1.6 涡流现象

1.6 涡流现象
1．关于电磁灶，以下说法中正确的是( )
A．电磁灶是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁灶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．电磁灶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．电磁灶是利用电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
2．下列关于涡流的说法正确的是( )
A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生的
B．涡流不是感应电流，而是有别于感应电流的特殊电流
C．涡流有热效应，但没有磁效应
D．在硅钢中不能产生涡流
3．机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流．关于其工作原理，以下说法正确的是( )
A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流
B．人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流
C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流
D．金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流
4.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁心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( )
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5.如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动．从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )
A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小
C．线圈转动时将产生交变电流 D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
7．如图所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( )
A．做等幅振动 B．做阻尼振动 C．振幅不断增大 D．无法判定
8．在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示．现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去．各滑块在没碰上磁铁前的运动情况是( )
A．都做匀速运动B．甲、乙做加速运动 C．甲、乙做减速运动 D．乙、丙做匀速运动
9．如图所示，闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内．若条形磁铁突然绕OO′轴，N极向纸里、S极向纸外转动，在此过程中，圆环将( )
A．产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动
B．产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动
C．产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动
D．产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动
10.如图所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，整个装置处于水平方向的磁场中，则( )
A．若是匀强磁场，球滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，球滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，球滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，球滚上的高度小于h
11．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动．如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图所示，铜盘就能在较短的时间内停止．分析产生这种现象的原因．
12.图所示是被称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端过O点且垂直于纸面的轴在竖直面内转动，一水平有界磁场垂直于金属薄片所在的平面．使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动；若将摆改成梳齿状(表面开有许多槽)，还是从同一位置释放，摆会摆动较长的时间．试定性分析其原因．
1.6 涡流现象
1．【解析】由电磁灶的工作原理可知，选项A、D错误，B正确，选项C其实是微波炉的加热原理．【答案】 B
2．【解析】涡流是感应电流的一种，是由磁通量的变化而产生的，既具有热效应也具有磁效应，故A 正确，B、C错；只要在硅钢中有变化的磁场，就能产生涡流，所以D错．【答案】 A
3．【解析】一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故D正确．【答案】CD
4. 【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．【答案】 C
5.【解析】本题考查电磁驱动和楞次定律．当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生交变电流，故C对，D错；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度．如果两者的角速度相同，磁感线与线圈处于相对静止，线圈不切割磁感线，无感应电流产生．【答案】BC
6．【解析】电磁灶都是用家用交流电工作的，工频电磁灶就是直接用50 Hz的电流工作，而不是用高频交变电流工作的，故A错．高频电磁灶由加热线圈、灶面板、控制保护电路组成．通过电子开关，可以使加热线圈中产生高频率振荡电流，从而再使锅体内产生涡电流，用以加热食物．而不是直接用加热线圈去加热锅体内食物，故B错．电磁灶是利用电磁感应现象产生涡流，而微波炉是利用电磁场产生电磁波，故C错．电磁灶都是利用电磁感应产生的涡电流的热效应工作的，故D正确．【答案】 D
7．【解析】小球在通电线圈磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用阻碍它的相对运动做阻尼振动，故B正确．【答案】 B
8．【解析】同为金属的铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生变化，因此在其内部会产生感应电流I，这个电流在金属块内部形成涡流．即有感应电流形成，则铜块、铝块的一部分动能要转化为电能并进一步转化为内能，所以铜块、铝块做减速运动．有机玻璃为非金属，不产生涡流现象，故仍以原速度运动．【答案】 C
9．【解析】磁铁转动时，环中穿过环向里的磁通量增加，根据楞次定律，环中产生逆时针方向的感应电流．磁铁转动时，为阻碍磁通量的变化，导线环与磁铁同向转动，所以选项A正确．【答案】 A
10.【解析】若是匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变，金属球中无涡流产生，机械能守恒，故B正确；若是非匀强磁场，金属球运动过程中穿过的磁通量发生改变，有涡流产生，一部分机械能转化为电能，故D正确．【答案】BD
11．【答案】磁铁放入后，铜盘内从中心到边缘辐向分布的导体会切割磁感线，导体内自成回路，产生涡流，涡流消耗机械能，所以很快就会停止转动．
12. 【答案】第一种情况下，阻尼摆进入有界磁场后，在摆中会形成涡流，涡流受磁场的阻碍作用，金属摆会很快停下来；第二种情况下，将金属摆改成梳齿状，阻断了涡流形成的回路，从而减弱了涡流，金属摆受到的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间．。