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高考重点考点解读与针对性训练
第十三章 电磁感应
考点105 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
【考点解读】
1.涡流现象
(1)涡流:导体放在 变化 磁场中,导体内产生的 漩涡 状的感应电流。
(2)产生原因:导体内磁通量变化→感应电动势→感应电流。
产生涡流时的能量转化
(1)金属块放在变化的磁场中,则磁场能转化为电能,最终转化为内能。
(2)如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属块的机
械能转化为电能,最终转化为内能。
2.电磁阻尼
当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力总是
阻碍
导体的运动。
3.电磁驱动
如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用而运动起来。
电磁阻尼和电磁驱动比较
电磁阻尼
电磁驱动
不
同
点
成
因
由于导体在磁场中运动而产生感应电
流,从而使导体受到安培力
由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应
电流,从而使导体受到安培力
效
果
安培力的方向与导体运动方向相反,
阻碍导体运动
导体受安培力的方向与导体运动方向相同,
推动导体运动
电磁阻尼
电磁驱动
能量
转化
导体克服安培力做功,其他形
式的能转化为电能,最终转化
为内能
由于电磁感应,磁场能转化为电能,通过安培力
做功,电能转化为导体的机械能,从而对外做功
相同点
两者都是电磁感应现象,都遵循楞次定律,都是安培力阻碍引起感应电流的导体
与磁场间的相对运动
【高考真题】
1
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【典例1】.(2025 年高考北京卷)绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁
铁从弹簧原长位置由静止释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现
将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由
静止释放,振动最终也停止。则( )
A.有无线圈,磁铁经过相同的时间停止运动
B.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张趋势
C.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力最大
D.有无线圈,磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
【典例2】.(2024·湖北高考1 题)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件:房屋被雷
击后,屋内的银饰、宝刀等金属熔化了,但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为:有一
木格,其中杂贮诸器,其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢
就刀室中熔为汁,而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为( )
A.摩擦
B.声波
C.涡流
D.光照
【针对性训练】
1. (2025·四川攀枝花模拟)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,
现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间,
下列措施可行的有( )
A.增加线圈的匝数
B.提高交流电源的频率
C.将金属杯换为瓷杯
D.取走线圈中的铁芯
2
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2 (2025·重庆北碚区期末)如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。电磁制
动是一种非接触的制动方式,其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时,
会产生涡流,使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是( )
A.制动过程中,导体不会产生热量
B.如果导体反向转动,此装置将起不到制动作用
C.制动力的大小与线圈中电流的大小无关
D.线圈电流一定时,导体运动的速度越大,制动力就越大
3(2025·湖北十堰期末)下列图中的设备或元件利用涡流的是( )
4.(2025·广东容山中学期末)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原
子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM 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定磁场;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( )
3
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5 如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置。小磁块先
后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )
A.在P 和Q 中都做自由落体运动
B.在两个下落过程中的机械能都守恒
C.在P 中的下落时间比在Q 中的长
D.落至底部时在P 中的速度比在Q 中的大
6、(武汉高中联合体2024--2025 学年下学期期中联考) (多选)摩托车和汽车上装有
的磁性转速表的结构原理图如图所示,转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转,永磁
体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上,铝盘靠近永磁体,当待测物
以一定的转速旋转时,指针所指的刻度盘刻度即对应被测物的转速。下列说法
正确的是( )
A.铝盘接通电源后,通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B.永磁体转动时,铝盘中产生感应电流,感应电流使铝盘受磁场力作用而
转动
C.刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央
D.若去掉游丝和指针,使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动,铝盘就能同永磁
体完全同步转动
7. (2024 年6 月四川名校联考)下列说法错误的是( )
A.电磁炉利用涡流的原理制成,使用高频交流电加热效果更好
4
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B.导棒在磁场中运动时,会存在电磁阻尼,安培力对导棒做正功
C.磁场相对导体转动,也会产生感应电流,导体受到安培力作用运动起来,称为电磁
驱动
D.互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器就是利用此原理制成
的
8.(2024 年5 月武汉三模)为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来,小明
同学设计了以下四种方案:图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行,图甲中在
轮上固定闭合金属线圈,图乙中在轮上固定未闭合金属线圈;图丙、丁中磁场
方向与轮子的转轴垂直,图丙中在轮上固定闭合金属线框,图丁中在轮上固定
一些细金属棒。四种方案中效果最好的是( )
A.甲
B.乙 C.丙
D.丁
9. .( 2024 江西省部分重点高中高二5 月教学质量检测)晓宇将一长直玻璃管沿竖直方向固
定,将一小块磁铁由上管口位置静止释放,经时间
到达玻璃管另一端,此时速度大小为
;现在玻璃管外侧缠绕上导线,在导线的两端接一电流传感器,仍将一小块磁铁由管口
位置静止释放,经时间
到达管另一端,此时速度大小为
.下列说法正确的是( )
A.两种情形下,小磁铁均做匀变速直线运动
B.第二次穿越过程中,电流传感器有示数
C.
D.
10. (2024 年5 月湖南顶级名校高考适应性考试2)如图甲是游乐园常见的跳楼机,跳楼
机的电磁式制动原理如图乙所示。跳楼机主干柱体上交替分布着方向相反、大小相等的匀
5
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强磁场,每块磁场区域的宽度均为0.8m,高度均相同,磁感应强度的大小均为1T,中间座
椅后方固定着100 匝矩形线圈,线圈的宽度略大于磁场的宽度,高度与磁场高度相同,总
电阻为8Ω。若某次跳楼机失去其他保护,由静止从高处突然失控下落,乘客与设备的总质
量为640kg,重力加速度g 取10m/s2,忽略摩擦阻力和空气阻力,则下列说法正确的是(
)
A. 线圈中电流方向始终为逆时针
B. 跳楼机的最大速度为8m/s
C. 当跳楼机的速度为lm/s 时,线圈中感应电流为20A
D. 跳楼机速度最大时,克服安培力做功的功率为12800W
11 . (2024 山西吕梁和孝义期末)如图甲所示,线圈套在长玻璃管上,线圈的两端与电流传
感器(可看作理想电流表)相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放,磁铁下落过程中
将穿过线圈,并与玻璃管无摩擦。实验观察到如图乙所示的感应电流随时间变化的图像,
从上往下看线圈,规定顺时针方向为电流的正方向。不计空气阻力,下列判断正确的是(
)
A. 本次实验中朝下的磁极可能是N 极也可能是S 极
6
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B.
与
两段时间里图线与坐标轴围成的面积一定不相等
C. 磁铁下落过程减少的重力势能一定大于增加的动能
D. 磁铁若从更高处释放,它在穿过线圈的过程中,当电流为零时穿过线圈的磁通量会更大
12. (2024 广东潮州质检)如图所示,一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,在磁铁
正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。将磁铁托起到某一高度后放开,忽略空气阻力,则
( )
A. 磁铁最终会停止运动
B. 磁铁将做简谐振动
C. 磁铁远离线圈时,从上往下看线圈感应电流方向为顺时针方向
D. 磁铁远离线圈时,桌面对线圈的支持力大于线圈自身的重力
13. (2024 河南驻马店期末)“巴罗轮”如图所示,下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形
磁铁的磁场中,可绕转轴转动,当转轴、水银槽分别与电源的正、负极相连时,铝盘开始
转动。下列说法正确的是( )
A. 铝盘绕顺时针方向转动
B. 只改变磁场方向,铝盘转动的方向不变
C. 只改变电流方向,铝盘转动的方向不变
D. 同时改变磁场方向与电流方向,铝盘的转动方向不变
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。
14. .( 2024 学年河南新郑实验高中二模)电磁刹车系统具有刹车迅速、安全可靠、结构
简单等特点,如图所示是电磁刹车系统的示意简图。在平行的水平轨道上等间距分布
有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B,有磁场与无磁场区域的宽度均为d。
金属线圈固定在机车底部,线圈的宽为d、长为L、匝数为N、电阻为R。当质量为m
的机车(含线圈)以速度
无动力进入该区域时,金属线圈中产生感应电流并与磁场
作用形成制动效应,不计摩擦阻力,忽略机车车身通过磁场区域时产生涡流的影响,
则( )
A.金属线圈通过每个磁场区域产生的焦耳热相等
B.机车刚进入磁场时受到的安培力的大小为
C.金属线圈穿过每个磁场区域过程中速度的变化量相等
D.机车的制动距离为
15. (2024 南京重点高中期末联考)下列关于电磁感应现象的说法中,错误的是( )
A. 如图甲所示,当蹄形磁体顺时针转动时,铝框将朝相同方向转动
B. 如图乙所示的真空冶炼炉能在真空环境下,使炉内的金属产生涡流,从而炼化金属
C. 如图丙所示的变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是
为了减小发热量,提高变压器的效率
D. 如图丁所示的是毫安表的表头,运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起,这
是为了保护毫安表指针,利用了电磁驱动的原理
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