2-3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(人教2019選擇性必修第二冊-)(解析版)

第二章電磁感應(yīng)第3節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動【核心素養(yǎng)目標】物理觀念了解感生電場的概念，了解電子感應(yīng)加速器的工作原理.科學思維理解渦流的產(chǎn)生原理，了解渦流在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用.科學探究理解電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理，了解其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用．科學態(tài)度與責任通過渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動等知識應(yīng)用的實例，感受物理中科學技術(shù)與社會的緊密聯(lián)系，體會科學知識的應(yīng)用價值，進一步增強學生的學習動力和科學意識。知識點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場【情境導入】如圖所示，B增強時，就會在空間激發(fā)一個感生電場E.如果E處空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向移動，產(chǎn)生感應(yīng)電流．(1)感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向有什么關(guān)系？如何判斷感生電場的方向？(2)上述情況下，哪種作用扮演了非靜電力的角色？答案(1)感應(yīng)電流的方向與正電荷定向移動的方向相同．感生電場的方向與正電荷受力的方向相同，因此，感生電場的方向與感應(yīng)電流的方向相同，感生電場的方向可以用楞次定律來判定．(2)感生電場對自由電荷的作用．【知識梳理】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(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)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．【重難詮釋】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(guān)．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．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(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計算．【典例精析】例1．如圖所示，在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于圓環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動．若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強度B隨時間成正比例增加的變化磁場，若運動過程中小球的帶電荷量不變，那么()A．磁場力對小球一直做正功B．小球受到的磁場力不斷增大C．小球先沿逆時針方向做減速運動，過一段時間后，沿順時針方向做加速運動D．小球仍做勻速圓周運動【答案】C【解析】因為玻璃圓環(huán)所在處有均勻變化的磁場，在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電場，電場力對帶正電的小球做功，由楞次定律可判斷感生電場方向為順時針方向，在電場力作用下，小球先沿逆時針方向做減速運動，后沿順時針方向做加速運動，選項C正確，D錯誤；磁場力方向始終與小球做圓周運動的線速度方向垂直，所以磁場力對小球不做功，選項A錯誤；小球的速率先減小到零后增大，開始時B＝0，F(xiàn)＝0，小球速率為零時，F(xiàn)＝0，可知小球受到的磁場力不是不斷增大的，選項B錯誤．【規(guī)律方法】閉合回路(假定其存在)的感應(yīng)電流方向就表示感生電場的方向．判斷思路如下：eq\x(假設(shè)存在垂直磁場方向的閉合回路)→eq\x(回路中的磁通量變化)eq\o(→,\s\up7(楞次定律),\s\do5(安培定則))eq\x(回路中感應(yīng)電流的方向)→eq\x(感生電場的方向)知識點二渦流【情境導入】如圖所示，線圈中的電流隨時間變化時，導體中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？答案有．變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生感生電場，使導體中的自由電子發(fā)生定向移動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形狀像水中的漩渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流．【知識梳理】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(yīng)電流，用圖表示這樣的感應(yīng)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．【重難詮釋】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(zhuǎn)化(1)金屬塊在變化的磁場中，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．3．渦流的應(yīng)用與防止(1)應(yīng)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．【典例精析】例2．(多選)下列哪些措施是為了防止渦流的危害()A．電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B．探雷器的線圈中要通變化著的電流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，屬于渦流的應(yīng)用，故A錯誤；探雷器的線圈中有變化的電流，如果地下埋著金屬物品，金屬中會感應(yīng)出渦流，使儀器報警，這屬于渦流的應(yīng)用，故B錯誤；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)生的渦流，屬于渦流的防止，故C正確；變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導電的氧化層，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D正確．知識點三電磁阻尼和電磁驅(qū)動【情境導入】彈簧上端固定，下端懸掛一個磁體．將磁體托起到某一高度后放開，磁體能上下振動較長時間才停下來．如果在磁體下端放一個固定的閉合線圈，使磁體上下振動時穿過它(如圖所示)，磁體就會很快停下來，解釋這個現(xiàn)象．答案當磁體穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場會阻礙磁體靠近或離開線圈，也就使磁體振動時除了受空氣阻力外，還要受到線圈的磁場阻力，克服阻力需要做的功較多，機械能損失較快，因而會很快停下來．【知識梳理】電磁阻尼當導體在磁場中運動時，感應(yīng)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．電磁驅(qū)動若磁場相對于導體轉(zhuǎn)動，在導體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)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(qū)動．【重難詮釋】電磁阻尼和電磁驅(qū)動的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動不同點成因由導體在磁場中運動形成的由磁場運動而形成的效果安培力方向與導體運動方向相反，為阻力安培力方向與導體運動方向相同，為動力能量轉(zhuǎn)化克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導體的機械能共同點兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導體受到的安培力都是阻礙導體與磁場間的相對運動【典例精析】例3．如圖所示，蹄形磁體和矩形線圈均可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動．從上向下看，當蹄形磁體逆時針轉(zhuǎn)動時()A．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁體相同B．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁體小C．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁體大D．線圈靜止不動【答案】B【解析】當蹄形磁體轉(zhuǎn)動時，線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生安培力，故線圈一定會轉(zhuǎn)動，由楞次定律可知，線圈將與磁體同向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)速一定小于磁體的轉(zhuǎn)速，如兩者的轉(zhuǎn)速相同，磁感線與線圈處于相對靜止狀態(tài)，線圈不切割磁感線，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，B正確，A、C、D錯誤．【規(guī)律方法】電磁阻尼、電磁驅(qū)動都是楞次定律“阻礙”的體現(xiàn)．阻礙磁通量的變化，阻礙導體與磁場的相對運動．針對訓練一、單選題1．如圖所示，下列生產(chǎn)生活現(xiàn)象中，不屬于渦流的是（）A．甲圖用電磁爐烹制菜肴B．乙圖變壓器工作時，繞制線圈的鐵芯中會發(fā)熱C．丙圖過安檢時用金屬探測器探測人身是否攜帶金屬物品D．丁圖工人穿上金屬絲織成的衣服進行高壓帶電作業(yè)【答案】D【解析】A．電磁爐是利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流，將電能最終轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，故A正確；B．變壓器的鐵芯中會發(fā)熱是因為鐵芯中產(chǎn)生了渦流，通常鐵芯用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊合而成，主要是為了防止在鐵芯中產(chǎn)生過大渦流，故B正確；C．金屬探測儀探測到金屬物品時物品上會產(chǎn)生渦流而使報警器發(fā)出警告，故C正確；D．工人穿上金屬絲織成的衣服可以高壓帶電作業(yè)是利用靜電屏蔽原理，故D錯誤。由于本題選擇錯誤的，故選D。2．如圖是電磁爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)及鍋的示意圖，下列說法正確的是（）A．通電線圈接通交變電流，頻率越小，加熱越快B．通電線圈接通交變電流，頻率越大，加熱越快C．通電線圈接通恒定電流，電流越大，加熱越快D．將不銹鋼鍋換成陶瓷鍋，電流越大，加熱越快【答案】B【解析】D．電磁爐是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，陶瓷鍋體中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能加熱，D錯誤；C．電磁爐是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，通電線圈接通恒定電流，不能產(chǎn)生變化的磁場，不能在鍋體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能加熱，C錯誤；AB．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，交變電流的頻率越大，磁場變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，根據(jù)歐姆定律，鍋體中的感應(yīng)電流越大，加熱越快，A錯誤，B正確。故選B。3．四川三星堆新發(fā)現(xiàn)6個祭祀坑。挖掘之前考古人員用圖示金屬探測器在地面上進行探測定位，探測器中的發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場，在地下的被測金屬物中感應(yīng)出電流，感應(yīng)電流的磁場又影響線圈中的電流，使探測器發(fā)出警報。則（）A．發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場是恒定磁場B．被測金屬物中產(chǎn)生的電流是恒定電流C．探測的最大深度與發(fā)射線圈中的電流強弱無關(guān)D．探測器與被測金屬物相對靜止時也能發(fā)出警報【答案】D【解析】A．探測器中的發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場，在地下的被測金屬物中感應(yīng)出電流，所以發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場是變化的磁場。A錯誤；B．感應(yīng)電流的磁場又影響線圈中的電流，說明感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場是變化的，在線圈中又產(chǎn)生了感應(yīng)電流，從而發(fā)出警報。B錯誤；C．探測的最大深度與發(fā)射線圈中的電流強弱有關(guān)。發(fā)射線圈中的電流越強，其產(chǎn)生的磁場也越強，其探測的深度越就越深。C錯誤；D．因為探測器產(chǎn)生的磁場是變化的，所以探測器與被測金屬物相對靜止時也能發(fā)出警報。D正確。故選D。4．水平放置的玻璃板上方有一用細線懸掛的可自由旋轉(zhuǎn)的小磁針，下方有一水平放置的銅圓盤。圓盤的軸線與小磁針懸線在同一直線上，初始時小磁針與圓盤均處于靜止狀態(tài)。當圓盤繞軸逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（）A．小磁針不動B．小磁針逆時針方向轉(zhuǎn)動C．小磁針順時針方向轉(zhuǎn)動D．由于圓盤中沒有磁通量的變化，圓盤中沒有感應(yīng)電流【答案】B【解析】銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當圓盤轉(zhuǎn)動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針逆時針方向轉(zhuǎn)動，構(gòu)成電磁驅(qū)動。故選B。5．如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO‘轉(zhuǎn)動，當從上往下看磁鐵做逆時針轉(zhuǎn)動后，則【】A．線圈將逆時方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B．線圈將逆時方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁鐵小C．線圈將逆時方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁鐵大D．線圈仍將靜止【答案】B【解析】當轉(zhuǎn)動磁鐵時，導致線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力，導致線圈轉(zhuǎn)動從上往下看用力使磁鐵作逆時針轉(zhuǎn)動時，則導致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向始終是adcba，AD錯誤；根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量增加，則導致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但快慢不一，線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小，B正確C錯誤．6．如圖所示，條形磁鐵用細線懸掛于O點，一金屬圓環(huán)放置在O點正下方的水平絕緣桌面上?，F(xiàn)將磁鐵拉至左側(cè)某一高度后由靜止釋放，磁鐵在豎直面內(nèi)擺動，在其第一次擺至右側(cè)最高點的過程中，圓環(huán)始終靜止。則下列說法正確的是（）A．磁鐵始終受到圓環(huán)的斥力作用B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向保持不變C．磁鐵從左到右經(jīng)過豎直線兩側(cè)位置時，桌面對圓環(huán)的摩擦力方向相反D．磁鐵在O點兩側(cè)最高點的重力勢能不相等【答案】D【解析】A．由楞次定律推論可知，磁鐵靠近圓環(huán)時受到斥力作用，遠離圓環(huán)時受到引力作用，A錯誤；B．磁鐵由釋放到第一次運動到右側(cè)最高點的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，由于穿過圓環(huán)的磁場方向不變，而磁通量的變化趨勢發(fā)生了改變，因此感應(yīng)電流的方向發(fā)生變化，B錯誤；C．根據(jù)楞次定律，磁鐵從左到右經(jīng)過豎直線兩側(cè)位置時，圓環(huán)都有向右滑動的趨勢，故桌面對圓環(huán)的摩擦力方向均向左，C錯誤；D．由楞次定律推論可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵與圓環(huán)之間的相對運動，感應(yīng)電流對磁鐵的作用力總是阻力，因此磁鐵在右側(cè)的最高點比釋放點低，則磁鐵在兩側(cè)最高點的重力勢能不相等，D正確。故選D。7．動圈式的話筒和動圈式揚聲器結(jié)構(gòu)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(yīng)原理工作的C．話筒是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的D．話筒是將電信號轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(zhuǎn)換成電信號的傳感器，故D錯誤。故選A。8．如圖所示，將一個鋁框放在蹄形磁鐵的兩個磁極間，鋁框可以繞豎直軸線自由轉(zhuǎn)動．轉(zhuǎn)動磁鐵，會發(fā)現(xiàn)靜止的鋁框也會發(fā)生轉(zhuǎn)動．下列說法正確的是A．鋁框與磁極轉(zhuǎn)動方向相反B．鋁框始終與磁極轉(zhuǎn)動的一樣快C．鋁框是因為磁鐵吸引鋁質(zhì)材料而轉(zhuǎn)動的D．鋁框是因為受到安培力而轉(zhuǎn)動的【答案】D【解析】AB、根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量增加，則導致鋁框與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但快慢不一，故AB錯誤；CD、轉(zhuǎn)動磁鐵時，導致鋁框的磁通量增加，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力，導致鋁框轉(zhuǎn)動，所以鋁框是因為受到安培力而轉(zhuǎn)動的，故C錯誤，D正確；故選D．二、多選題9．下列四個圖都與渦流有關(guān)，其中說法正確的是（）A．圖1中電磁爐工作時在它的面板上產(chǎn)生渦流加熱食物B．圖2金屬探測器是利用被測金屬中產(chǎn)生渦流來進行探測的C．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成是為了減小渦流D．真空冶煉爐所接交流電源的頻率越高，相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多【答案】BCD【解析】A．電磁爐工作時，在鍋體中產(chǎn)生渦流從而加熱食物，故A錯誤；B．金屬探測器中變化的電流遇到金屬物體，在被測金屬中產(chǎn)生渦流來進行探測，故B正確；C．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成可以減小渦流，故C正確；D．真空冶煉爐所接交流電源的頻率越高，產(chǎn)生的渦流越大，則相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，故D正確。故選BCD。10．如圖甲所示是工業(yè)上探測物件表面層內(nèi)部是否存在缺陷的渦流探傷技術(shù)的原理圖。其原理是用通電線圈使物件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測線圈測定渦電流的改變，從而獲得物件內(nèi)部是否斷裂及位置的信息。如圖乙所示是一個由帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源連接起來的跳環(huán)實驗裝置，將一個套環(huán)置于線圈L上且使鐵芯穿過其中，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)將立刻跳起。對以上兩個實例的理解正確的是（

）A．渦流探傷技術(shù)運用了電流的熱效應(yīng)，跳環(huán)實驗演示了自感現(xiàn)象B．能被探測的物件和實驗所用的套環(huán)必須是導電材料C．金屬探傷時接的是交流電，跳環(huán)實驗裝置中接的是直流電D．以上兩個實例中的線圈所連接的電源也可以都是恒壓直流電源【答案】BC【解析】A．渦流探傷技術(shù)的原理是用通電線圈使物件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測線圈測定渦電流的改變；跳環(huán)實驗中線圈接在直流電源上，閉合開關(guān)的瞬間，穿過套環(huán)的磁通量改變，套環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，會跳起，屬于演示楞次定律，A錯誤；B．無論是渦流探傷技術(shù)，還是演示楞次定律，都需要產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流的產(chǎn)生需在導電材料內(nèi)，B正確；CD．金屬探傷時，是探測器中通過交變電流，產(chǎn)生變化的磁場，當金屬處于該磁場中時，該金屬中會感應(yīng)出渦流；演示楞次定律的實驗中，線圈接在直流電源上，C正確、D錯誤。故選BC。11．下圖是用渦電流金屬探測器探測地下金屬物的示意圖。關(guān)于該探測器，下列說法中正確的是（

）A．探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生交變磁場B．探測器只能探測到有磁性的金屬物C．探測器能探測到地下的金屬物是因為探頭中產(chǎn)生了渦電流D．探測器能探測到地下的金屬物是因為金屬物中產(chǎn)生了渦電流【答案】AD【解析】用渦電流金屬探測器探測地下金屬物時，探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生交變磁場，從而使金屬物中產(chǎn)生渦流，而渦流產(chǎn)生的磁場再被探測器探測到，而被探測物只要是金屬即可，不一定具有磁性，故AD正確，BC錯誤。故選AD。12．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(zhuǎn)角度更大 B．使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來C．起電磁阻尼的作用 D．起電磁驅(qū)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(zhuǎn)動，鋁框隨之轉(zhuǎn)動，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來，這樣做是起電磁阻尼的作用。故選BC。13．如圖是電子感應(yīng)加速器的示意圖，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上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，電子從電子槍右端以一定的初速度逸出，沿逆時針方向運動則下列說法中正確的是（）A．若電磁鐵線圈的電流大小變化時，真空室中會激發(fā)感生電場B．若電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，增大電流電子會被加速C．若電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，減小電流電子會被加速D．若電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向相反時，減小電流電子會被減速【答案】AB【解析】A．電磁鐵線圈的電流大小變化時，其磁場會發(fā)生變化，其周圍會有感生電場產(chǎn)生，則A正確；BC．真空室中的磁場方向豎直向上，若線圈中的電流增強，磁場也增強，根據(jù)楞次定律，感生電場為順時針方向，電子沿逆時針方向加速運動，故B正確；C錯誤；D．電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向相反時，真空室中的磁場方向豎直向下，若線圈中的電流減小，線圈產(chǎn)生的磁場減弱，則根據(jù)楞次定律，感生電場為順時針方向，即電子會被加速，則D錯誤；故選AB。14．健身車的磁控阻力原理如圖所示，在銅質(zhì)飛輪的外側(cè)有一些磁鐵（與飛輪不接觸），人在健身時帶動飛輪轉(zhuǎn)動，磁鐵會對飛輪產(chǎn)生阻礙，拉動控制拉桿可以改變磁鐵與飛輪間的距離．則（）A．飛輪受到阻力大小與其材料密度有關(guān)B．飛輪受到阻力大小與其材料電阻率無關(guān)C．飛輪轉(zhuǎn)速一定時，磁鐵越靠近飛輪，其受到的阻力越大D．磁鐵與飛輪間距離不變時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，其受到阻力越大【答案】CD【解析】AB.飛輪在磁場中做切割磁感線的運動，所以會產(chǎn)生電源電動勢和感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，磁場會對運動的飛輪產(chǎn)生阻力，以阻礙飛輪與磁場之間的相對運動，所以飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的安培力，而安培力大小與其材料的電阻率有關(guān)，與其密度無關(guān)，故AB錯誤；C.磁鐵越靠近飛輪，飛輪處于的磁感應(yīng)強度越強，所以在飛輪轉(zhuǎn)速一定時，磁鐵越靠近飛輪，飛輪上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流越大；飛輪受到的阻力越大，故C正確；D.磁鐵和飛輪間的距離一定時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，飛輪轉(zhuǎn)速越大，則飛輪上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流越大，那么飛輪受到的阻力越大，故D正確；故選CD．三、解答題15．磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具，如圖（a）所示。它的驅(qū)動系統(tǒng)可簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形金屬框，電阻為R的金屬框置于xOy平面內(nèi)，MN長為l平行于y軸，NP寬為d平行于x軸，如圖（b）所示。軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強度B沿Ox方向按波長為的正弦規(guī)律分布，如圖（c）所示。整個磁場以一定的速率沿Ox方向勻速平移