课时作业26：4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动

第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动
基础过关
1．(多选)下列对涡流的认识正确的是()
A．大块金属中产生了涡流，但不一定产生了感应电动势
B．涡流大小与穿过金属的磁通量的大小有关
C．涡流的形成一定遵循法拉第电磁感应定律
D．涡流也有电流的热效应
解析涡流是电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律。

故C、D正确。

答案CD
2．(多选)如图1所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优点。

电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物。

下列相关说法正确的是()
图1
A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的
C．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好
D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
解析由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，且提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，选项B、D正确。

答案BD
3.如图2所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃
杯水。

给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()
图2
A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
解析通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温。

故C正确。

答案C
4．(多选)用一根轻质细杆悬挂在O点的圆形导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均不计，在如图3所示的虚线正方形区域有垂直于圆环的摆动面指向纸内的匀强磁场。

下列说法正确的是()
图3
A．此摆开始摆动进入磁场时机械能不守恒
B．导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相反
C．导体环通过最低位置时，环中感应电流最大
D．最后此摆在匀强磁场中摆动时，机械能守恒
解析开始时导体环在进入和穿出磁场的过程中，有感应电流产生，部分机械能
转化为电能，选项A正确；根据楞次定律，导体环在进入磁场和穿出磁场时感应电流方向相反，选项B正确；当导体环全部进入磁场时，无感应电流产生，在最低点时导体环无感应电流，选项C错误；最后导体环在磁场中摆动时，无感应电流产生，又不计阻力，故机械能守恒，选项D正确。

答案ABD
5．(多选)如图4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()
图4
A．增加线圈的匝数
B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯
D．取走线圈中的铁芯
解析解题的关键是要弄清杯内水沸腾的原因和决定的因素。

交变电流在铁芯中产生交变磁场，金属杯会产生感应电流而发热，从而使杯内水沸腾。

增加线圈的匝数和提高交流电源的频率都可以增大金属杯产生的电流，可缩短加热时间，选项A、B正确；将金属杯换成瓷杯，变化磁场不能使它产生电流，也就不能使水加热，选项C错误；取走线圈中的铁芯，会减小周围的磁场，金属杯产生的电流会减小，从而增加水沸腾的时间，选项D错误。

答案AB
6．如图5所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它们一个相同的初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况是()
图5
A．都做匀速运动
B．甲、乙做加速运动
C．甲做加速运动，乙做减速运动，丙做匀速运动
D．甲做减速运动，乙做加速运动，丙做匀速运动
解析铁球将加速运动，其原因是铁球被磁化后与磁铁之间产生相互吸引的磁力。

铝球将减速运动，其原因是铝球内产生了感应电流，感应电流的磁场阻碍相对运动。

木球将匀速运动，其原因是木球既不能被磁化，也不能产生感应电流，所以磁铁对木球不产生力的作用。

答案C
7.弹簧上端固定，下端挂一条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变。

若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图6所示，观察磁铁的振幅将会发现()
图6
A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都不发生变化
解析S断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，但线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时有感应电流，有电能产生，磁铁的机械能越来越少，振幅逐
渐减少，选项A正确。

答案A
8.如图7所示，磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是()
图7
A．防止涡流而设计的
B．利用涡流而设计的
C．起电磁阻尼的作用
D．起电磁驱动的作用
解析线圈通电后在安培力作用下转动，铝框随之转动，在铝框内产生涡流。

涡流将阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，这样做是利用涡流来起电磁阻尼的作用。

答案BC
能力提升
9.如图8所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触。

当磁铁绕轴转动时，铜盘将()
图8
A．以相同的转速与磁铁同向转动
B．以较小的转速与磁铁同向转动
C．以相同的转速与磁铁反向转动
D．静止不动
解析因磁铁的转动，在铜盘中产生感应电流，进而受安培力作用而发生转动，由楞次定律可知安培力的作用是阻碍相对运动，所以铜盘与磁铁同向转动，但铜
盘转动速度小于磁铁的转动速度，所以选项B正确。

答案B
10．(多选)如图9所示，闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图中磁场中，则()
图9
A．若是匀强磁场，环上升的高度小于h
B．若是匀强磁场，环上升的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环上升的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
解析若磁场为匀强磁场，穿过环的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化，机械能守恒，故选项A错误，B正确；若磁场为非匀强磁场，环内要产生感应电流，有电能产生，机械能减少，故选项D正确。

答案BD
11.如图10所示，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()
图10
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
解析金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，不能防止细小的砂石颗粒混入食品中，选项A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，选项B错误，C正确；探测过程中金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止时无法得到探测效果，选项D错误。

答案C
12．如图11所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。

电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。

关于电磁炉，以下说法正确的是()
图11
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
解析电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，故选项A、D错误，B正确；而选项C是微波炉的加热原理，C错误。

答案B
13.位于光滑水平面上的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如图12所示，在此过程中()
图12
A．磁铁做匀速直线运动B．磁铁做减速运动
C．小车向右做加速运动D．小车先加速后减速
解析磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律知该电流产生的磁场阻碍磁铁的运动。

同理，磁铁穿出时该电流产生的磁场也阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项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，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，选项C正确。

答案BC。