2-3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)(人教2019選擇性必修第二冊(cè)-)(解析版)

第二章電磁感應(yīng)第3節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念了解感生電場(chǎng)的概念，了解電子感應(yīng)加速器的工作原理.科學(xué)思維理解渦流的產(chǎn)生原理，了解渦流在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用.科學(xué)探究理解電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理，了解其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)等知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)【情境導(dǎo)入】如圖所示，B增強(qiáng)時(shí)，就會(huì)在空間激發(fā)一個(gè)感生電場(chǎng)E.如果E處空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在感生電場(chǎng)的作用下做定向移動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流．(1)感生電場(chǎng)的方向與感應(yīng)電流的方向有什么關(guān)系？如何判斷感生電場(chǎng)的方向？(2)上述情況下，哪種作用扮演了非靜電力的角色？答案(1)感應(yīng)電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同．感生電場(chǎng)的方向與正電荷受力的方向相同，因此，感生電場(chǎng)的方向與感應(yīng)電流的方向相同，感生電場(chǎng)的方向可以用楞次定律來判定．(2)感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用．【知識(shí)梳理】1．感生電場(chǎng)麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)叫作感生電場(chǎng)．2．感生電動(dòng)勢(shì)由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì)．3．電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備，當(dāng)電磁鐵線圈中電流的大小、方向發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速．【重難詮釋】1．變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生感生電場(chǎng)，與閉合電路是否存在無關(guān)．如果在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，自由電荷在感生電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng)．2．感生電場(chǎng)可用電場(chǎng)線形象描述．感生電場(chǎng)是一種渦旋電場(chǎng)，電場(chǎng)線是閉合的，而靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合．3．感生電場(chǎng)的方向根據(jù)楞次定律用右手螺旋定則判斷，感生電動(dòng)勢(shì)的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計(jì)算．【典例精析】例1．如圖所示，在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于圓環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比例增加的變化磁場(chǎng)，若運(yùn)動(dòng)過程中小球的帶電荷量不變，那么()A．磁場(chǎng)力對(duì)小球一直做正功B．小球受到的磁場(chǎng)力不斷增大C．小球先沿逆時(shí)針方向做減速運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間后，沿順時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)D．小球仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】因?yàn)椴ＡA環(huán)所在處有均勻變化的磁場(chǎng)，在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)帶正電的小球做功，由楞次定律可判斷感生電場(chǎng)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，在電場(chǎng)力作用下，小球先沿逆時(shí)針方向做減速運(yùn)動(dòng)，后沿順時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；磁場(chǎng)力方向始終與小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向垂直，所以磁場(chǎng)力對(duì)小球不做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球的速率先減小到零后增大，開始時(shí)B＝0，F(xiàn)＝0，小球速率為零時(shí)，F(xiàn)＝0，可知小球受到的磁場(chǎng)力不是不斷增大的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．【規(guī)律方法】閉合回路(假定其存在)的感應(yīng)電流方向就表示感生電場(chǎng)的方向．判斷思路如下：eq\x(假設(shè)存在垂直磁場(chǎng)方向的閉合回路)→eq\x(回路中的磁通量變化)eq\o(→,\s\up7(楞次定律),\s\do5(安培定則))eq\x(回路中感應(yīng)電流的方向)→eq\x(感生電場(chǎng)的方向)知識(shí)點(diǎn)二渦流【情境導(dǎo)入】如圖所示，線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？答案有．變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng)，使導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形狀像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡(jiǎn)稱渦流．【知識(shí)梳理】1．渦流：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，用圖表示這樣的感應(yīng)電流，就像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡(jiǎn)稱渦流．2．金屬塊中的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量，利用渦流產(chǎn)生的熱量可以冶煉金屬．【重難詮釋】1．產(chǎn)生渦流的兩種情況(1)塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中．(2)塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．2．產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(zhuǎn)化(1)金屬塊在變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(2)金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由于克服安培力做功，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．3．渦流的應(yīng)用與防止(1)應(yīng)用：真空冶煉爐、探雷器、安檢門等．(2)防止：為了減小電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯上的渦流，常用電阻率較大的硅鋼做材料，而且用相互絕緣的硅鋼片疊成鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯．【典例精析】例2．(多選)下列哪些措施是為了防止渦流的危害()A．電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B．探雷器的線圈中要通變化著的電流C．變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成D．變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層【答案】CD【解析】電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理，在金屬鍋上產(chǎn)生渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物，屬于渦流的應(yīng)用，故A錯(cuò)誤；探雷器的線圈中有變化的電流，如果地下埋著金屬物品，金屬中會(huì)感應(yīng)出渦流，使儀器報(bào)警，這屬于渦流的應(yīng)用，故B錯(cuò)誤；變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成，是為了減小變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流，屬于渦流的防止，故C正確；變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層，是為了減小變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流，屬于渦流的防止，故D正確．知識(shí)點(diǎn)三電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)【情境導(dǎo)入】彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁體．將磁體托起到某一高度后放開，磁體能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來．如果在磁體下端放一個(gè)固定的閉合線圈，使磁體上下振動(dòng)時(shí)穿過它(如圖所示)，磁體就會(huì)很快停下來，解釋這個(gè)現(xiàn)象．答案當(dāng)磁體穿過固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁體靠近或離開線圈，也就使磁體振動(dòng)時(shí)除了受空氣阻力外，還要受到線圈的磁場(chǎng)阻力，克服阻力需要做的功較多，機(jī)械能損失較快，因而會(huì)很快停下來．【知識(shí)梳理】電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼．電磁驅(qū)動(dòng)若磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來，這種作用常常稱為電磁驅(qū)動(dòng)．【重難詮釋】電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)形成的由磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而形成的效果安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，為阻力安培力方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，為動(dòng)力能量轉(zhuǎn)化克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能共同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體受到的安培力都是阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)【典例精析】例3．如圖所示，蹄形磁體和矩形線圈均可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)．從上向下看，當(dāng)蹄形磁體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)()A．線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁體相同B．線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁體小C．線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁體大D．線圈靜止不動(dòng)【答案】B【解析】當(dāng)蹄形磁體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生安培力，故線圈一定會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，由楞次定律可知，線圈將與磁體同向轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)速一定小于磁體的轉(zhuǎn)速，如兩者的轉(zhuǎn)速相同，磁感線與線圈處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，線圈不切割磁感線，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．【規(guī)律方法】電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)都是楞次定律“阻礙”的體現(xiàn)．阻礙磁通量的變化，阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．如圖所示，下列生產(chǎn)生活現(xiàn)象中，不屬于渦流的是（）A．甲圖用電磁爐烹制菜肴B．乙圖變壓器工作時(shí)，繞制線圈的鐵芯中會(huì)發(fā)熱C．丙圖過安檢時(shí)用金屬探測(cè)器探測(cè)人身是否攜帶金屬物品D．丁圖工人穿上金屬絲織成的衣服進(jìn)行高壓帶電作業(yè)【答案】D【解析】A．電磁爐是利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流，將電能最終轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，故A正確；B．變壓器的鐵芯中會(huì)發(fā)熱是因?yàn)殍F芯中產(chǎn)生了渦流，通常鐵芯用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊合而成，主要是為了防止在鐵芯中產(chǎn)生過大渦流，故B正確；C．金屬探測(cè)儀探測(cè)到金屬物品時(shí)物品上會(huì)產(chǎn)生渦流而使報(bào)警器發(fā)出警告，故C正確；D．工人穿上金屬絲織成的衣服可以高壓帶電作業(yè)是利用靜電屏蔽原理，故D錯(cuò)誤。由于本題選擇錯(cuò)誤的，故選D。2．如圖是電磁爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)及鍋的示意圖，下列說法正確的是（）A．通電線圈接通交變電流，頻率越小，加熱越快B．通電線圈接通交變電流，頻率越大，加熱越快C．通電線圈接通恒定電流，電流越大，加熱越快D．將不銹鋼鍋換成陶瓷鍋，電流越大，加熱越快【答案】B【解析】D．電磁爐是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，陶瓷鍋體中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能加熱，D錯(cuò)誤；C．電磁爐是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，通電線圈接通恒定電流，不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，不能在鍋體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能加熱，C錯(cuò)誤；AB．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，交變電流的頻率越大，磁場(chǎng)變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，根據(jù)歐姆定律，鍋體中的感應(yīng)電流越大，加熱越快，A錯(cuò)誤，B正確。故選B。3．四川三星堆新發(fā)現(xiàn)6個(gè)祭祀坑。挖掘之前考古人員用圖示金屬探測(cè)器在地面上進(jìn)行探測(cè)定位，探測(cè)器中的發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在地下的被測(cè)金屬物中感應(yīng)出電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)又影響線圈中的電流，使探測(cè)器發(fā)出警報(bào)。則（）A．發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是恒定磁場(chǎng)B．被測(cè)金屬物中產(chǎn)生的電流是恒定電流C．探測(cè)的最大深度與發(fā)射線圈中的電流強(qiáng)弱無關(guān)D．探測(cè)器與被測(cè)金屬物相對(duì)靜止時(shí)也能發(fā)出警報(bào)【答案】D【解析】A．探測(cè)器中的發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在地下的被測(cè)金屬物中感應(yīng)出電流，所以發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的磁場(chǎng)。A錯(cuò)誤；B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)又影響線圈中的電流，說明感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的，在線圈中又產(chǎn)生了感應(yīng)電流，從而發(fā)出警報(bào)。B錯(cuò)誤；C．探測(cè)的最大深度與發(fā)射線圈中的電流強(qiáng)弱有關(guān)。發(fā)射線圈中的電流越強(qiáng)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)也越強(qiáng)，其探測(cè)的深度越就越深。C錯(cuò)誤；D．因?yàn)樘綔y(cè)器產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的，所以探測(cè)器與被測(cè)金屬物相對(duì)靜止時(shí)也能發(fā)出警報(bào)。D正確。故選D。4．水平放置的玻璃板上方有一用細(xì)線懸掛的可自由旋轉(zhuǎn)的小磁針，下方有一水平放置的銅圓盤。圓盤的軸線與小磁針懸線在同一直線上，初始時(shí)小磁針與圓盤均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)圓盤繞軸逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A．小磁針不動(dòng)B．小磁針逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．小磁針順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．由于圓盤中沒有磁通量的變化，圓盤中沒有感應(yīng)電流【答案】B【解析】銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成電磁驅(qū)動(dòng)。故選B。5．如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO‘轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)從上往下看磁鐵做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后，則【】A．線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B．線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁鐵小C．線圈將逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁鐵大D．線圈仍將靜止【答案】B【解析】當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵時(shí)，導(dǎo)致線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力，導(dǎo)致線圈轉(zhuǎn)動(dòng)從上往下看用力使磁鐵作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則導(dǎo)致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向始終是adcba，AD錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量增加，則導(dǎo)致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但快慢不一，線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小，B正確C錯(cuò)誤．6．如圖所示，條形磁鐵用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，一金屬圓環(huán)放置在O點(diǎn)正下方的水平絕緣桌面上?，F(xiàn)將磁鐵拉至左側(cè)某一高度后由靜止釋放，磁鐵在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，在其第一次擺至右側(cè)最高點(diǎn)的過程中，圓環(huán)始終靜止。則下列說法正確的是（）A．磁鐵始終受到圓環(huán)的斥力作用B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向保持不變C．磁鐵從左到右經(jīng)過豎直線兩側(cè)位置時(shí)，桌面對(duì)圓環(huán)的摩擦力方向相反D．磁鐵在O點(diǎn)兩側(cè)最高點(diǎn)的重力勢(shì)能不相等【答案】D【解析】A．由楞次定律推論可知，磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)受到斥力作用，遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)受到引力作用，A錯(cuò)誤；B．磁鐵由釋放到第一次運(yùn)動(dòng)到右側(cè)最高點(diǎn)的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，由于穿過圓環(huán)的磁場(chǎng)方向不變，而磁通量的變化趨勢(shì)發(fā)生了改變，因此感應(yīng)電流的方向發(fā)生變化，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)楞次定律，磁鐵從左到右經(jīng)過豎直線兩側(cè)位置時(shí)，圓環(huán)都有向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，故桌面對(duì)圓環(huán)的摩擦力方向均向左，C錯(cuò)誤；D．由楞次定律推論可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵與圓環(huán)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流對(duì)磁鐵的作用力總是阻力，因此磁鐵在右側(cè)的最高點(diǎn)比釋放點(diǎn)低，則磁鐵在兩側(cè)最高點(diǎn)的重力勢(shì)能不相等，D正確。故選D。7．動(dòng)圈式的話筒和動(dòng)圈式揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)如圖所示，揚(yáng)聲器中的錐形紙盆和話筒中的彈性膜片均與金屬線圈粘連在一起，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，則（）A．該揚(yáng)聲器可以當(dāng)話筒使用B．揚(yáng)聲器根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C．話筒是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的D．話筒是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)的傳感器【答案】A【解析】A．根據(jù)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)圖可知，當(dāng)人對(duì)著揚(yáng)聲器的錐形紙盆說話時(shí)，聲音使紙盆振動(dòng)，與紙盆相連的線圈也會(huì)隨著振動(dòng)，從而使得穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，這時(shí)線圈中就會(huì)產(chǎn)生隨著聲音變化的感應(yīng)電流，所以該揚(yáng)聲器也能當(dāng)話筒使用，故A正確；B．根據(jù)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)圖可知，線圈安放在磁鐵磁極間的空隙中能夠自由運(yùn)動(dòng)，按音頻變化的電流通過線圈，線圈將受到安培力的作用而運(yùn)動(dòng)。由于錐形紙盆與線圈連接，隨線圈振動(dòng)而發(fā)聲，所以動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的原理是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)動(dòng)圈式話筒的結(jié)構(gòu)圖可知，動(dòng)圈式話筒的膜片與線圈固定在一起，線圈套在磁鐵上。當(dāng)我們對(duì)著話筒講話時(shí)，膜片帶動(dòng)線圈一起振動(dòng)，從而使得穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，于是線圈中產(chǎn)生了隨聲音變化的電流，所以話筒是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，故C錯(cuò)誤；D．話筒作為信號(hào)接收端，通過收集聲音信號(hào)，通過敏感元件，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器，故D錯(cuò)誤。故選A。8．如圖所示，將一個(gè)鋁框放在蹄形磁鐵的兩個(gè)磁極間，鋁框可以繞豎直軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)．轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵，會(huì)發(fā)現(xiàn)靜止的鋁框也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．下列說法正確的是A．鋁框與磁極轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反B．鋁框始終與磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的一樣快C．鋁框是因?yàn)榇盆F吸引鋁質(zhì)材料而轉(zhuǎn)動(dòng)的D．鋁框是因?yàn)槭艿桨才嗔ΧD(zhuǎn)動(dòng)的【答案】D【解析】AB、根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量增加，則導(dǎo)致鋁框與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但快慢不一，故AB錯(cuò)誤；CD、轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵時(shí)，導(dǎo)致鋁框的磁通量增加，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力，導(dǎo)致鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)，所以鋁框是因?yàn)槭艿桨才嗔ΧD(zhuǎn)動(dòng)的，故C錯(cuò)誤，D正確；故選D．二、多選題9．下列四個(gè)圖都與渦流有關(guān)，其中說法正確的是（）A．圖1中電磁爐工作時(shí)在它的面板上產(chǎn)生渦流加熱食物B．圖2金屬探測(cè)器是利用被測(cè)金屬中產(chǎn)生渦流來進(jìn)行探測(cè)的C．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成是為了減小渦流D．真空冶煉爐所接交流電源的頻率越高，相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多【答案】BCD【解析】A．電磁爐工作時(shí)，在鍋體中產(chǎn)生渦流從而加熱食物，故A錯(cuò)誤；B．金屬探測(cè)器中變化的電流遇到金屬物體，在被測(cè)金屬中產(chǎn)生渦流來進(jìn)行探測(cè)，故B正確；C．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成可以減小渦流，故C正確；D．真空冶煉爐所接交流電源的頻率越高，產(chǎn)生的渦流越大，則相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，故D正確。故選BCD。10．如圖甲所示是工業(yè)上探測(cè)物件表面層內(nèi)部是否存在缺陷的渦流探傷技術(shù)的原理圖。其原理是用通電線圈使物件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測(cè)線圈測(cè)定渦電流的改變，從而獲得物件內(nèi)部是否斷裂及位置的信息。如圖乙所示是一個(gè)由帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源連接起來的跳環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，將一個(gè)套環(huán)置于線圈L上且使鐵芯穿過其中，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)將立刻跳起。對(duì)以上兩個(gè)實(shí)例的理解正確的是（

）A．渦流探傷技術(shù)運(yùn)用了電流的熱效應(yīng)，跳環(huán)實(shí)驗(yàn)演示了自感現(xiàn)象B．能被探測(cè)的物件和實(shí)驗(yàn)所用的套環(huán)必須是導(dǎo)電材料C．金屬探傷時(shí)接的是交流電，跳環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置中接的是直流電D．以上兩個(gè)實(shí)例中的線圈所連接的電源也可以都是恒壓直流電源【答案】BC【解析】A．渦流探傷技術(shù)的原理是用通電線圈使物件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測(cè)線圈測(cè)定渦電流的改變；跳環(huán)實(shí)驗(yàn)中線圈接在直流電源上，閉合開關(guān)的瞬間，穿過套環(huán)的磁通量改變，套環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，會(huì)跳起，屬于演示楞次定律，A錯(cuò)誤；B．無論是渦流探傷技術(shù)，還是演示楞次定律，都需要產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流的產(chǎn)生需在導(dǎo)電材料內(nèi)，B正確；CD．金屬探傷時(shí)，是探測(cè)器中通過交變電流，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬處于該磁場(chǎng)中時(shí)，該金屬中會(huì)感應(yīng)出渦流；演示楞次定律的實(shí)驗(yàn)中，線圈接在直流電源上，C正確、D錯(cuò)誤。故選BC。11．下圖是用渦電流金屬探測(cè)器探測(cè)地下金屬物的示意圖。關(guān)于該探測(cè)器，下列說法中正確的是（

）A．探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)B．探測(cè)器只能探測(cè)到有磁性的金屬物C．探測(cè)器能探測(cè)到地下的金屬物是因?yàn)樘筋^中產(chǎn)生了渦電流D．探測(cè)器能探測(cè)到地下的金屬物是因?yàn)榻饘傥镏挟a(chǎn)生了渦電流【答案】AD【解析】用渦電流金屬探測(cè)器探測(cè)地下金屬物時(shí)，探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而使金屬物中產(chǎn)生渦流，而渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)再被探測(cè)器探測(cè)到，而被探測(cè)物只要是金屬即可，不一定具有磁性，故AD正確，BC錯(cuò)誤。故選AD。12．如圖所示，磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是（）A．使線圈偏轉(zhuǎn)角度更大 B．使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來C．起電磁阻尼的作用 D．起電磁驅(qū)動(dòng)的作用【答案】BC【解析】線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來，這樣做是起電磁阻尼的作用。故選BC。13．如圖是電子感應(yīng)加速器的示意圖，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，電子從電子槍右端以一定的初速度逸出，沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)則下列說法中正確的是（）A．若電磁鐵線圈的電流大小變化時(shí)，真空室中會(huì)激發(fā)感生電場(chǎng)B．若電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，增大電流電子會(huì)被加速C．若電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，減小電流電子會(huì)被加速D．若電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向相反時(shí)，減小電流電子會(huì)被減速【答案】AB【解析】A．電磁鐵線圈的電流大小變化時(shí)，其磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，其周圍會(huì)有感生電場(chǎng)產(chǎn)生，則A正確；BC．真空室中的磁場(chǎng)方向豎直向上，若線圈中的電流增強(qiáng)，磁場(chǎng)也增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，感生電場(chǎng)為順時(shí)針方向，電子沿逆時(shí)針方向加速運(yùn)動(dòng)，故B正確；C錯(cuò)誤；D．電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向相反時(shí)，真空室中的磁場(chǎng)方向豎直向下，若線圈中的電流減小，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，則根據(jù)楞次定律，感生電場(chǎng)為順時(shí)針方向，即電子會(huì)被加速，則D錯(cuò)誤；故選AB。14．健身車的磁控阻力原理如圖所示，在銅質(zhì)飛輪的外側(cè)有一些磁鐵（與飛輪不接觸），人在健身時(shí)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵會(huì)對(duì)飛輪產(chǎn)生阻礙，拉動(dòng)控制拉桿可以改變磁鐵與飛輪間的距離．則（）A．飛輪受到阻力大小與其材料密度有關(guān)B．飛輪受到阻力大小與其材料電阻率無關(guān)C．飛輪轉(zhuǎn)速一定時(shí)，磁鐵越靠近飛輪，其受到的阻力越大D．磁鐵與飛輪間距離不變時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)速越大，其受到阻力越大【答案】CD【解析】AB.飛輪在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生電源電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的飛輪產(chǎn)生阻力，以阻礙飛輪與磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對(duì)它的安培力，而安培力大小與其材料的電阻率有關(guān)，與其密度無關(guān)，故AB錯(cuò)誤；C.磁鐵越靠近飛輪，飛輪處于的磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，所以在飛輪轉(zhuǎn)速一定時(shí)，磁鐵越靠近飛輪，飛輪上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流越大；飛輪受到的阻力越大，故C正確；D.磁鐵和飛輪間的距離一定時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，飛輪轉(zhuǎn)速越大，則飛輪上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流越大，那么飛輪受到的阻力越大，故D正確；故選CD．三、解答題15．磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具，如圖（a）所示。它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為如下模型，固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形金屬框，電阻為R的金屬框置于xOy平面內(nèi)，MN長(zhǎng)為l平行于y軸，NP寬為d平行于x軸，如圖（b）所示。軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按波長(zhǎng)為的正弦規(guī)律分布，如圖（c）所示。整個(gè)磁場(chǎng)以一定的速率沿Ox方向勻速平移