《2019-2020學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第七節(jié) 渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)案 粵教版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第七節(jié) 渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)案 粵教版選修3-2（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第七節(jié)　渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：1.了解渦流現(xiàn)象；知道渦流的產(chǎn)生原理.2.了解感應(yīng)加熱和電磁爐的工作原理.3.了解渦流制動(dòng)、渦流探測(cè)及渦流的防止． 科學(xué)思維：嘗試從楞次定律中“阻礙”的角度去分析渦流制動(dòng)． 一、渦流現(xiàn)象及應(yīng)用 1．渦流現(xiàn)象 在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象． 2．影響渦流大小的因素 (1)導(dǎo)體的外周長(zhǎng)． (2)交變磁場(chǎng)的頻率． 3．電磁灶 (1)加熱原理：磁場(chǎng)感應(yīng)渦流加熱． (2)優(yōu)點(diǎn) ①直接加熱，熱效率高． ②無(wú)明火和炊煙，清潔、安全． ③功能全． 4．高頻感應(yīng)爐 (1)原理：渦流感應(yīng)加熱．

2、(2)優(yōu)點(diǎn) ①非接觸式加熱，熱源和受熱物件可以不直接接觸； ②加熱效率高，速度快，可以減小表面氧化現(xiàn)象； ③容易控制溫度，提高加工精度； ④可實(shí)現(xiàn)局部加熱； ⑤可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制； ⑥可減少占地、熱輻射、噪聲和灰塵． 二、渦流制動(dòng)與探測(cè) 1．渦流制動(dòng) (1)原理：導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(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)． (2)應(yīng)用：電表的阻尼制動(dòng)、高速機(jī)車(chē)制動(dòng)的渦流閘、脫水機(jī)的制動(dòng)． 2．渦流探測(cè) (1)原理：渦流與互感． (2)應(yīng)用：探測(cè)行李包中的槍支、埋于地表的地雷、金屬覆蓋膜的厚度． 3．渦流的防止 (1)原理：縮小導(dǎo)體的外周長(zhǎng)，

3、增大材料的電阻率． (2)實(shí)例：電機(jī)和變壓器的鐵芯用硅鋼片疊壓而成． (3)目的：減少發(fā)熱損失，提高效率． 1．判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是因穿過(guò)導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的．(　√　) (2)渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng)．(　×　) (3)電磁爐是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而達(dá)到加熱和烹飪食物的目的．(　√　) (4)渦流制動(dòng)時(shí)存在機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化(　√　) (5)利用渦流金屬探測(cè)器，可以探測(cè)出違法分子攜帶的毒品．(　×　) 2．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖1所示，拋物線的方程為y＝x2，其下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)

4、的上邊界是y＝a的直線(如圖中的虛線所示)．一個(gè)質(zhì)量為m的小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)曲面足夠長(zhǎng)，重力加速度為g，則金屬塊在曲面上滑動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱總量為_(kāi)_______________． 圖1 答案　mg(b－a)＋mv2 一、渦流的理解、利用和防止 1．渦流的本質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 2．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)． 3．產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(zhuǎn)化：伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (1)金屬塊放在了變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，

5、最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (2)如果是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則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． 例1　電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物．下列相關(guān)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān) B．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作 C．金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來(lái)烹飪食物 D．電磁爐的上表面一般都是用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗 答案　A 解析　鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)，故A正確；直流電不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在鍋體中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁爐不能使用直流

6、電，故B錯(cuò)誤；鍋體只能用鐵磁性導(dǎo)體材料，不能使用絕緣材料制作鍋體，故C錯(cuò)誤；電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，使用電磁爐時(shí)，上表面材料發(fā)生電磁感應(yīng)要損失電能，電磁爐上表面要用絕緣材料制成，故D錯(cuò)誤． 例2　(多選)如圖2所示，閉合金屬環(huán)從光滑曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速度為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖中磁場(chǎng)中，則(　　) 圖2 A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度小于h B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度等于h C．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度等于h D．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度小于h 答案　BD 解析　若磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿過(guò)環(huán)的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，即無(wú)

7、機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)誤，B正確；若磁場(chǎng)為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)內(nèi)要產(chǎn)生電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減少，故D正確． 二、對(duì)渦流制動(dòng)與渦流探測(cè)的理解 1．閉合回路的部分導(dǎo)體在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中就要受到磁場(chǎng)力的作用，根據(jù)楞次定律，磁場(chǎng)力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生渦流制動(dòng)． 2．渦流制動(dòng)是一種十分普遍的物理現(xiàn)象，任何在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，只要給感應(yīng)電流提供回路，就會(huì)存在渦流制動(dòng)作用． 例3　(2017·全國(guó)卷Ⅰ)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌．為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ(chēng)地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加

8、磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng)，如圖3所示．無(wú)擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒定磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及其左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是(　　) 圖3 答案　A 解析　感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)生變化．在A圖中，系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，紫銅薄板隨之上下及左右振動(dòng)，都會(huì)使穿過(guò)紫銅薄板的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，阻礙系統(tǒng)的振動(dòng)，故A正確；在B、D圖中，只有紫銅薄板左右振動(dòng)才產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下振動(dòng)無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B、D錯(cuò)誤；在C圖中，無(wú)論紫銅薄板上下振動(dòng)還是左右振動(dòng)，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤． 例4　金屬探測(cè)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢場(chǎng)所，關(guān)于金屬探測(cè)器

9、的論述正確的是(　　) A．金屬探測(cè)器可用于食品生產(chǎn)，防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分? B．金屬探測(cè)器探測(cè)地雷時(shí)，探測(cè)器的線圈中產(chǎn)生渦流 C．金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí)，被測(cè)金屬中感應(yīng)出渦流 D．探測(cè)過(guò)程中金屬探測(cè)器與被測(cè)物體相對(duì)靜止與相對(duì)運(yùn)動(dòng)探測(cè)效果相同 答案　C 解析　金屬探測(cè)器只能探測(cè)金屬，不能探測(cè)細(xì)小的砂石顆粒，故A錯(cuò)誤；金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí)，被測(cè)金屬中感應(yīng)出渦流，故B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)探測(cè)器對(duì)于被測(cè)金屬發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，金屬所在磁場(chǎng)相對(duì)變化較快，在金屬中產(chǎn)生的渦流更強(qiáng)，檢測(cè)效果更好，故D錯(cuò)誤． 1．(對(duì)渦流的理解)(多選)對(duì)變壓器和電動(dòng)機(jī)中的渦流的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法正確的是(　　)

10、 A．渦流會(huì)使鐵芯溫度升高，減少線圈絕緣材料的壽命 B．渦流發(fā)熱，要損耗額外的能量 C．為了不產(chǎn)生渦流，變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯 D．渦流產(chǎn)生于線圈中，對(duì)原電流起阻礙作用 答案　AB 解析　變壓器和電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的渦流會(huì)使溫度升高消耗能量，同時(shí)會(huì)減少線圈絕緣材料的壽命，選項(xiàng)A、B正確；變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯是為了增加電阻，減小渦流，減少產(chǎn)生的熱量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；渦流產(chǎn)生于鐵芯中，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．(渦流加熱)電磁爐熱效率高達(dá)90%，爐面無(wú)明火，無(wú)煙，無(wú)廢氣，“火力”強(qiáng)勁，安全可靠．圖4所示是描述電磁爐

11、工作原理的示意圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．當(dāng)恒定電流通過(guò)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，恒定磁場(chǎng)越強(qiáng)，電磁爐加熱效果越好 B．電磁爐通電線圈加交流電后，在鍋底產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作 C．在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用 D．電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差 答案　B 解析　鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的，所加的電流是交流，不是直流，故A錯(cuò)誤．根據(jù)電磁爐的工作原理可知，電磁爐通電線圈加交流電后，在鍋底產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作，故B正確；在鍋和電磁爐中間放一紙板，不會(huì)影響電磁爐的加熱作用，故C錯(cuò)誤．金屬鍋?zhàn)陨懋a(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流

12、而直接加熱于鍋底，陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋屬于絕緣材料，不會(huì)產(chǎn)生渦流，故D錯(cuò)誤． 3．(渦流制動(dòng))在水平放置的光滑絕緣導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵，如圖5所示．現(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們分別從導(dǎo)軌上的A點(diǎn)以某一初速度向磁鐵滑去．各滑塊在向磁鐵運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(　　) 圖5 A．都做勻速運(yùn)動(dòng) B．甲、乙做加速運(yùn)動(dòng) C．甲、乙做減速運(yùn)動(dòng) D．乙、丙做勻速運(yùn)動(dòng) 答案　C 解析　甲、乙向磁鐵靠近時(shí)要產(chǎn)生渦流，受渦流制動(dòng)作用，做減速運(yùn)動(dòng)，丙則不會(huì)產(chǎn)生渦流，只能勻速運(yùn)動(dòng)． 4．(渦流探測(cè))(2018·龍巖市六校高二下學(xué)期期中)渦流檢測(cè)是工業(yè)上無(wú)損檢測(cè)的方法之一．如圖6所示，

13、線圈中通以一定頻率的交變電流，靠近待測(cè)工件時(shí)，工件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流，同時(shí)線圈中的電流受渦流影響也會(huì)發(fā)生變化．下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖6 A．渦流的磁場(chǎng)總是與線圈的磁場(chǎng)方向相反 B．渦流的大小與通入線圈的交變電流頻率無(wú)關(guān) C．待測(cè)工件可以是塑料或橡膠制品 D．通電線圈和待測(cè)工件間存在周期性變化的作用力 答案　D 解析　渦流的磁場(chǎng)總是要阻礙穿過(guò)工件磁通量的變化，根據(jù)楞次定律可知，渦流的磁場(chǎng)與線圈的磁場(chǎng)方向可能相同也可能相反，故A錯(cuò)誤；渦流的大小取決于磁場(chǎng)變化的快慢，故與通入線圈的交變電流的頻率有關(guān)，故B錯(cuò)誤；電磁感應(yīng)只能發(fā)生在金屬物體中，故待測(cè)工件只能是金屬制品，故C錯(cuò)誤；因?yàn)?/p>

14、通過(guò)線圈的交變電流是周期性變化的，故在待測(cè)工件內(nèi)產(chǎn)生的渦流也是周期性變化的，可知通電線圈和待測(cè)工件間存在周期性變化的作用力，故D正確． 考點(diǎn)一　渦流的理解、利用和防止 1．下列關(guān)于渦流的說(shuō)法中正確的是(　　) A．渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^(guò)導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的 B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流 C．渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng) D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流 答案　A 解析　渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，只不過(guò)是由金屬塊自身構(gòu)成回路，它既有熱效應(yīng)，也有磁效應(yīng)，所以A正確，B、C錯(cuò)誤；硅鋼中產(chǎn)生的渦流較小，D錯(cuò)誤． 2.如圖1所

15、示，在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水．給線圈通入電流，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是(　　) 圖1 A．恒定直流、小鐵鍋 B．恒定直流、玻璃杯 C．變化的電流、小鐵鍋 D．變化的電流、玻璃杯 答案　C 解析　通入恒定直流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B錯(cuò)誤；通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，小鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫，C正確，D錯(cuò)誤． 3.(多選)如圖2所示，在線圈上端放置一盛有冷水

16、的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過(guò)了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)．若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有(　　) 圖2 A．增加線圈的匝數(shù) B．提高交流電源的頻率 C．將金屬杯換為瓷杯 D．取走線圈中的鐵芯 答案　AB 解析　根據(jù)題意要縮短加熱時(shí)間，只需要提高感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以增加線圈的匝數(shù)、提高交流電源的頻率都可以實(shí)現(xiàn)，A、B項(xiàng)正確；取走線圈中的鐵芯，對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；將金屬杯換為瓷杯，渦流消失，故C項(xiàng)錯(cuò)誤． 4．(多選)如圖3所示，關(guān)于渦流，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖3 A．真空冶煉爐是利用渦流來(lái)熔化金屬的裝置 B．家用電磁爐工作時(shí)在電磁爐的面板上產(chǎn)生

17、渦流來(lái)加熱食物 C．阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng) D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流 答案　ACD 解析　真空冶煉爐是用渦流來(lái)熔化金屬對(duì)其進(jìn)行冶煉的，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈內(nèi)通入高頻交變電流，這時(shí)被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流就能被熔化，故A正確；電磁爐利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)將鐵質(zhì)鍋具放置在爐面時(shí)，鐵磁性鍋體被磁化，鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部產(chǎn)生交變的渦流，不是通過(guò)面板上產(chǎn)生渦流來(lái)加熱食物，故B錯(cuò)誤；阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬板從磁場(chǎng)中穿過(guò)時(shí)，金屬板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會(huì)對(duì)金屬板的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，故C正確；在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生

18、電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱(chēng)為渦流現(xiàn)象，要損耗能量，不用整塊的硅鋼鐵芯，其目的是減小渦流，故D正確． 5．(多選)下列措施為了防止渦流的危害的是(　　) A．電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋 B．機(jī)場(chǎng)、車(chē)站和重要活動(dòng)場(chǎng)所的安檢門(mén)可以探測(cè)人身攜帶的金屬物品 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)熱從而加熱食物的，屬于渦流的應(yīng)用；安檢門(mén)是利用渦流工作的；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)

19、生的渦流，屬于渦流的防止；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C、D正確． 6．(多選)“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中，如圖4所示為一手持式封口機(jī)，它的工作原理：當(dāng)接通電源時(shí)，內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)磁感線穿過(guò)封口鋁箔材料時(shí)，瞬間產(chǎn)生大量小渦流，使鋁箔自行快速發(fā)熱，熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠，從而粘貼在待封容器的封口處，達(dá)到迅速封口的目的．下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．封口材料可用普通塑料來(lái)代替鋁箔 B．該封口機(jī)可用干電池作為電源以方便攜帶 C．封口過(guò)程中溫度過(guò)高，可適當(dāng)減

20、小所通電流的頻率來(lái)解決 D．該封口機(jī)適用于玻璃、塑料等多種材質(zhì)的容器封口，但不適用于金屬容器 答案　CD 解析　由于封口機(jī)利用了電磁感應(yīng)原理，故封口材料必須是金屬類(lèi)材料，而且電源必須是交流電源，A、B錯(cuò)誤；減小內(nèi)置線圈中所通電流的頻率可降低封口過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，即控制溫度，C正確；封口材料應(yīng)是金屬類(lèi)材料，但對(duì)應(yīng)被封口的容器不能是金屬，否則同樣會(huì)被熔化，D正確． 考點(diǎn)二　對(duì)渦流制動(dòng)和渦流探測(cè)的理解 7．(多選)如圖5所示是電表中的指針和電磁阻尼器，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A．2是磁鐵，在1中產(chǎn)生渦流 B．1是磁鐵，在2中產(chǎn)生渦流 C．該裝置的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動(dòng)

21、D．該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定 答案　AD 解析　當(dāng)指針擺動(dòng)時(shí)，1隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，2是磁鐵，那么在1中產(chǎn)生渦流，2對(duì)1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動(dòng)；總之不管1向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，2對(duì)1的效果總起到阻尼作用，所以它能使指針很快地穩(wěn)定下來(lái)，選項(xiàng)A、D正確． 8．(多選)安檢門(mén)是一個(gè)用于安全檢查的“門(mén)”，“門(mén)框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門(mén)”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬物品通過(guò)“門(mén)”時(shí)能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場(chǎng)又反過(guò)來(lái)影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警．以下關(guān)于這個(gè)安檢門(mén)的說(shuō)法正確的是(　　) A．這個(gè)安檢門(mén)能檢查出毒品攜帶者 B．這個(gè)安檢門(mén)只能檢查出金屬物品攜帶者 C．如果這個(gè)“門(mén)框”的線圈中通

22、上恒定電流，也能檢查出金屬物品攜帶者 D．這個(gè)安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng) 答案　BD 解析　這個(gè)安檢門(mén)是利用渦流工作的，因而只能檢查出金屬物品攜帶者，A錯(cuò)，B對(duì)．若“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，它不能使塊狀金屬產(chǎn)生渦流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C錯(cuò)．安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)，D對(duì)． 9.如圖6所示，金屬探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)金屬的儀器，關(guān)于其工作原理，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) B．只有有磁性的金屬才會(huì)被探測(cè)器探測(cè)到 C．探測(cè)到金屬是因?yàn)榻饘僦挟a(chǎn)生了渦

23、流 D．探測(cè)到金屬是因?yàn)樘綔y(cè)器中產(chǎn)生了渦流 答案　C 解析　金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí)，探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，被測(cè)金屬中產(chǎn)生了渦流，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確；所有的金屬都能在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤． 10．如圖7所示，使一個(gè)銅盤(pán)繞其豎直的軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，且假設(shè)摩擦等阻力不計(jì)，轉(zhuǎn)動(dòng)是勻速的．現(xiàn)把一個(gè)蹄形磁鐵移近銅盤(pán)，則(　　) 圖7 A．銅盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢 B．銅盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)將變快 C．銅盤(pán)仍以原來(lái)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng) D．銅盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是否變化，要根據(jù)磁鐵上下兩端的極性來(lái)決定 答案　A 11．甲、乙兩個(gè)完全相同的銅環(huán)均可繞豎直固定軸O1O2旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)讓它們以相同角速度同

24、時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，由于阻力作用，經(jīng)相同的時(shí)間后停止，若將圓環(huán)置于如圖8所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行，現(xiàn)讓甲、乙兩環(huán)同時(shí)以相同的初始角速度開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，下列判斷正確的是(　　) 圖8 A．甲環(huán)先停下 B．乙環(huán)先停下 C．兩環(huán)同時(shí)停下 D．兩環(huán)都不會(huì)停下 答案　A 解析　當(dāng)銅環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，乙環(huán)一直與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)乙環(huán)的磁通量始終為零，穿過(guò)甲環(huán)的磁通量不斷變化，不斷有感應(yīng)電流產(chǎn)生，一定受到安培力，安培力阻礙圓環(huán)與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故甲環(huán)先停止運(yùn)動(dòng)，A正確． 12.(2018·德化縣、永安市、漳平市高二第一次聯(lián)考)如圖9所示，水平桌面上放置一鋁板，在

25、鋁板正上方通過(guò)細(xì)線將磁性小球懸掛于O點(diǎn)，將小球拉至a處由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)小球未接觸鋁板但很快停止擺動(dòng)，鋁板始終保持靜止，下列判斷中正確的是(　　) 圖9 A．小球停止運(yùn)動(dòng)主要是鋁板磁化的結(jié)果 B．小球由a擺至b過(guò)程，桌面對(duì)鋁板的摩擦力向左 C．由于電磁感應(yīng)，小球最后可能不停在最低點(diǎn) D．小球由b擺至c過(guò)程，鋁板對(duì)桌面的壓力大于重力 答案　B 解析　小球由a擺至c過(guò)程，穿過(guò)鋁板的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)磁場(chǎng)阻礙磁性小球與鋁板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．小球由a擺至b過(guò)程，鋁板對(duì)小球的力水平分量向左，小球?qū)︿X板的力水平分量向右；鋁板保持靜止，桌面對(duì)鋁板的摩擦力向左，故A錯(cuò)誤，B正確；小球由b

26、擺至c過(guò)程，鋁板對(duì)小球作用力的豎直分量向下，小球?qū)︿X板作用力的豎直分量向上；鋁板對(duì)桌面的壓力小于重力，故D錯(cuò)誤；由能量守恒可知，磁性小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為鋁板的內(nèi)能，最終小球停在最低點(diǎn)，故C錯(cuò)誤． 考點(diǎn)三　渦流的綜合應(yīng)用 13．一個(gè)半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，離O點(diǎn)下方處有一寬度為、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖10所示．現(xiàn)使圓環(huán)從與懸點(diǎn)O等高位置A處由靜止釋放(細(xì)繩張直，忽略空氣阻力)，擺動(dòng)過(guò)程中金屬圓環(huán)所在平面始終垂直于磁場(chǎng)方向，則在達(dá)到穩(wěn)定擺動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，金屬圓環(huán)產(chǎn)生的熱量是(　　) 圖10 A．mgL B．mg(＋r) C．m

27、g(L＋r) D．mg(L＋2r) 答案　C 解析　圓環(huán)在進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能減少，最后圓環(huán)在磁場(chǎng)下面擺動(dòng)，機(jī)械能守恒．在整個(gè)過(guò)程中減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻苟鸁?，在達(dá)到穩(wěn)定擺動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，金屬圓環(huán)減少的機(jī)械能為mg(L＋r)． 14.(多選)低頻電渦流傳感器可用來(lái)測(cè)量自動(dòng)化生產(chǎn)線上金屬板的厚度．如圖11所示，在線圈L1中通以低頻交變電流，它周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，其正下方有一個(gè)與電表連接的線圈L2，金屬板置于L1、L2之間．當(dāng)線圈L1產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)透過(guò)金屬板，L2中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．由于金屬板厚度不同，吸收電磁能量強(qiáng)弱不同，導(dǎo)致L2中感應(yīng)電流的強(qiáng)弱不同，則(　　) 圖11 A．金屬板吸收電磁能量，是由于穿過(guò)金屬板的磁場(chǎng)發(fā)生變化，板中產(chǎn)生渦流 B．金屬板越厚，渦流越弱 C．L2中產(chǎn)生的是直流電 D．L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的交變電流 答案　AD 解析　當(dāng)L1中通過(guò)交變電流時(shí)，根據(jù)安培定則知，穿過(guò)金屬板的磁場(chǎng)發(fā)生變化從而出現(xiàn)變化的電場(chǎng)導(dǎo)致金屬板內(nèi)產(chǎn)生渦流，進(jìn)而產(chǎn)生磁場(chǎng)能，然后轉(zhuǎn)化成金屬板的內(nèi)能，故A正確；當(dāng)金屬板越厚，在變化的交變電流作用下，金屬板中產(chǎn)生的渦流越強(qiáng)，B錯(cuò)誤；根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律可知，在L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的交變電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 13