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

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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、渦流探測及渦流的防止． 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． 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． (2)交變磁場的頻率． 3．電磁灶 (1)加熱原理：磁場感應(yīng)渦流加熱． (2)優(yōu)點 ①直接加熱，熱效率高． ②無明火和炊煙，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 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可實現(xiàn)局部加熱； ⑤可實現(xiàn)自動化控制； ⑥可減少占地、熱輻射、噪聲和灰塵． 二、渦流制動與探測 1．渦流制動 (1)原理：導(dǎo)體相對于磁場運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動． (2)應(yīng)用：電表的阻尼制動、高速機車制動的渦流閘、脫水機的制動． 2．渦流探測 (1)原理：渦流與互感． (2)應(yīng)用：探測行李包中的槍支、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，

3、增大材料的電阻率． (2)實例：電機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．判斷下列說法的正誤． (1)渦流跟平時常見的感應(yīng)電流一樣，都是因穿過導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的．(　√　) (2)渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)．(　×　) (3)電磁爐是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而達到加熱和烹飪食物的目的．(　√　) (4)渦流制動時存在機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化(　√　) (5)利用渦流金屬探測器，可以探測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，其下半部處在一個水平方向的勻強磁場中，磁場

4、的上邊界是y＝a的直線(如圖中的虛線所示)．一個質(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，重力加速度為g，則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量為________________． 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中； (2)塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動． 3．產(chǎn)生渦流時的能量轉(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中，則磁場能轉(zhuǎn)化為電能，

5、最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (2)如果是金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則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． 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)的說法中正確的是(　　) A．鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關(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　鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關(guān)，故A正確；直流電不能產(chǎn)生變化的磁場，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錯誤；電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，使用電磁爐時，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，曲面處在圖中磁場中，則(　　) 圖2 A．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度小于h B．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度等于h C．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度等于h D．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度小于h 答案　BD 解析　若磁場為勻強磁場，穿過環(huán)的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，即無

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

8、磁場來快速衰減其微小振動，如圖3所示．無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒定磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右振動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)振動時，紫銅薄板隨之上下及左右振動，都會使穿過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，故A正確；在B、D圖中，只有紫銅薄板左右振動才產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下振動無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B、D錯誤；在C圖中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤． 例4　金屬探測器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢場所，關(guān)于金屬探測器

9、的論述正確的是(　　) A．金屬探測器可用于食品生產(chǎn)，防止細(xì)小的砂石顆粒混入食品中 B．金屬探測器探測地雷時，探測器的線圈中產(chǎn)生渦流 C．金屬探測器探測金屬時，被測金屬中感應(yīng)出渦流 D．探測過程中金屬探測器與被測物體相對靜止與相對運動探測效果相同 答案　C 解析　金屬探測器只能探測金屬，不能探測細(xì)小的砂石顆粒，故A錯誤；金屬探測器探測金屬時，被測金屬中感應(yīng)出渦流，故B錯誤，C正確；當(dāng)探測器對于被測金屬發(fā)生相對移動時，金屬所在磁場相對變化較快，在金屬中產(chǎn)生的渦流更強，檢測效果更好，故D錯誤． 1．(對渦流的理解)(多選)對變壓器和電動機中的渦流的認(rèn)識，以下說法正確的是(　　)

10、 A．渦流會使鐵芯溫度升高，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，變壓器和電動機的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯 D．渦流產(chǎn)生于線圈中，對原電流起阻礙作用 答案　AB 解析　變壓器和電動機中產(chǎn)生的渦流會使溫度升高消耗能量，同時會減少線圈絕緣材料的壽命，選項A、B正確；變壓器和電動機的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來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C錯誤；渦流產(chǎn)生于鐵芯中，選項D錯誤． 2．(渦流加熱)電磁爐熱效率高達90%，爐面無明火，無煙，無廢氣，“火力”強勁，安全可靠．圖4所示是描述電磁爐

11、工作原理的示意圖，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．當(dāng)恒定電流通過線圈時，會產(chǎn)生恒定磁場，恒定磁場越強，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產(chǎn)生的，所加的電流是交流，不是直流，故A錯誤．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，進而發(fā)熱工作，故B正確；在鍋和電磁爐中間放一紙板，不會影響電磁爐的加熱作用，故C錯誤．金屬鍋自身產(chǎn)生無數(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，不會產(chǎn)生渦流，故D錯誤． 3．(渦流制動)在水平放置的光滑絕緣導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個條形磁鐵，如圖5所示．現(xiàn)有銅、鋁和有機玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們分別從導(dǎo)軌上的A點以某一初速度向磁鐵滑去．各滑塊在向磁鐵運動的過程中(　　) 圖5 A．都做勻速運動 B．甲、乙做加速運動 C．甲、乙做減速運動 D．乙、丙做勻速運動 答案　C 解析　甲、乙向磁鐵靠近時要產(chǎn)生渦流，受渦流制動作用，做減速運動，丙則不會產(chǎn)生渦流，只能勻速運動． 4．(渦流探測)(2018·龍巖市六校高二下學(xué)期期中)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一．如圖6所示，

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

14、通過線圈的交變電流是周期性變化的，故在待測工件內(nèi)產(chǎn)生的渦流也是周期性變化的，可知通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力，故D正確． 考點一　渦流的理解、利用和防止 1．下列關(guān)于渦流的說法中正確的是(　　) A．渦流跟平時常見的感應(yīng)電流一樣，都是因為穿過導(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錯誤；硅鋼中產(chǎn)生的渦流較小，D錯誤． 2.如圖1所

15、示，在一個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，一段時間后，一個容器中水溫升高，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，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B錯誤；通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，小鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(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在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會升溫，C正確，D錯誤． 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，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來．若要縮短上述加熱時間，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)題意要縮短加熱時間，只需要提高感應(yīng)電動勢，所以增加線圈的匝數(shù)、提高交流電源的頻率都可以實現(xiàn)，A、B項正確；取走線圈中的鐵芯，對應(yīng)的感應(yīng)電動勢變小，故D項錯誤；將金屬杯換為瓷杯，渦流消失，故C項錯誤． 4．(多選)如圖3所示，關(guān)于渦流，下列說法中正確的是(　　) 圖3 A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置 B．家用電磁爐工作時在電磁爐的面板上產(chǎn)生

17、渦流來加熱食物 C．阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動 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熔化金屬對其進行冶煉的，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，當(dāng)將鐵質(zhì)鍋具放置在爐面時，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，不是通過面板上產(chǎn)生渦流來加熱食物，故B錯誤；阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動，當(dāng)金屬板從磁場中穿過時，金屬板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會對金屬板的運動產(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．機場、車站和重要活動場所的安檢門可以探測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”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，它的工作原理：當(dāng)接通電源時，內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁感線穿過封口鋁箔材料時，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，達到迅速封口的目的．下列有關(guān)說法正確的是(　　) 圖4 A．封口材料可用普通塑料來代替鋁箔 B．該封口機可用干電池作為電源以方便攜帶 C．封口過程中溫度過高，可適當(dāng)減

20、小所通電流的頻率來解決 D．該封口機適用于玻璃、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　由于封口機利用了電磁感應(yīng)原理，故封口材料必須是金屬類材料，而且電源必須是交流電源，A、B錯誤；減小內(nèi)置線圈中所通電流的頻率可降低封口過程中產(chǎn)生的熱量，即控制溫度，C正確；封口材料應(yīng)是金屬類材料，但對應(yīng)被封口的容器不能是金屬，否則同樣會被熔化，D正確． 考點二　對渦流制動和渦流探測的理解 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

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)指針擺動時，1隨之轉(zhuǎn)動，2是磁鐵，那么在1中產(chǎn)生渦流，2對1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動；總之不管1向哪個方向轉(zhuǎn)動，2對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，選項A、D正確． 8．(多選)安檢門是一個用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過“門”時能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警．以下關(guān)于這個安檢門的說法正確的是(　　) A．這個安檢門能檢查出毒品攜帶者 B．這個安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者 C．如果這個“門框”的線圈中通

22、上恒定電流，也能檢查出金屬物品攜帶者 D．這個安檢門工作時，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　這個安檢門是利用渦流工作的，因而只能檢查出金屬物品攜帶者，A錯，B對．若“門框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場，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．安檢門工作時，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． 9.如圖6所示，金屬探測器是用來探測金屬的儀器，關(guān)于其工作原理，下列說法正確的是(　　) 圖6 A．探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 B．只有有磁性的金屬才會被探測器探測到 C．探測到金屬是因為金屬中產(chǎn)生了渦

23、流 D．探測到金屬是因為探測器中產(chǎn)生了渦流 答案　C 解析　金屬探測器探測金屬時，探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生變化的磁場，被測金屬中產(chǎn)生了渦流，故選項A、D錯誤，C正確；所有的金屬都能在變化的磁場中產(chǎn)生渦流，選項B錯誤． 10．如圖7所示，使一個銅盤繞其豎直的軸OO′轉(zhuǎn)動，且假設(shè)摩擦等阻力不計，轉(zhuǎn)動是勻速的．現(xiàn)把一個蹄形磁鐵移近銅盤，則(　　) 圖7 A．銅盤的轉(zhuǎn)動將變慢 B．銅盤的轉(zhuǎn)動將變快 C．銅盤仍以原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動 D．銅盤的轉(zhuǎn)動速度是否變化，要根據(jù)磁鐵上下兩端的極性來決定 答案　A 11．甲、乙兩個完全相同的銅環(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、時開始轉(zhuǎn)動，由于阻力作用，經(jīng)相同的時間后停止，若將圓環(huán)置于如圖8所示的勻強磁場中，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，現(xiàn)讓甲、乙兩環(huán)同時以相同的初始角速度開始轉(zhuǎn)動后，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)同時停下 D．兩環(huán)都不會停下 答案　A 解析　當(dāng)銅環(huán)轉(zhuǎn)動時，乙環(huán)一直與磁場方向平行，穿過乙環(huán)的磁通量始終為零，穿過甲環(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)與磁場間的相對運動，故甲環(huán)先停止運動，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、鋁板正上方通過細(xì)線將磁性小球懸掛于O點，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，鋁板始終保持靜止，下列判斷中正確的是(　　) 圖9 A．小球停止運動主要是鋁板磁化的結(jié)果 B．小球由a擺至b過程，桌面對鋁板的摩擦力向左 C．由于電磁感應(yīng)，小球最后可能不停在最低點 D．小球由b擺至c過程，鋁板對桌面的壓力大于重力 答案　B 解析　小球由a擺至c過程，穿過鋁板的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)磁場阻礙磁性小球與鋁板的相對運動．小球由a擺至b過程，鋁板對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，桌面對鋁板的摩擦力向左，故A錯誤，B正確；小球由b

26、擺至c過程，鋁板對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；鋁板對桌面的壓力小于重力，故D錯誤；由能量守恒可知，磁性小球的機械能轉(zhuǎn)化為鋁板的內(nèi)能，最終小球停在最低點，故C錯誤． 考點三　渦流的綜合應(yīng)用 13．一個半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)，用一根長為L的絕緣細(xì)繩懸掛于O點，離O點下方處有一寬度為、垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，如圖10所示．現(xiàn)使圓環(huán)從與懸點O等高位置A處由靜止釋放(細(xì)繩張直，忽略空氣阻力)，擺動過程中金屬圓環(huán)所在平面始終垂直于磁場方向，則在達到穩(wěn)定擺動的整個過程中，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)在進入磁場和離開磁場時，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，機械能減少，最后圓環(huán)在磁場下面擺動，機械能守恒．在整個過程中減少的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻苟鸁?，在達到穩(wěn)定擺動的整個過程中，金屬圓環(huán)減少的機械能為mg(L＋r)． 14.(多選)低頻電渦流傳感器可用來測量自動化生產(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，它周圍會產(chǎn)生交變磁場，其正下方有一個與電表連接的線圈L2，金屬板置于L1、L2之間．當(dāng)線圈L1產(chǎn)生的變化磁場透過金屬板，L2中會產(chǎn)生感應(yīng)電流．由于金屬板厚度不同，吸收電磁能量強弱不同，導(dǎo)致L2中感應(yīng)電流的強弱不同，則(　　) 圖11 A．金屬板吸收電磁能量，是由于穿過金屬板的磁場發(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中通過交變電流時，根據(jù)安培定則知，穿過金屬板的磁場發(fā)生變化從而出現(xiàn)變化的電場導(dǎo)致金屬板內(nèi)產(chǎn)生渦流，進而產(chǎn)生磁場能，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，B錯誤；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C錯誤，D正確． 13