2021人教版物理选修3-2课件：第四章 第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动

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涡流、电磁阻尼和电磁驱动

题型1ꢀ涡流的产生

1．(多选)如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是(ꢀꢀ)BD

A．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快

B．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快

C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻较小

D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻较大

解析

高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在待焊接的金属工件中就产生感应电流，根据

法拉第电磁感应定律分析知，电流变化的频率越高，磁通量的变化率越大，产生的电动势越大，

感应电流越大，焊缝处的温度升高得越快，B正确，A错误．焊缝处的电阻大，电流相同时，焊

缝处的热功率大，温度高，故C错误，D正确．

2．[四川绵阳南山中学2018高二下月考]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(ꢀꢀ)B

A．圆盘上没有产生感应电动势

B．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动

C．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

D．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

解析

圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动

势，故A错误；圆盘在径向的金属条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等，

从而形成涡流，涡流产生的磁场又导致磁针转动，故B正确；由于圆盘面积不变，距离磁针的距

离不变，故在磁针的磁场中，穿过整个圆盘的磁通量没有变化，故C错误；圆盘整体电荷均匀分

布，呈电中性，仅圆盘转动不会形成电流，故D错误．

题型2ꢀ电磁阻尼与电磁驱动问题的分析

3．如图所示，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直，环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是(ꢀCꢀ) A．两环都向右运动

B．两环都向左运动

C．环1静止，环2向右运动

D．两环都静止

解析

条形磁铁向右运动时，环1中磁通量为零，不变，无感应电流，环1仍静止．环2中磁通量变化．

根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流产生的效果使环2向右运动．

4．(多选)如图所示，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(ꢀBꢀC) A．防止涡流而设计的B．利用涡流

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，这样做是利用涡流起电磁阻尼的作用，故B、C正确．

5．(多选)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(ꢀꢀ)BC

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．线圈转动时将产生变化的电流

D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda

解析

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，线圈中产生变化的电流，

故C正确，D错误；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，故A错误，B正确．

题型3ꢀ涡流的应用及防止

6．[吉林吉化一中2018高二上期末](多选)下列实例中属于利用涡流的是(ꢀꢀ)

AC

A．电磁阻尼装置

B．变压器的铁芯用薄硅钢片叠合而成

C．金属工件的高频焊接

D．在日光灯电路中镇流器的线圈中加入铁芯

解析

块状金属在磁场中运动，金属块内形成涡流，涡流又形成磁场，反过来与外部磁场相互作用，从而阻碍了金属块的运动，这就是电磁阻尼的原理，故A正确；不用整块的硅钢铁芯，用相互绝缘的硅钢片叠合而成，其目的是为了减小涡流，B错误；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，即利用涡流工作，C正确；线圈中加入铁芯，与涡流无关，D错误．

7．[河北永年一中2018高二上月考]安检门是一个用于安全检査的“门”，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流．如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警，关于安检门的说法正确的是(ꢀꢀ)B

A．安检门能检查出毒贩携带的毒品

B．安检门能检查出旅客携带的水果刀

C．如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作

D．安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理

解析

安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品的原理：线圈中的交变电流产生交变的磁场，会在

金属物品中产生交变的感应电流，而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，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，

选项A错误；安检门能检查出旅客携带的水果刀，选项B正确；如果“门框”的线圈中通上恒定

电流，安检门不能正常工作，选项C错误；安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，选项D错

误．