2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第二冊）2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅動（解析版）

2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅動

課程標準物理素養(yǎng)

1.了解感生電場的概念，了解電子感應物理觀念：渦流是一種特殊的電磁感應現(xiàn)象，在生產(chǎn)生活以及實

加速器的工作原理.驗教學等方面有許多應用。

2.理解渦流的產(chǎn)生原理，了解渦流在生科學思維：渦流及其成因、渦流的熱效應和機械效應等。

產(chǎn)和生活中的應用.科學探究：從能量的角度來分析電磁驅動現(xiàn)象和電磁阻尼現(xiàn)象。

3.理解電磁阻尼和電磁驅動的原理，了科學態(tài)度與責任：通過渦流的應用、電磁阻尼和電磁驅動的應用，

解其在生產(chǎn)和生活中的應用．體會物理知識與科學技術的關系。

（一）課前研讀課本，梳理基礎知識：

一、電磁感應現(xiàn)象中的感生電場

1．感生電場

麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)一種電場，這種電場叫作感生電場．

2．感生電動勢

由感生電場產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢．

3．電子感應加速器

電子感應加速器是利用感生電場使電子加速的設備，當電磁鐵線圈中電流的大小、方向發(fā)生變化時，產(chǎn)生

的感生電場使電子加速．

二、渦流

1．渦流：當線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導體中都會產(chǎn)生感應電流，用圖表示這樣的感應

電流，就像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流．

2．金屬塊中的渦流會產(chǎn)生熱量，利用渦流產(chǎn)生的熱量可以冶煉金屬．

三、電磁阻尼

當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現(xiàn)象稱

為電磁阻尼．

四、電磁驅動

若磁場相對于導體轉動，在導體中會產(chǎn)生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運

動起來，這種作用常常稱為電磁驅動．

【題型一】電磁感應現(xiàn)象中的感生電場

1．變化的磁場周圍產(chǎn)生感生電場，與閉合電路是否存在無關．如果在變化的磁場中放一個閉合電路，自由

電荷在感生電場的作用下發(fā)生定向移動．

2．感生電場可用電場線形象描述．感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的，而靜電場的電場線不閉合．

ΔΦ

3．感生電場的方向根據(jù)楞次定律用右手螺旋定則判斷，感生電動勢的大小由法拉第電磁感應定律E＝n

Δt

計算．

【典型例題1】英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示，一個半徑為r

的絕緣細圓環(huán)水平放置，環(huán)內存在豎直向上的勻強磁場，環(huán)上套一帶電荷量為+q的小球。已知磁感應強度

B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是

（）

1

A．0B．r2qC．2r2qkD．r2qk

2

【答案】D

【解析】根據(jù)法拉第電磁感應定律可知感生電場的電動勢

B

ESkr2

t

小球在環(huán)上運動一周感生電場對小球的作用力所做功的大小是

WEqr2qk

故選D。

【典型例題2】麥克斯韋從場的觀點出發(fā)，認為變化的磁場會激發(fā)感生電場。如圖甲所示，半徑為r的絕緣

光滑真空管道（內徑遠小于半徑r）固定在水平面上，管內有一質量為m、帶電量為q的小球，直徑略小

于管道內徑。真空管處在勻強磁場中，磁感應強度B隨時間變化如圖乙所示，規(guī)定豎直向上為正方向。t0

時刻無初速釋放小球。下列說法正確的是（）

A．俯視真空管道，感生電場的方向是逆時針

Br

B．感生電場對小球的作用力大小為0q

t0

Br2

C．小球繞環(huán)一周，感生電場做功為0q

t0

22

B0rq

D．t0時刻管道對小球的作用力大小

4m

【答案】C

【解析】A．根據(jù)楞次定律判斷，感生電場為順時針，故A項錯誤；

B．由法拉第電磁感應定律可得

E電動勢

t

由于

BS

面積公式為

Sr2

整理有

Br2

E

電動勢t

由題圖可知，有

BB

0

tt0

產(chǎn)生的感生電場強度為E，由于

E電動勢EdE2r

整理有

E

E電動勢

2r

感生電場對小球的作用力

Br

FEq0q

2t0

故B項錯誤；

C．小球繞一圈電場力做功

Br2

WF2r0q

t0

故C項正確；

D．小球在感生電場中的加速度

EqmaEt0時刻小球的速度

qrB

vat0

E02m

在水平方向上由

mv2

BqvF

0Nxr

解得

B2rq2

F0

Nx4m

所以管道對小球的作用力的大小為

442

qB0r

F(mg)2

N16m2

故D項錯誤。

故選C。

【對點訓練1】現(xiàn)代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器是利用感生電場使電子加速的設備，它

的基本原理如圖甲所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室。當電磁鐵線圈通入如

圖乙所示的正弦式交變電流時，真空室中產(chǎn)生磁場，電子在真空室中做圓周運動。以圖甲中所示電流方向

T3T

為正方向，俯視看在0~和~T兩個時間段內電子的運動，下列說法正確的是（）

44

A．電子都沿逆時針做加速圓周運動

T3T

B．0~內電子沿逆時針做加速圓周運動，~T內電子沿逆時針做減速圓周運動

44

T3T

C．0~內電子沿逆時針做減速圓周運動，~T內電子沿逆時針做加速圓周運動

44

T3T

D．0~內電子沿逆時針做加速圓周運動，~T內電子無法做圓周運動

44

【答案】D

T

【解析】通電螺線管內部的磁場與電流大小成正比，且變化的磁場產(chǎn)生電場，其中0~時間內，根據(jù)右手

4

螺旋定則可知，磁感應強度方向豎直向上，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生渦旋電場沿著順時針方向，由于電子

在真空室中做圓周運動時，洛倫茲力提供電子做圓周運動的向心力，則電子在該時間內沿逆時針做加速圓

3T

周運動；在~T時間內，根據(jù)右手螺旋定則可知，磁感應強度方向豎直向下，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生渦

4

旋電場沿著順時針方向，則電子在該時間內無法做圓周運動。

故選D。

【對點訓練2】如圖所示，水平放置的內壁光滑半徑為R的玻璃圓環(huán)，有一直徑略小于圓環(huán)口徑的帶正電q

的小球，在圓環(huán)內以速度v0沿順時針方向勻速轉動（俯視）。在t0時刻施加方向豎直向上的變化磁場，磁

感應強度Bktk0。設運動過程中小球帶電荷量不變，不計小球運動產(chǎn)生的磁場及相對論效應。加上磁

場后，下列說法正確的是（）

A．小球對玻璃圓環(huán)的壓力不斷增大

B．小球對玻璃圓環(huán)的壓力不斷減小

C．小球所受的磁場力一定不斷增大

D．小球每運動一周增加的動能為kqR

【答案】C

【解析】AB．由楞次定律判斷可得當磁場增強時，會產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場，電場力先對小球做正功

使其沿順時針方向做加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可得未加磁場時

v2

Fm0

NR

加磁場后，小球所受洛倫茲力方向指向圓心，圓環(huán)對小球的壓力與小球洛倫茲力的合力提供向心力，沒有

確定的數(shù)量關系去比較洛倫茲力與向心力的大小，所以小球與圓環(huán)之間的彈力變化情況不明。故AB錯誤；

C．根據(jù)

fqvB

可知小球所受的磁場力一定不斷增大。故C正確；

D．由動能定理可得

W電Ek

小球每運動一周，電場力做功為

B2

W電qU，UR

t

聯(lián)立，解得

2

EkkqR

故D錯誤。

故選C。

【題型二】渦流

1．產(chǎn)生渦流的兩種情況

(1)塊狀金屬放在變化的磁場中．

(2)塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動．

2．產(chǎn)生渦流時的能量轉化

(1)金屬塊在變化的磁場中，磁場能轉化為電能，最終轉化為內能．

(2)金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉化為電能，最終轉化

為內能．

3．渦流的應用與防止

(1)應用：真空冶煉爐、探雷器、安檢門等．

(2)防止：為了減小電動機、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．

【典型例題3】下列設備中工作原理與渦流無關的是（）

A．冶煉爐B．電磁爐

C．微波爐D．金屬探測器

【答案】C

【解析】冶煉爐、電磁爐和金屬探測器的工作原理均與渦流有關；微波爐是利用微波進行工作的，與渦流

無關。

故選C。

【典型例題4】如圖，安檢門是檢測人員有無攜帶金屬物品的探測裝置，它由發(fā)射器發(fā)射出正弦交流信號，

再由傳感器接收金屬物發(fā)出的信號，信號經(jīng)過放大處理，當信號量達到設定值時即以聲光形式產(chǎn)生報警。

當某人攜帶手機經(jīng)過安檢門時，下列說法正確的是（）

A．手機中出現(xiàn)的渦流方向不變

B．手機中出現(xiàn)的渦流受到的安培力方向不變

C．手機中出現(xiàn)渦流的頻率與發(fā)射器發(fā)出的交流電頻率不相同

D．發(fā)射器發(fā)射出交流信號頻率越高，渦流越大

【答案】D

【解析】AC．當某人攜帶手機經(jīng)過安檢門時，發(fā)射器發(fā)射出正弦交流信號，在金屬導電體中產(chǎn)生渦流電流，

根據(jù)楞次定律可得手機中出現(xiàn)渦流的方向周期性改變，頻率與發(fā)射器發(fā)出的正弦交流電頻率相同，A錯誤；

C錯誤；

B．頻率與發(fā)射器發(fā)出的正弦交流電頻率相同，渦流受到的安培力方向周期性變化，B錯誤；

D．發(fā)射器發(fā)出的正弦交流電頻率越高，手機中磁通量的變化越快，感應電動勢越大，渦流越大，D正確。

故選D。

【對點訓練3】金屬冶煉爐的示意圖如圖所示，爐內裝入被冶煉的金屬，線圈通入某種電流，這時被冶煉的

金屬就能熔化。這種冶煉方法速度快，溫度容易控制，并能避免有害雜質混入被冶煉金屬中，因此適于冶

煉特種金屬。關于該金屬冶煉爐，下列說法正確的是（）

A．利用線圈中電流的熱效應

B．當線圈中電流變化越快，冶煉爐熱功率越大

C．電流變化得越快，金屬熔化得越快

D．爐中金屬的電阻率越大，金屬熔化得越快

【答案】C

【解析】A．依據(jù)產(chǎn)生渦流的條件，線圈中應通入變化的電流，該電流產(chǎn)生變化的磁場，才會在金屬中產(chǎn)生

渦流從而使金屬熔化，故A錯誤；

BCD．根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，電流變化越快、金屬的電阻率越小，在金屬中產(chǎn)生的感應電流就越大，

冶煉爐熱功率越大，金屬熔化得就越快，故C正確，BD錯誤。

故選C。

【對點訓練4】管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接，焊機的原理如圖所示，圓管通過一

個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場使圓管中產(chǎn)生感應電流，電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的

材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為（）

A．庫侖B．密立根C．法拉第D．洛倫茲

【答案】C

【解析】焊接過程中所利用的電磁學規(guī)律是電磁感應現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)者為法拉第。

故選C。

【題型三】電磁阻尼和電磁驅動

電磁阻尼和電磁驅動的比較

電磁阻尼電磁驅動

成因由導體在磁場中運動形成的由磁場運動而形成的

安培力方向與導體運動方向相反，安培力方向與導體運動方向

不效果

為阻力相同，為動力

同

磁場能轉化為電能，通過安

點能量克服安培力做功，其他形式的能轉

培力做功，電能轉化為導體

轉化化為電能，最終轉化為內能

的機械能

兩者都是電磁感應現(xiàn)象，導體受到的安培力都是阻礙導體與磁場

共同點

間的相對運動

【典型例題5】如圖所示，導體小球A在光滑的絕緣水平圓形軌道上處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)在使小球正上方的條

形磁鐵在軌道正上方做勻速圓周運動，轉速為n。關于小球的運動，下列說法正確的是（）

A．磁鐵轉動過程中遠離小球時小球加速，靠近小球時小球減速

B．安培力對小球做的功大于小球動能的增加

C．安培力對小球做的功等于小球內部產(chǎn)生的焦耳熱和小球動能的增量

D．運動穩(wěn)定后，小球的轉速最后等于n

【答案】D

【解析】A．磁鐵轉動過程中無論遠離還是靠近小球，小球在安培力作用下都加速運動，故A錯誤；

BC．安培力對小球做的功等于小球動能的增加，故BC錯誤；

D．運動穩(wěn)定后，小球的轉速最后等于與磁鐵的轉速相同，安培力為零，故D正確。

故選D。

【典型例題6】物理學中有很多關于圓盤的實驗，第一個是法拉第圓盤，圓盤全部處于磁場區(qū)域，可繞中心

軸轉動，通過導線將圓盤圓心和邊緣與外面電阻相連。第二個是阿拉果圓盤，將一銅圓盤水平放置，圓盤

可繞中心軸自由轉動，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，以下說法正確的是（）

A．法拉第圓盤在轉動過程中，圓盤中磁通量不變，無感應電動勢，無感應電流

B．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤，小磁針會同向轉動，反之，轉動小磁針，圓盤則不動

C．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤，小磁針會同向轉動，但會滯后于圓盤

D．法拉第圓盤和阿拉果圓盤都是電磁驅動的表現(xiàn)

【答案】C

【解析】A．法拉第圓盤運動過程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應電動

勢，故A錯誤；

BC．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤或小磁針，都產(chǎn)生感應電流，因安培力的作用，另一個物體也會跟著轉

動，則轉動圓盤，小磁針會同向轉動，但會滯后于圓盤，故B錯誤，C正確；

D．如果磁場相對于導體運動，在導體中會產(chǎn)生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導

體運動起來，這種作用就是電磁驅動，顯然法拉第圓盤是機械能轉化為電能的過程，并不是電磁驅動，故D

錯誤。

故選C。

【對點訓練5】如圖甲所示，一輕質彈簧上端固定，下端懸掛一個體積很小的磁鐵，在小磁鐵正下方桌面上

放置一個閉合銅制線圈。將小磁鐵從初始靜止的位置向下拉到某一位置后放開，小磁鐵將做阻尼振動，位

移x隨時間t變化的示意圖如圖乙所示（初始靜止位置為原點，向上為正方向，經(jīng)t0時間，可認為振幅A衰

減到0）。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）

A．x＞0的那些時刻線圈對桌面的壓力小于線圈的重力

B．x=0的那些時刻線圈中沒有感應電流

C．更換電阻率更大的線圈，振幅A會更快地衰減到零

D．增加線圈的匝數(shù)，t0會減小，線圈產(chǎn)生的內能不變

【答案】D

【解析】A．根據(jù)“來拒去留”，則x＞0的那些時刻，當磁鐵遠離線圈向上運動時，磁鐵對線圈有向上的作用

力，此時線圈對桌面的壓力小于線圈的重力；當磁鐵靠近線圈向下運動時，磁鐵對線圈有向下的作用力，

此時線圈對桌面的壓力大于線圈的重力，選項A錯誤；

B．x=0的那些時刻磁鐵的速度最大，則穿過線圈的磁通量變化率最大，則線圈中有感應電流，選項B錯誤；

C．更換電阻率更大的線圈，線圈中產(chǎn)生的感應電流會變小，線圈中產(chǎn)生的感應電流的磁場變弱，對磁鐵的

“阻礙”作用變弱，則振幅A會更慢慢地衰減到零，選項C錯誤；

D．增加線圈的匝數(shù)，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢變大，感應電流變大，機械能很快就轉化為內能，則t0會減

小，由于開始時線圈的機械能不變，則線圈產(chǎn)生的內能不變，選項D正確。

故選D。

【對點訓練6】

如圖所示為電磁打點計時器的部分結構示意圖，它由底板、勵磁線圈、永磁體和帶有打點振針的振動片等

組成．當線圈中通以6～8V、50Hz的交變電流時，電流的磁場使振動片磁化，其右端就會在永磁體的磁場

中上下振動，從而使振針在拖動的紙帶上打出點跡．下列關于電磁打點計時器的說法中正確的是（）

A．當線圈中通有如圖所示方向的電流時，振動片右側受到向上的磁場力

B．接通電源后，振動片就立即以其固有頻率持續(xù)穩(wěn)定的振動

C．在允許的范圍內增大電源電壓時，會增大振針的打點頻率

D．斷開打點計時器電源的瞬間，振動片立即停止振動

【答案】A

【解析】A．當線圈中通有如圖所示方向的電流時，由安培定則可知，線圈左邊為N極、右邊為S極，即磁

化后振動片右側為S極，其受磁場力與永磁體在該處產(chǎn)生的磁場方向相反，即向上，故A正確；

B．接通電源后，需要經(jīng)過一小段時間調整，振動片才能以50Hz的頻率穩(wěn)定振動，故B錯誤；

C．增大電源電壓而不改變電源頻率時，只會增大振針的振動幅度，而不會改變振動片做受迫振動的頻率，

故C錯誤；

D．斷開電源后，振動片做阻尼振動，振幅會逐漸減小，直至停止，故D錯誤。

故選A。

【基礎強化】

1．現(xiàn)代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設備。它的基本原

理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運動。電

磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場使電子加速。上圖為側視圖，下圖為真空室的俯視

圖，如果從上向下看，電子沿逆時針方向運動。已知電子的電荷量為e，電子做圓周運動的軌道半徑為r，

B

因電流變化而產(chǎn)生的磁感應強度隨時間的變化率為k（k為一定值）。下列說法中正確的是（）

t

A．電子受到的感生電場力提供圓周運動的向心力

B．為使電子加速，感生電場的方向應該沿逆時針方向

C．為使電子加速，當電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，電流應該增大

D．電子在圓形軌道中加速一周的過程中，感生電場對電子所做的功為2keπr

【答案】C

【解析】A．電子受到的感生電場力使電子加速，故A錯誤；

B．為使電子加速，電子帶負電，應使感生電場方向與電子運動方向相反，由于電子沿逆時針方向運動，故

感生電場的方向應該沿順時針方向，故B錯誤；

C．為使電子加速，當電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，若電流增大，根據(jù)楞次定律，可知感生電

場的方向為順時針方向，電子將沿逆時針方向做加速運動，故C正確；

B

D．磁感應強度隨時間的變化率為k，則感生電動勢為

t

B

ESkr2

tt

感生電場對電子所做的功為

WeEekr2

故D錯誤。

故選C。

2．如圖所示，一長玻璃圓管內壁光滑、豎直放置。有一帶正電的小球（可視為質點），以速率v0沿逆時針

方向從管口上端貼著管壁水平射入管內，經(jīng)過一段時間后從底部離開圓管。若再次重復該過程，以相同速

率v0進入管內，同時在此空間加上方向豎直向上、磁感應強度B隨時間均勻增加的磁場。設運動過程中小

球所帶電量不變，空氣阻力不計。以下說法正確的是（）

A．加磁場后小球離開管口的速率與沒加磁場時的速率的大小關系不能確定

B．加磁場后小球離開管口的時間小于沒加磁場時的時間

C．加磁場后小球對玻璃管的壓力一定不斷增大

D．加磁場后，小球在玻璃管中運動時，只有重力做功，故小球與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒

【答案】A

【解析】A．加磁場后，因磁場方向豎直向上、磁感應強度B隨時間均勻增加，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感

應電場的方向俯視順時針方向，與帶正電的小球的初速度方向相反，可知小球水平方向將不斷被減速，若

產(chǎn)生的電場足夠強，小球可能會被反向加速，則加磁場后小球離開管口的速率與沒加磁場時的速率的大小

關系不能確定，故A正確；

B．小球進入玻璃管中后，無論是否加磁場，則豎直方向均做自由落體運動，可知加磁場后小球離開管口的

時間等于沒加磁場時的時間，故B錯誤；

C．根據(jù)

v2

FBqvm

Nr

可知由于速度可能一直減小，而磁場逐漸增強，則小球對玻璃管的壓力無法判斷，故C錯誤；

D．根據(jù)A選項分析可知，感應電場對小球做負功，則出離玻璃管的機械能一定減小，小球與地球組成的系

統(tǒng)機械能不守恒，故D錯誤。

故選A。

3．工業(yè)上常利用感應電爐冶煉合金，裝置如圖所示。當線圈中通有交變電流時，下列說法正確的是（）

A．金屬中產(chǎn)生恒定感應電流B．金屬中產(chǎn)生交變感應電流

C．若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應電流減小D．若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應電流不變

【答案】B

【解析】AB．當線圈中通有交變電流時，感應電爐金屬內的磁通量也不斷隨之變化，金屬中產(chǎn)生交變感應

電流，A錯誤，B正確；

CD．若線圈匝數(shù)增加，根據(jù)電磁感應定律可知，感應電動勢增大，則金屬中感應電流變大，CD錯誤。

故選B。

4．下列與電磁感應有關的現(xiàn)象中，說法正確的是（）

A．甲圖變壓器把硅鋼切成片狀的目的是為了增大渦流

B．乙圖探雷器使用通以恒定電流的長柄線圈來探測地下是否有較大金屬零件的地雷

C．丙圖冶煉爐通高頻交流電時，冶煉爐會產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生熱量將爐內金屬塊融化

D．丁圖中磁電式儀表的線圈繞在鋁框骨架上，鋁框起到了電磁阻尼的作用

【答案】D

【解析】A．甲圖變壓器把硅鋼切成片狀的目的是為了減小渦流，A錯誤；

B．乙圖探雷器使用通以快速變化電流的長柄線圈來探測地下是否有較大金屬零件的地雷，B錯誤；

C．丙圖冶煉爐通高頻交流電時，金屬塊會產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生大量熱量將金屬塊熔化，C錯誤；

D．丁圖磁電式儀表的線圈繞在鋁框骨架上，鋁框起到了電磁阻尼的作用，D正確。

故選D。

5．關于下列四幅圖中，下列說法正確的是（）

A．甲圖是電磁感應實驗，說明磁可以生電

B．乙圖是真空冶煉爐，當爐外線圈通入高頻交流電時，線圈產(chǎn)生大量熱量

C．丙圖是金屬探測器，探測環(huán)中的發(fā)射線圈通以正弦式電流，附近的被測金屬物中會產(chǎn)生渦流

D．丁圖是電吉他中電拾音器的基本結構，金屬弦被磁化，弦振動過程中線圈中會產(chǎn)生感應電流，從而

使音箱發(fā)聲。如果選用銅質弦，電吉他也能正常工作

【答案】C

【解析】A．甲圖是電流磁效應實驗，說明電可以生磁，故A錯誤；

B．乙圖是真空冶煉爐，當爐外線圈通入高頻交流電時，在冶煉爐內金屬中產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生大量熱量，故B

錯誤；

C．丙圖是金屬探測器，探測環(huán)中的金屬線圈通以正弦式電流，附近的被測金屬物中會產(chǎn)生渦流，故C正確；

D．丁圖是電吉他中電拾音器的基本結構，金屬弦被磁化，弦振動過程中線圈中會產(chǎn)生感應電流，從而使音

箱發(fā)聲。如果選用銅質弦，不能被磁化，電吉他不能正常工作，故D錯誤。

故選C。

6．動圈式的話筒和動圈式揚聲器結構如圖所示，揚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中，則（）

A．該揚聲器可以當話筒使用

B．揚聲器根據(jù)電磁感應原理工作的

C．話筒是根據(jù)電流的磁效應工作的

D．話筒是將電信號轉換成聲音信號的傳感器

【答案】A

【解析】A．根據(jù)動圈式揚聲器的結構圖可知，當人對著揚聲器的錐形紙盆說話時，聲音使紙盆振動，與紙

盆相連的線圈也會隨著振動，從而使得穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，這時線圈中就會產(chǎn)生隨著聲音變化的

感應電流，所以該揚聲器也能當話筒使用，故A正確；

B．根據(jù)動圈式揚聲器的結構圖可知，線圈安放在磁鐵磁極間的空隙中能夠自由運動，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動。由于錐形紙盆與線圈連接，隨線圈振動而發(fā)聲，所以動圈式揚

聲器的原理是磁場對電流的作用產(chǎn)生的，故B錯誤；

C．根據(jù)動圈式話筒的結構圖可知，動圈式話筒的膜片與線圈固定在一起，線圈套在磁鐵上。當我們對著話

筒講話時，膜片帶動線圈一起振動，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)電磁感應原理工作的，故C錯誤；

D．話筒作為信號接收端，通過收集聲音信號，通過敏感元件，從而將聲音信號轉換成電信號的傳感器，故

D錯誤。

故選A。

【素養(yǎng)提升】

7．如圖所示，在O點正下方有一個有理想邊界的勻強磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B，不

考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A．A、B兩點在同一水平線B．A點高于B點

C．銅環(huán)最終將做等幅擺動D．最終環(huán)將靜止于最低點

【答案】BC

【解析】AB.由于銅環(huán)進入和離開磁場過程中會產(chǎn)生感應電流，一部分機械能轉化為電能，所以銅環(huán)運動不

到A點的等高點，即B點低于A點，故B正確，A錯誤；

CD.由于環(huán)只在進出磁場的過程中才有機械能轉化為焦耳熱，故當環(huán)的振幅減小到環(huán)恰好不能穿出磁場時機

械能開始保持不變，此后環(huán)做等幅擺動，故C正確，D錯誤。

故選BC。

8．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．使線圈偏轉角度更大B．使線圈偏轉后盡快停下來

C．起電磁阻尼的作用D．起電磁驅動的作用

【答案】BC

【解析】線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉動，鋁框隨之轉動，并切割磁感線產(chǎn)生感應電流，阻礙線圈

的轉動，使線圈偏轉后盡快停下來，這樣做是起電磁阻尼的作用。

故選BC。

9．飛機在航母上彈射起飛可以利用電磁驅動來實現(xiàn)。電磁驅動的原理如圖所示，當固定線圈上突然通過直

流電流時，線圈附近的金屬環(huán)會被彈射出去。現(xiàn)在固定線圈左側的同一位置，先后放置兩個分別由銅和鋁

制成的閉合金屬環(huán)。已知兩環(huán)橫截面積相等，形狀、大小相同，且電阻率銅鋁，合上開關S瞬間（）

A．銅環(huán)受到的安培力等于鋁環(huán)受到的安培力

B．若將銅環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向右運動

C．從左側看，環(huán)中感應電流的方向沿順時針方向

D．電池正負極調換后，金屬環(huán)不能向左彈射

【答案】BC

【解析】A.銅環(huán)和鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢相同，由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應電流較大，故銅環(huán)受

到的安培力要大于鋁環(huán)，故A錯誤；

B．若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)楞次定律判斷線圈中產(chǎn)生從右邊看逆時針方向的電流，則原線圈對環(huán)有向右的

安培力，即環(huán)將向右運動，故B正確；

C.線圈中電流為右側流入，磁場方向為向左，在閉合開關的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，感應電

流由左側看為順時針，故C正確；

D．由增反減同可知，電池正負極調換后，放在左邊的金屬環(huán)仍受力向左，故仍將向左彈出，故D錯誤。

故選BC。

10．神舟十二號乘組在與香港大中學生進行的天地連線中，聶海勝示范了太空踩單車。太空自行車是利用

電磁力增加阻力的一種體育鍛煉器材。某同學根據(jù)電磁學的相關知識，設計了這樣的單車原理圖：其中圓

形結構為金屬圓盤，當航天員踩腳踏板時，金屬圓盤隨之旋轉。則下列設計中可行的方案有（）

A．B．C．

D．

【答案】CD

【解析】AB．磁場充滿整個圓盤，一次圓盤轉動過程中產(chǎn)生的渦流為0，AB錯誤；

CD．金屬圓盤看成無數(shù)金屬輻條組成，根據(jù)右手定則判斷可知，圓盤上的感應電流流向邊緣，所以靠近圓

心處電勢低，圓盤中磁場不對稱，故有感應電流，同時會產(chǎn)生阻力，CD正確。

故選CD。

【能力培優(yōu)】

11．電磁灶（又叫電磁爐）的基本結構圖如圖甲所示，利用電磁感應產(chǎn)生渦流的原理對食物進行加熱，

利用渦流現(xiàn)象來冶煉鋼鐵的煉鋼爐裝置如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A．電磁灶的加熱原理先是電能變成磁能，然后產(chǎn)生渦流最后產(chǎn)生焦