板换成绝缘的木地板，将不会产生电涡流，影响使用效果，故AD错误，C正确。 故选C。 7．（25-26高三下·北京·开学考试）桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经t1时间停下；若仅将圆盘厚度改变为2d，重复以上实验，圆盘经t2时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经t3时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A．t2与t1几乎相等 B．t2明显小于t1 C．t3明显小于t1 D．t3与t1几乎相等 【答案】A 【详解】AB．根据，若仅将圆盘厚度改变为2d，则电阻减小，相同条件下，圆盘产生的电流变大，圆盘受到的安培力变大，但是圆盘质量也变大，阻碍作用不好判断，考虑两个一模一样的圆盘，从同一高度单独释放到停下所用时间相同，那么两个圆盘并排贴在一起（相当于厚度加倍），从同一高度单独释 放到停下所用时间应该不变，即t2与t1几乎相等，故A正确，B错误； CD．结合以上分析，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，电阻变大，相同条件下，圆盘产生的电流变小，圆盘受到的安培力变小，同时圆盘质量变大，阻碍作用变小，则圆盘停下来所用时间变长，即明显大于t1，故CD错误。故选A。 8．（25-26高二上·江苏徐州·期末）甲、乙、丙原为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧壁分别开有图示的横槽和竖槽，丙管未开槽，将一个磁性小球分别由甲、乙、丙上端管口处静止释放，对小球穿过三个铝管的时间进行比较，结果为（　　） A．甲最短 B．乙最短 C．丙最短 D．三者相同 【答案】B 【详解】铝管穿过强磁铁过程中，磁通量发生变化，产生感应电流，而感应电流在磁场中受安培力阻碍铝管的运动，也可以根据楞次定律来拒去留的特点可知丙管受到的阻力最大，时间最长； 而甲管是水平开槽，乙管是竖直开槽，由于感应电流是水平环形电流，所以开槽部分相当于断路，即竖直方向开槽以外的部分才有感应电流，这样乙管有效宽度最窄，感应电流最小，阻力最小，下落最快，故乙管下落时间最短。故选B。 9．（25-26高二上·甘肃·期末）如图所示，有一个铜盘，轻轻拨动它，它就能长时间地绕转轴顺时针（从上往下看）自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，铜盘就能在较短的时间内停止。下列说法正确的是（　　） A．铜盘在磁场中转动时受到磁场的安培力会阻碍铜盘的转动 B．仅将铜盘顺时针转动改为逆时针转动，铜盘将能加速转动 C．仅将磁铁的两极对调，铜盘将能加速转动 D．仅将铜盘更换为塑料盘，塑料盘也能在较短的时间内停止 【答案】A 【详解】A．铜盘在磁场中转动时受到磁场的安培力会阻碍铜盘的转动，从而使铜盘在较短的时间内停止，故A正确； BC．仅将铜盘顺时针转动改为逆时针转动或仅将磁铁的两极对调，铜盘都将在较短的时间内停止，故BC错误； D．仅将铜盘更换为塑料盘，塑料盘在磁场中转动时不受磁场的作用力，不会在短时间内停止，故D错误。 故选A。 10．（25-26高二上·河南·月考）如图所示，足够长铝管竖直放置在水平桌面上，把一小磁体从铝管上端管口放入，小磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。小磁体在铝管内下落的过程中（　　） A．小磁体做自由落体动 B．小磁体的加速度可能大于重力加速度 C．小磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D．铝管对桌面的压力小于铝管的重力 【答案】C 【详解】AB．磁体在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在下落过程中，受到方向向上的安培力，从而磁体的加速度小于重力加速度，所以磁体的运动不是自由落体运动，开始时重力大于安培力，合力向下，加速度向下，随着速度增加，向上的安培力变大，当重力等于安培力时合力为零，此时加速度为零，小磁体匀速下落，故A、B错误； C．磁体在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化为动能外，还要产生内能，故机械能不守恒，则磁体动能的增加量小于重力势能的减少量，故C正确； D．根据电磁阻尼原理可知，小磁体下落过程中受到的磁场力向上，由牛顿第三定律可知，铝管在磁体下落过程中受到向下的磁场力，所以铝管对桌面的压力大于铝管的重力，D错误。 故选C。 11．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期末）如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，小磁铁将做阻尼振动，其位移x随时间t变化的图像如图乙所示，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．B时刻线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流 B．A时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 C．小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D．磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能守恒 【答案】A 【详解】A．B时刻小磁铁在平衡位置上方向下运动，且靠近平衡位置，穿过线圈的磁感应强度方向向上，磁通量向上的增大，由楞次定律可知线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流，故A正确； B．A时刻，小磁铁在平衡位置上方向下运动，且靠近平衡位置，穿过线圈的磁感应强度方向向上，磁通量向上的增大，由楞次定律可知受到线圈施加的向上的阻力，线圈中所受安培力向下，故A时刻线圈对桌面的压力大于线圈的重力，故B错误； C．小磁铁做阻尼振动，A时刻和B时刻小磁铁相对平衡位置相同，小磁铁在A时刻的动能大于B时刻的动能，故C错误； D．磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能在减小，故D错误。故选A。 12．（多选）（25-26高二上·广东揭阳·月考）如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。以下说法不正确的是（　　） A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势低 B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D．若圆盘初始转动方向相反则转速会增大 【答案】ACD 【详解】A．把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”，由右手定则知，靠近圆心处电势高，故A错误； B．所加磁场越强，感应电流越强，安培力越大，对圆盘转动的阻碍越大，故B正确； C．如果磁场反向，由楞次定律可知，安培力仍阻碍圆盘转动，故C错误； D．若圆盘初始转动方向相反，圆盘中感应电流的方向相反，仍然会阻碍圆盘转动，使得圆盘减速运动，故D错误。要求选择不正确选项，故选ACD。 13．（25-26高二下·湖北孝感·月考）课本中有关电磁感应的四幅图，以下说法正确的是（　　） A．甲图中，真空冶炼炉利用炉体外线圈产生大量热量，从而冶炼金属 B．乙图中，蹄形磁体在顺时针方向转动时，铝框也会顺时针方向转动 C．丙图中，金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属 D．丁图中，磁电式仪表通过把线圈绕在铝框骨架上，工作时铝框起到电磁驱动的作用 【答案】B 【详解】A．甲图是真空冶炼炉，它利用涡流效应：高频交流电通过线圈，在金属内部产生涡流，从而使金属自身发热熔化。热量是金属内部涡流产生的，不是线圈本身发热，故A错误； B．乙图中，蹄形磁体顺时针转动时，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果会阻碍磁通量变化，所以铝框会随磁体同向转动（但转速慢于磁体），故B正确； C．丙图是金属探测器，它的工作原理是：线圈通交变电流，产生变化的磁场，当靠近金属时，金属中会产生涡流，反过来影响线圈的电流，从而被检测到。若使用恒定电流，磁场不变，无法产生涡流，故C错误； D．丁图是磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，铝框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，故D错误。故选B。 14．（25-26高二上·陕西渭南·期末）下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动 B．图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C．图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管所用时间相等 D．图丁中，线圈通入高频交流电时，金属内部形成涡流产生大量热量使其熔化 【答案】D 【详解】A．当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时，根据电磁驱动原理可知，铝框会同方向转动，故A错误； B．振动的条形磁铁在金属线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用，使条形磁铁快速停下来，利用了电磁阻尼规律，故B错误； C．穿过塑料管的小磁体，只受重力作用，做的是自由落体运动。穿过铝管的小磁体，由于磁体在铝管中运动的过程中，铝管产生感应电流，则小磁体受到重力和向上的电磁阻力作用，小磁体在铝管中运动的加速度小于重力加速度，所以小磁体在塑料管中的运动时间小于在铝管中的运动时间，故C错误； D．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，由于电磁感应会在金属内部产生很大的涡流使金属产生大量热量使炉内金属熔化，从而冶炼金属，故D正确。故选D。 15．（多选）（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试）关于下列图片的解释正确的是（　　） A．真空冶炼炉利用热传导的热量使金属熔化 B．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来减少涡流 C．使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 D．用来探测金属壳地雷的探雷器是利用涡流工作的 【答案】BD 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属熔化，故A错误； B．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故B正确； C．电磁炉是高频电流在金属锅底产生涡流从而产生大量的热量加热食物，则使用电磁炉加热食物时，不能用陶瓷锅，故C错误； D．用来探测金属壳地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故D正确。 故选BD。 16．（多选）（25-26高二上·河北雄安·期末）关于教材中的四张图，下列说法中正确的是（　　） A．甲图，真空炉内待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身熔化 B．乙图，转动蹄形磁体，会观察到放在下方的铝框反向转动 C．丙图，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，铝管内不会产生感应电动势 D．丁图，磁铁向右平移，桌面上静止的金属圆环有向右运动的趋势 【答案】AD 【详解】A．甲图，真空炉内通入高频电流后，则待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身熔化，A正确； B．乙图，转动蹄形磁体，根据电磁驱动可知，会观察到放在下方的铝框同向转动，B错误； C．丙图，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，磁通量发生变化，铝管内也会产生感应电动势，C错误； D．丁图，根据“来拒去留”，则磁铁向右平移，桌面上静止的金属圆环有向右运动的趋势，D正确。 故选AD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　涡流、电磁阻尼和电磁驱动 目录 学习目标 1 知识点过关 1 方法技巧点拨 3 一．电磁感应现象中的感生电场 3 二．涡流 6 三．电磁阻尼和电磁驱动 7 综合巩固 14 1．了解涡流的产生及涡流现象的应用和防止。 2．通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。 3．了解电磁阻尼和电磁驱动及应用。 一．电磁感应现象中的感生电场 1．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感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。 二、涡流 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中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。 2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快（越大），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。 3．产生涡流的两种情况 （1）块状金属放在变化的磁场中。 （2）块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 4．产生涡流时的能量转化 （1）金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终转化为内能。 （2）金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，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。 三、电磁阻尼和电磁驱动 1．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 2．磁场相对于导体转动，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，这种作用常常称为电磁驱动。 （1）如图甲，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时电流的方向和所受安培力的方向。安培力对线圈的运动有什么影响？ 由右手定则可知线圈内感应电流的方向为逆时针方向，由左手定则可知线圈受到竖直向上的安培力，所以安培力对线圈的运动有阻碍作用。 （2）如图乙，磁电式仪表的线圈绕在铝框上，指针也固定在铝框上。假定仪表工作时指针向右转动，由于铝框转动时其中有感应电流，铝框要受到安培力。安培力对铝框的转动产生什么影响？ 当仪表工作时，指针向右转动，由右手定则可知，右侧产生的电流向里，右侧铝框将受到向上的安培力，左侧产生的电流向外，左侧铝框受到向下的安培力，铝框受到的安培力与运动方向相反，安培力对铝框起到了阻碍作用。 （3）如图丙，转动蹄形磁体，铝框也跟着转动，为什么会这样？ 转动蹄形磁体时，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，铝框将受到安培力作用，从而转动起来。 一．电磁感应现象中的感生电场 ①静止的自由电荷受到感生电场的电场力而定向运动。 ②麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种特殊的感生电场，即如果空间存在闭合导体，穿过导体的磁通量增加，根据楞次定律可知，导体中将产生顺时针方向的感应电流。 ③图甲闭合电路中产生感应电流是因为有感应电动势，是由于感生电场的电场力为非静电力。 ④如图乙所示，当整块铁块处在变化的磁场中时，在铁块中产生旋涡状的电流。 【例题1】（多选）（24-25高二下·山东济宁·期中）在一家大型医院的放疗中心，电子感应加速器被用于癌症的放射治疗。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。在这个放疗设备中，上面为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；下面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．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 B．通入电磁体线圈的电流在增强 C．真空室中产生的感生电场沿顺时针方向 D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 【变式1】（24-25高二下·江苏·期末）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备，主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图（a）所示（图中上部分为侧视图、下部分为俯视图）。当电磁铁线圈通入交变电流时，真空室中就会产生变化的磁场，而变化的磁场会产生感应电场，感应电场能够使电子做加速运动。若t=0时刻，电子枪放出一初速度可忽略的电子，电磁铁线圈通入如图（b）所示的交变电流，以图（a）中线圈标示方向为电流正方向，则下列说法中正确的是（　　） A．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 B．在0~时间内，俯视图中真空室内的磁场方向为垂直纸面向外 C．在0~时间内，从俯视图的视角判断电子沿顺时针方向做加速圆周运动 D．在0~时间内，若电子未被引出轨道，则电子一直做加速圆周运动 【变式2】（24-25高二下·江苏连云港·期中）如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（　　） A．0 B． C． D． 【例题2】（25-26高二上·浙江宁波·期末）电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，如图甲所示为电子感应加速器的侧视图，如图乙所示为真空室俯视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通有变化的电流，产生的感生电场使电子加速。现将电子约束在半径为的轨道上进行加速，导线中电流的大小随时间的变化图像如图丙所示，电磁铁线圈的电流在电子所在轨道平面产生的磁感应强度大小，已知电子质量为，电荷量大小为，电子加速过程中忽略电子的初速度，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A．电磁铁线圈的电流方向如图甲所示，感生电场的方向为逆时针（俯视） B．电子在时间内做圆周运动的周期不断增大 C．若电磁铁线圈的电流方向与图示方向相反，要加速电子，电流应逐渐减小 D．电子加速一周，动能增加量为 【变式】（多选）（25-26高二上·北京海淀·期末）回旋加速器与电子感应加速器都可以加速带电粒子，分别示意如图甲、乙，其中电子感应加速器的原理可以简化为如图丙所示，半径为r的圆形区域内有竖直向下（图中垂直于纸面向里）的匀强磁场，图中实线圆是半径为R的光滑绝缘轨道，R>r，一个质量m、带电量为q的小球穿在轨道上，当磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系为B=B0+kt（k为常量）时，下列说法正确的是（　　） A．两种加速器中粒子运动的周期都不变 B．两种加速器中粒子运动的半径都不变 C．丙图中，如果其他条件不变，仅换成R更大的圆环轨道，小球从静止开始运动一周，小球增加的动能相同 D．丙图中，如果其他条件不变，仅换成半短轴为R的椭圆环轨道，小球从静止开始运动一周，小球增加的动能相同 二．涡流 1．涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流。 2．产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流。 3．涡流现象产生的热效应取决于产生电流的强弱及电阻的大小，而电流的强弱又取决于感应电动势的大小，感应电动势的大小又受线圈交变电流变化快慢的影响，即受交变电流频率的影响。 4．应用与防止： （1）应用：①涡流的热效应真空冶炼炉。 ②涡流的磁效应：电磁炉、探雷器、安检门等。 （2）防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。 【例题1】（25-26高二上·江西·月考）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．将金属杯换为陶瓷杯 C．降低交流电源的频率 D．交流电源换为直流电源 【变式1】（25-26高二上·河北·期末）电磁感应在生产生活中有广泛的应用，如工业生产中使用的高频感应炉、金属探测器等。如图所示是电磁炉的原理图，下列关于电磁炉说法正确的是（　　） A．电磁炉可加热玻璃器皿 B．电磁炉的锅体需选用铁、不锈钢等导磁金属材质 C．电磁炉是通过线圈电流的热效应直接加热锅体的 D．电磁炉工作时，线圈中的恒定电流能产生涡流实现加热 【变式2】（25-26高二下·全国·课堂例题）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是通高频交流电的线圈，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中通有交流电时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化而焊接起来。 （1）试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么关系。 （2）试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件其他部分并不是很热。 三．电磁阻尼和电磁驱动 电磁阻尼 电磁驱动 不 同 点 成因 由导体在磁场中运动形成的 由磁场运动而形成的 效果 安培力方向与导体运动方向相反，为阻力 安培力方向与导体运动方向相同，为动力 能量转化 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 共同点 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 应用： ①电磁阻尼：磁电式仪表、阻尼摆。 ②电磁驱动：交流感应电动机。 【例题1】（2023·黑龙江齐齐哈尔·三模）发电机是把机械能转化为电能的装置，其他动力作为机械驱动，对如图甲、乙所示的两类发电机，下列说法正确的是（　　） A．有一种发电机并不满足法拉第电磁感应定律 B．图甲是旋转电枢式发电机，图乙是旋转磁极式发电机 C．图甲所示的发电机可输出几千伏到几万伏的高压 D．发电机在实际运行过程中将机械能转化为电能的效率可达 【变式1】（23-24高二下·广东珠海·期末）如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　　） A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系 B．从上往下看，该“简易电动机”顺时针旋转 C．其工作原理是导线切割磁感线产生感应电流从而使导线框受到安培力而转动 D．电池消耗的电能全部转化为线框的动能 【变式2】（24-25高二下·浙江·期中）如图甲所示一个塑料瓶和两个易拉罐套在三根竖直金属细杆上，能绕细杆自由转动（不计摩擦）。将强磁铁固定在塑料瓶周围，顺时针方向转动塑料瓶，俯视观察两易拉罐的运动情况，下列描述正确的是（　　） A．均沿顺时针方向转动，转速均大于塑料瓶转速 B．均沿逆时针方向转动，转速均小于塑料瓶转速 C．左罐、右罐转动方向相反，转速均小于塑料瓶转速 D．如图乙所示将左、右两罐罐壁沿竖直方向开槽，罐体将无法转动 【例题2】（25-26高二下·全国·课堂例题）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动．如图甲，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震动，无扰动时，按下列图“乙”或“丙”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其左右震动的衰减最有效的方案是__________（选填“乙”或“丙”）,此现象属于__________(选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）。 【变式1】（多选）（25-26高二下·全国·月考）为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，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a到b D．若磁场反向，则装置仍然能起到缓冲作用 【变式2】（25-26高二上·吉林长春·期末）磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（　　） A．磁力刹车属于电磁驱动现象 B．磁力刹车的过程中电能转化为动能 C．磁力刹车过程需要给车通入合适的电流 D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大 【例题3】（24-25高二下·四川绵阳·期中）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实心铝盘。让磁铁在竖直面内从左边静止释放，虚线为释放位置的对称位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．磁铁由于电磁阻尼无法摆到虚线位置 B．磁铁由于电磁驱动会持续摆动 C．铝盘中的涡流总是排斥磁铁，对磁铁的作用力总是阻力 D．最终铝盘中涡流产生的焦耳热大于磁铁损失的重力势能 【变式1】（2026·浙江·二模）上海慧眼（图甲）是中国自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，是中国一项创新技术。其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。阻尼器的原理可用图乙表示：摆锤的底部附着永磁体，一起在导体板的上方摆动，导体板内产生涡流。下列说法正确的是（    ） A．导体板中产生的电流大小不变 B．阻尼器将机械能转化为内能 C．将整块的导体板分割成多块，阻尼效果更好 D．利用这一装置所揭示的原理可制成电动机 【变式2】（25-26高三上·北京石景山·期末）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止，振动过程中磁铁与桌面不相碰。则（　　） A．有线圈时，磁铁经过更长的时间才会停止运动 B．有线圈时，系统损失的机械能等于线圈产生的热量 C．磁铁靠近线圈时，线圈有收缩趋势 D．磁铁离线圈最近时，线圈中的感应电流最大 【例题4】（25-26高二上·上海金山·期末）有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把U形磁铁放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，则铜盘（　　） A．不受影响，和原先一样转动 B．很快停下来 C．比原先需要更长时间停下来 D．比原先更快地转动 【变式1】（多选）（24-25高二下·海南省直辖县级单位·期中）如图所示，让一铝制圆盘靠近U形磁铁的两级，但不接触，且磁铁的中心轴线与圆盘的中心在同一竖直线上．现让磁铁按照图示的方向转动，则下列说法正确的是 （    ） A．磁铁不能吸引铝，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 B．圆盘跟随磁铁转动的原因是内部产生的涡流引起的 C．磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动 D．磁铁转动时，圆盘内磁通量并未发生了变化，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 【变式2】（25-26高二上·浙江嘉兴·期末）如图甲乙，电阻不可忽略的两个相同铜盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点在竖直面内转动。用导线将导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，除电磁阻尼外忽略一切阻力。在甲图、之间的部分区域内存在水平向右的匀强磁场。在乙图圆盘所在区域内充满水平向右的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为，且磁场区域固定，两圆盘以相同角速度开始旋转，则（    ） A．若断开开关S1和S2，甲图中的圆盘会减速转动并最终静止 B．若断开开关S1和S2，乙图中的圆盘会减速转动并最终静止 C．若闭合开关S1和S2，甲图中的圆盘保持匀速转动 D．若闭合开关S1和S2，乙图中的圆盘保持匀速转动 【例题5】（25-26高二上·河北邢台·期末）如图所示，磁体从竖直放置的铝管管口静止释放，下落过程中磁体不与管壁接触且无翻转，不计空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．磁体在铝管中做自由落体运动 B．铝管对磁体的作用力大于磁体对铝管的作用力 C．若将铝管换成形状完全相同的塑料管，则磁体穿出塑料管所用的时间更长 D．若将铝管侧面开一竖直裂缝，则磁体穿出铝管的时间变短 【变式1】（多选）（25-26高二上·浙江台州·期末）桌面上竖直固定三根长度、直径均相同的长管，图甲为空心铝管，图乙为开有竖直裂纹的空心铝管，图丙为内部紧密排列强磁铁的塑料管，现有两个直径略小于长管内径的强磁铁和一个内径略大于长管外径的小铝环，分别从三根长管的上端等高处由静止释放，强磁铁厚度和小铝环高度相同且远小于管的长度。不计摩擦与空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．图甲中，强磁铁减小的重力势能大于其增加的动能 B．图乙中，强磁铁在管内下落时，铝管不会产生感应电流 C．图丙中，小铝环下落过程中，塑料管对桌面的压力一直变小 D．图丙中的小铝环通过长管的时间比甲、乙中的两个强磁铁都短 【变式2】（多选）（2025·西藏拉萨·一模）如图，某科技小组利用电磁感应的原理设计了一款电梯坠落缓冲装置。如图，在电梯轿厢上安装永久强磁铁，井壁固定水平方向的闭合线圈A、B，当电梯坠至图示位置时，下列说法正确的是（    ） A．俯视看，线圈A中产生逆时针方向的感应电流 B．磁铁对线圈A产生的安培力方向向上 C．若拆掉线圈B，缓冲效果会更好 D．若增加线圈A、B的匝数，缓冲效果会更好 1．（多选）（24-25高二下·天津滨海新·期末）电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极励磁线圈和环形真空室组成，当电磁铁励磁线圈通以变化的电流时，会在柱形电磁铁的两极间产生磁场，在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道，如图所示图中上部分为主视图、下部分为俯视图。当磁场发生变化时，产生的感应电场就会不断加速电子，电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．电场力充当电子做圆周运动的向心力 B．使电子加速的是电场力 C．励磁电流必须从端流入、从端流出，且减小 D．励磁电流必须从端流入、从端流出，且增大 2．（多选）（23-24高二下·天津滨海新·期末）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加速电子的设备。如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图）。若电子被“约束”在半径为的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（　　） A．若电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 B．若电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 C．若电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D．被加速时电子做圆周运动的周期不变 3．（24-25高二上·湖北·期末）动圈式扬声器的结构如图所示， 锥形纸盆与线圈连接， 线圈安放在永久磁体磁极间的空隙中，能够左右移动。下列说法正确的是（ 　） A．音频电流通进线圈，电场力使线圈左右运动， 纸盆振动发声 B．音频电流通进线圈，安培力使线圈左右运动， 纸盆振动发声 C．断开开关， 对着纸盆说话， 线圈随纸盆振动切割磁感线，产生感应电流 D．断开开关， 对着纸盆说话， 线圈随纸盆振动，穿过线圈的磁通量不发生变化 4．（多选）（25-26高二上·北京海淀·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．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 C．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 D．若圆盘可以绕中心轴自由转动，则转动小磁针，圆盘也会跟着转动 5．（24-25高二下·安徽池州·期中）如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相同，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速相同 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面感应电流的方向为 D．磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 6．（2025·江苏徐州·二模）台风“贝碧嘉”登陆上海，中国自主研发的千吨阻尼器——“上海慧眼”（如图所示）摆动明显，保障了上海中心大厦的安全。“上海慧眼”采用了电涡流阻尼技术，永磁体形成的磁场与质量块一起摆动时，与其下方固定的导体板产生相对运动，从而在导体板中产生电涡流。关于该阻尼器，下列说法正确的是（　　） A．阻尼器的电涡流阻尼技术原理是电流的磁效应 B．振动稳定时，阻尼器的振动频率小于大厦的振动频率 C．阻尼器将机械能最终转化为内能 D．若将阻尼器下方的导体板换成木地板，对使用效果没有影响 7．（25-26高三下·北京·开学考试）桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经t1时间停下；若仅将圆盘厚度改变为2d，重复以上实验，圆盘经t2时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经t3时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A．t2与t1几乎相等 B．t2明显小于t1 C．t3明显小于t1 D．t3与t1几乎相等 8．（25-26高二上·江苏徐州·期末）甲、乙、丙原为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧壁分别开有图示的横槽和竖槽，丙管未开槽，将一个磁性小球分别由甲、乙、丙上端管口处静止释放，对小球穿过三个铝管的时间进行比较，结果为（　　） A．甲最短 B．乙最短 C．丙最短 D．三者相同 9．（25-26高二上·甘肃·期末）如图所示，有一个铜盘，轻轻拨动它，它就能长时间地绕转轴顺时针（从上往下看）自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，铜盘就能在较短的时间内停止。下列说法正确的是（　　） A．铜盘在磁场中转动时受到磁场的安培力会阻碍铜盘的转动 B．仅将铜盘顺时针转动改为逆时针转动，铜盘将能加速转动 C．仅将磁铁的两极对调，铜盘将能加速转动 D．仅将铜盘更换为塑料盘，塑料盘也能在较短的时间内停止 10．（25-26高二上·河南·月考）如图所示，足够长铝管竖直放置在水平桌面上，把一小磁体从铝管上端管口放入，小磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。小磁体在铝管内下落的过程中（　　） A．小磁体做自由落体动 B．小磁体的加速度可能大于重力加速度 C．小磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D．铝管对桌面的压力小于铝管的重力 11．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期末）如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，小磁铁将做阻尼振动，其位移x随时间t变化的图像如图乙所示，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．B时刻线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流 B．A时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 C．小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D．磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能守恒 12．（多选）（25-26高二上·广东揭阳·月考）如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。以下说法不正确的是（　　） A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势低 B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D．若圆盘初始转动方向相反则转速会增大 13．（25-26高二下·湖北孝感·月考）课本中有关电磁感应的四幅图，以下说法正确的是（　　） A．甲图中，真空冶炼炉利用炉体外线圈产生大量热量，从而冶炼金属 B．乙图中，蹄形磁体在顺时针方向转动时，铝框也会顺时针方向转动 C．丙图中，金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属 D．丁图中，磁电式仪表通过把线圈绕在铝框骨架上，工作时铝框起到电磁驱动的作用 14．（25-26高二上·陕西渭南·期末）下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动 B．图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C．图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管所用时间相等 D．图丁中，线圈通入高频交流电时，金属内部形成涡流产生大量热量使其熔化 15．（多选）（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试）关于下列图片的解释正确的是（　　） A．真空冶炼炉利用热传导的热量使金属熔化 B．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来减少涡流 C．使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 D．用来探测金属壳地雷的探雷器是利用涡流工作的 16．（多选）（25-26高二上·河北雄安·期末）关于教材中的四张图，下列说法中正确的是（　　） A．甲图，真空炉内待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身熔化 B．乙图，转动蹄形磁体，会观察到放在下方的铝框反向转动 C．丙图，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，铝管内不会产生感应电动势 D．丁图，磁铁向右平移，桌面上静止的金属圆环有向右运动的趋势 / 学科网（北京）股份有限公司 $