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2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题64 自感与互感、涡流、电磁阻尼和驱动
特训目标
特训内容
目标1
自感与互感（1T—4T）
目标2
涡流（5T—8T）
目标3
电磁阻尼（9T—12T）
目标4
电磁驱动（13T—16T）
【特训典例】
一、自感与互感
1．如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑
温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S 的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由
传感器得到的电压
随时间变化的图像。不计电源内阻及电感线圈
的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．开关S 闭合瞬间，流经灯
和
的电流相等
B．开关S 闭合瞬间至断开前，流经灯
的电流保持不变
C．开关S 断开瞬间，灯
闪亮一下再熄灭
D．根据题中信息，可以推算出图乙中
【答案】A
【详解】AB．开关S 闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯
和
串联，流
经灯
和
的电流相等，设每个灯泡的电阻为R，故
稳定后灯
和
并联再与
串联，流过
1
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的电流为
故A 正确，B 错误；
C．开关S 断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯
和
提供电流，又因为
电路稳定的时候，流经灯
和
的电流相等，所以灯
逐渐熄灭，故C 错误；
D．开关S 闭合瞬间，灯
和
串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律
电路稳定后，
流过D3的电流为
开关S 断开瞬间，电感线圈能够为
和
提供与之前等大电流，故其两
端电压为
所以
故D 错误。故选A。
2．某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U 恒定，
、
为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的
图像如图乙所示，关于该实验，下
列说法错误的是（ ）
A．该实验演示的是断电自感现象
B．线圈的直流电阻大于灯泡的电阻
C．断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
D．乙图中的a 曲线表示电流传感器A1测得的数据
【答案】BD
【详解】A．由图像乙得，从计时开始两条支路都存在电流，分别是
和
，断开K 后瞬间，L 的电流要减
2
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小，于是L 中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，电流逐渐减小为零；因此本实验是：开关断开，电
路中产生了感应电流，演示断电自感现象，A 正确，不符合题意；
BCD．断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如
曲线a 所示，乙图中的曲线a 表示电流传感器A2测得的数据；
说明电感的直流电阻是小于灯泡的电
阻的；断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电
流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，C 正确，
不符合题意、BD 错误，符合题意。故选BD。
3．如图所示的甲、乙电路中，
、
为两盏完全相同的灯泡，
、
是自感系数很大、直流电阻值大于
灯泡阻值的自感线圈，
为电源，
、
为开关，在演示自感现象的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关
时，通过
电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定
B．闭合开关
时，通过
电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定
C．断开开关
时，通过
电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变
D．断开开关
时，通过
电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变
【答案】BC
【详解】A．闭合开关
时，由自感现象可知，通过
电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮，选项A 错误；
B．闭合开关
时，通过
电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定，选项B 正确；
C．断开开关
时，自感线圈L1与灯A1和电阻组成回路，由自感现象可知，通过
电流逐渐减小，灯泡逐
3
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渐变暗，电流方向不变，选项C 正确；
D．如下图所示，电路中稳态电流为
、
，因自感线圈直流电阻值大于灯泡阻值，则
断开开关
时，灯泡逐渐变暗，灯泡中电流方向改变，选项D 错误。
故选BC。
4．如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D 连接，线圈L 的直流电阻不计。下列说法正确的是
（ ）
A．闭合开关S 后，A1、A2会立刻亮，电流由a 指向b
B．闭合开关S 稳定后，A1、A2亮度相同，电流由a 指向b
C．断开S 的瞬间，a 点的电势比b 点低
D．断开S 的瞬间，A1会逐渐熄灭，电流由a 指向b
【答案】AC
【详解】A．闭合开关S 后，线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立刻亮，电流由a 指向b，
故A 正确；
B．闭合开关S 稳定后，因线圈L 的直流电阻不计，所以A1与二极管被短路，导致灯泡A1不亮，而A2将更
亮，因此A1、A2亮度不同，电流由a 指向b，故B 错误；
CD．断开S 的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L 与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a 端的
电势低于b 端，而二极管具有单向导电性，所以回路没有感应电流，A1也立即熄灭，故C 正确，D 错误。
故选AC。
二、涡流
5．电磁炉是目前家庭常用的炊具，由线圈盘、陶瓷面板等部件组成，如下图所示。下列说法正确的是（
）
4
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A．电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的
B．电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物
C．锅底越是靠近陶瓷面板，锅的加热效果就越好
D．电磁炉加热食物时线圈盘中通有恒定电流
【答案】C
【详解】电磁炉是在线圈中通有交变电流，产生变化的磁场，在锅底产生涡流进行加热食物的，锅底越是
靠近陶瓷面板，产生的涡流就越强，锅的加热效果就越好。
故选C。
6．外环线圈中通有正弦交流电，它产生的磁场会与所遇的金属物发生作用，导致金属物自身也会产生微
弱的电流，来自金属物的磁场进入内环线圈被接收到后，检测器会发出报警声。若外环线圈某时刻产生向
下且增强的磁场，则下列说法中正确的是（ ）
A．此时金属物产生的感应磁场的方向竖直向下
B．此时金属物中的涡流从上往下看是沿顺时针方向
C．金属物发出的磁场穿过内环线圈时，内环线圈会产生微弱的电流
D．金属物发出磁场是一种电磁感应现象
【答案】C
【详解】AB．由题知探测器发射线圈发出的磁场竖直向下且增强，根据楞次定律可确定金属物中感应电流
产生的磁场方向应竖直向上，用安培定则可判断金属物中的感应电流的方向，从上往下看是逆时针方向，
故AB 错误；
C．金属物发出的磁场穿过接收线圈时，会引起接收线圈产生微弱的电流，使探测器报警，故C 正确；
5
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D．金属物发出磁场是因为金属物内有电流产生，电流周围存在磁场，是电流的磁效应现象，故D 错误。
故选C。
7．金属冶炼炉的示意图如图。炉内装入被冶炼的金属，线圈通入某种电流，这时被冶炼的金属就能熔化，
这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特种金属。有
关该金属冶炼炉，下列说法正确的是（ ）
A．利用线圈中电流的热效应
B．利用变化的电流在金属中产生的电流的热效应
C．电流变化得越快，金属熔化得越快
D．炉中金属的电阻率越大，金属熔化得越快
【答案】BC
【详解】AB．依据产生涡流的条件，线圈中应通入变化的电流，该电流产生变化的磁场，才会在金属中产
生涡流从而使金属熔化，故A 错误，B 正确；
CD．根据法拉第电磁感应定律可知，电流变化越快、金属的电阻率越小，在金属中产生的感应电流就越大，
金属熔化得就越快，故C 正确，D 错误。
故选BC。
8．如图是高频焊接原理示意图。当线圈中通以变化的电流时，待焊接的金属工件的焊缝处就会产生大量
热量将金属熔化，把工件焊接在一起。下列说法正确的是（ ）
A．电源的频率越高，工件中的感应电流越大
B．电源的频率越低，焊缝处的温度升高得越快
C．焊缝处产生大量的热量是因为焊缝处的电流大
D．焊缝处产生大量的热量是因为焊缝处的电阻大
【答案】AD
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【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律，电源的频率越高，感应电动势越大，工件中的感应电流越大，焊
缝处的温度升高得越快，A 正确，B 错误；
CD．根据电阻定律，焊缝处产生大量的热量是因为焊缝处接触面积小，电阻大，C 错误，D 正确。
故选AD。
三、电磁阻尼
9．10 月26 日11 时14 分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F 遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成
功发射，飞船入轨后，将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接，航天器对接时存在一定的
相对速度，由于航天器的质量大，对接时产生的动能比较大，为了减少对接过程中产生的震动和撞击，对
接机构内部采用了电磁阻尼器消耗对接能量。如图为某电磁阻尼器的简化原理图，当质量块上下移动时会
带动磁心一起运动，磁心下方为N 极，下列说法正确的是（ ）
A．当质量块带动磁心下移时，线圈有扩张趋势
B．当质量块带动磁心下移时，通过电阻R 的电流向上
C．整个过程对应的是电能向磁场能转换
D．减小线圈匝数，阻尼效果增强
【答案】B
【详解】A．当质量块带动磁心下移时，线圈磁通量增大，根据“增缩减扩”，线圈有收缩趋势，A 错误；
B．根据楞次定律，线圈中磁场方向向下，磁通量增大，则通过电阻R 的感应电流向上，B 正确；
C．整个过程对应的是动能向电能转换，C 错误；
D．减小线圈匝数，产生的感应电流较小，阻尼效果减弱，D 错误。
故选B。
10．2023 年3 月22 日02 时至20 时，北京市阵风7 级左右，山区阵风高达9 级，并伴有沙尘暴，给人们的
出行带来困难。北京中信大厦（中国尊）上的电磁阻尼器出现了摆动，及时对大厦进行减振，示意图如图
所示，下列说法正确的是（ ）
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A．风速越大，导体板中磁通量变化率越小
B．风速越大，导体板内产生的感应电动势越小
C．风速越大，导体板内电涡流越小
D．导体板内电涡流对永磁铁的电磁阻力是中信大厦（中国尊）减振的原因
【答案】D
【详解】ABC．风速越大，永磁铁与可摆动质量块摆动越厉害，导体板中磁通量变化率越大，由电磁感应
定律可知，导体板中产生的感应电动势越大，产生的电涡流也越大，ABC 错误；
D．导体板内的电涡流与永磁铁间的电磁阻力，是中信大厦（中国尊）减振的原因，D 正确。
故选D。
11．为了有效隔离外界振动对
的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁
场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，
对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】该装置的原理是利用电磁阻尼。薄板出现扰动时，穿过薄板表面的磁通量如果发生变化，就会产
生感应电流，薄板就会受到安培力作用，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。
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A．薄板上、下、左、右运动时，磁通量都会发生变化，所以都会产生感应电流，所以都会受到安培力作
用而很快停下来，故A 正确；
B．薄板只有向左运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，
而向上、向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故B 错误；
C．板只有向左运动较大距离时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快
停下来，而向上向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故C 错误；
D．薄板只有向左、向右运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快
停下来，而向上、向下运动时，则不会产生感应电流，故D 错误。
故选A。
12．游乐场中过山车的“磁力刹车装置”如图所示。在过山车两侧安装铜片，停车区的轨道两侧安装强力
磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与强力磁铁的相互作用使过山车能很快地停下。下列说法正确的是（
）
A．过山车进入停车区时其动能转化成电能
B．过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流
C．把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果
D．过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速
【答案】ABD
【详解】ABD．铜片切割磁感线产生感应电流，便受到安培力使过山车减速，过山车的动能转化成了电能，
ABD 正确；
C．玻璃片不是导体，不能发生电磁感应，达不到同样的刹车效果，故C 错误。
故选ABD。
四、电磁驱动
13．将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5 号干电池的正极上（线框上端的弯折位
置与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q 与磁铁表面保
持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电
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动机”，下列说法中正确的是（ ）
A．线框会转动起来是因为线框中产生的感应电流受到了安培力的作用
B．如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向不会改变
C．电池的输出功率一定大于线圈转动的机械功率
D．线框由静止开始转动的过程中，通过线框中的电流大小始终不变
【答案】C
【详解】AB．假设磁铁下端为N 极，上端为S 极，则线框周围的磁感线向上，一定会有垂直导线向上的分
量，由于线框的下端靠近磁极，所以受力起主要作用，根据电池正负极画出电流的方向如图，根据左手定
则判断安培力的方向如图，说明线框从上向下看，逆时针转动。
改变磁场的方向，根据上述原理可知线框转动的方向改变，AB 错误；
C．电池的输出功率等于线圈转动的机械功率与电阻的热功率之和，C 正确；
D．线框从静止开始旋转达到稳定的过程中，导线框切割磁感线会产生反电动势，电流会减小，D 错误。
故选C。
14．如图所示是一个趣味实验中的“电磁小火车”，“小火车”是一节两端都吸有强磁铁的干电池，发现
两端的强磁铁无论是同名相对还是异名相对，都能牢牢地吸附在干电池上。“轨道”是用裸铜线绕成的螺
线管，螺线管的口径较“小火车”大。将“小火车”放入螺线管内，在电池的正负极之间的一段螺线管上
形成电流，小火车就会沿螺线管运动。则（ ）
A．“小火车”因为电池两端磁铁之间的排斥力而运动
B．“小火车”通过电池两端磁铁与通电螺线管之间的相互作用而运动
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C．干电池正负极对调后，“小火车”运动方向将不变
D．“小火车”放入表面无绝缘层的裸露铜管内也会沿铜管运动
【答案】B
【详解】AB．将干电池与强磁铁组成的“小火车”放入裸铜线绕成的螺线管内，干电池的正负极与接触的
铜线绕成的螺线管中形成电流，该部分螺线管产生磁场，由于干电池两端都吸有强磁铁，进而驱使其运动，
A 错误，B 正确；
C．只将干电池的正负极对调，则螺线管产生的磁场的方向也改变，小火车两侧磁铁所受磁场力方向也会
改变，“小火车”运动方向将发生变化，C 错误；
D．若将“小火车”放入表面无绝缘层的裸露铜管后，若“小火车”沿铜管运动，则电池的正负极之外的
裸露铜管中会形成感应电流，根据楞次定律，该感应电流会阻碍磁铁的运动，因此“小火车”放入表面无
绝缘层的裸露铜管内，“小火车”不会沿铜管运动，D 错误。
故选B。
15．飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动的原理如图所示，当固定线圈上突然通过
直流电流时，线圈附近的金属环会被弹射出去。现在固定线圈左侧的同一位置，先后放置两个分别由铜和
铝制成的闭合金属环。已知两环横截面积相等，形状、大小相同，且电阻率
，合上开关S 瞬间（
）
A．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
B．若将铜环放置在线圈右方，环将向右运动
C．从左侧看，环中感应电流的方向沿顺时针方向
D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射
【答案】BC
【详解】A.铜环和铝环中产生的感应电动势相同，由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环
受到的安培力要大于铝环，故A 错误；
B．若环放在线圈右方，根据楞次定律判断线圈中产生从右边看逆时针方向的电流，则原线圈对环有向右
的安培力，即环将向右运动，故B 正确；
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C.线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，感应
电流由左侧看为顺时针，故C 正确；
D．由增反减同可知，电池正负极调换后，放在左边的金属环仍受力向左，故仍将向左弹出，故D 错误。
故选BC。
16．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．线圈转动时将产生变化的电流
D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda
【答案】BC
【详解】AB.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.
CD.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；
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