高中物理考题精选（62）——涡流1、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．取走线圈中的铁芯答案AB解析 本题考查交变电流中涡流的产生。解题的关键是要弄清杯内水沸腾的原因和决定的因素。交变电流在铁芯中产生交变磁场，金属杯不会产生感应电流而发热，从而使杯内水沸腾。增加线圈的匝数和提高交流电源的频率都可以增大金属杯产生的电流，可缩短加热时间，选项A，B正确；将金属杯换成瓷杯，变化磁场不能使它产生电流，也就不能使水加热，选项C错误；取走线圈中的铁芯，会减小周围的磁场，金属杯产生的电流会减小，从而增加水沸腾的时间，选项D错误。借助生活中的装置考查物理知识是高考中常见题型。2、磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是_____________（选填“防止”或“利用”）涡流而设计的，起________________（选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）的作用。答案解：常用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动．而塑料做骨架达不到电磁阻尼的作用，这样做的目的是利用涡流；故答案为：利用，电磁阻尼．3、如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图．高频感应炉中装有待冶炼的金属，当线圈中通有电流时，通过产生涡流来熔化金属．以下关于高频感应炉的说法中正确的是( )A．高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流-10-\nB．高频感应炉的线圈中通有恒定的电流，也可以产生涡流C．高频感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的D．高频感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的答案选A.变化的电流才能产生变化的磁场，引起磁通量的变化，产生电磁感应现象，恒定电流不会使感应炉中的磁通量发生变化，不会有涡流产生，选项A对、B错；当感应炉内装入待冶炼的金属时，会在待冶炼的金属中直接产生涡流来加热金属，而不是利用线圈中电流产生的焦耳热，也不是利用线圈中电流产生的磁场加热，C、D错误．4、变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一整块硅钢，这是为了( )A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，降低变压器的效率C．增大涡流，减小铁芯的发热量D．减小涡流，减小铁芯的发热量答案选D.涡流的主要效应之一就是热效应，而变压器的铁芯发热是我们所不希望出现的，故不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的是减少涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率．选D.5、电磁灶是利用电磁感应引起的涡流加热的原理来工作的，它主要是由感应加热线圈、灶台台板和烹饪锅等组成，如图所示．电磁灶的台面下布满了线圈，当通过高频交流电时，在台板和金属锅之间产生交变磁场，磁感线穿过锅体，产生感应电流——涡流，这种感应电流在金属锅体中产生热效应，从而达到加热和烹饪食物的目的．下列可导致加热效果明显的是( )A．交流电的频率增加B．交流电的频率降低C．将金属锅换成陶瓷锅D．将底面积较大的锅换成底面积较小的锅-10-\n答案解析：选A.逐项分析如下：选项诊断结论A交流电的频率增加，说明电流变化快，所产生的磁场变化快，产生的感应电动势大，产生的涡流大，加热效果越明显√B与A选项相反×C陶瓷锅不能形成涡流，加热效果差×D锅底面积越小，形成涡流的范围越小，加热效果差×6、关于涡流，下列说法中正确是（ ）A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流答案ACD解析A、高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确；B、电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，铁磁性锅体被磁化，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流，恒定磁场不会产生涡流，故B错误；C、阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确；D、在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是为了减小涡流，故D正确。7、-10-\n如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是：（ ）A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电流大答案AC 8、如图所示为电磁炉,无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势所在.电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场,当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时,即会产生无数小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物.下列相关说法中正确的是( )A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好C.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D.提高磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果答案CD解析:由电磁感应原理可知,锅体中的涡流是由变化的磁场产生的,且提高磁场变化的频率,产生的感应电动势变大,可提高电磁炉的加热效果.故选项C、D正确.-10-\n9、实验高中南、北校区之间要辅设一条输电线路，该线路要横穿两校区之间的公路，为了保护线路不至被压坏，必须在地下预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．校方将该要求在学校的物理探究小组中公布并征求电线穿管的方案．经过遴选，目前有如图所示的两种方案进入最后的讨论阶段：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过．如果输电导线输送的电流很强大，那么，下列讨论的结果正确的是（）A．若输送的电流是恒定电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的B．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的C．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的D．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的答案B 解析：输电线周围存在磁场，交变电流产生变化的磁场，可在金属管中产生涡流，当输电线上电流很大时，强大的涡流有可能将金属管融化，造成事故，就是达不到金属管融化造成事故的程度，能量损失也是不可避免的，所以甲方案是不可行的．在乙方案中，两条电线中的电流方向相反，产生的磁场互相抵消，金属管中不会产生涡流是可行的，此题类似于课本中提到的“双线并绕”．综上所述，选项B正确．10、下列说法正确的是（）A、观看“3D电影”所带眼镜镜片为偏振片，两镜片透振方向互相平行B、“电信提速，光纤入户”的优势主要指：抗干扰性强，容纳的信息量大C、在微波炉中加热食品不能使用金属器皿，是避免金属因微波产生强大涡流而熔化D、在电磁炉上加热食品须使用金属器皿，是利用金属因交变电流产生的涡流发热答案-10-\n11、机场、车站和重要活动场所的安检门都安装有金属探测器，其探测金属物的原理简化为：探测器中有一个通有交变电流的线圈，当线圈周围有金属物时，金属物中会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使探测器报警。设线圈中交变电流的大小为I、频率为f，要提高探测器的灵敏度，可采取的措施有A．增大I B．减小f C．增大f D．同时减小I和f答案AC解析：增大线圈中交变电流的大小I和频率f，可使金属物中产生的涡流增大，提高探测器的灵敏度，选项AC正确。12、下列说法正确的是（）A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流C.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大D.涡流的形成一定遵循法拉第电磁感应定律答案AD13、下列说法正确的是( )A．电容的定义式表明：电容C与电量Q成正比，与电压U成反比B．负电荷在电场中电势越高的地方具有的电势能越多C．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关D．用硅钢片做变压器铁芯是为减小涡流答案CD14、关于涡流现象及其应用的说法，正确的是（）A．电磁炉应用涡流发热 B．由恒定直流电可以产生涡流C．生产和生活中的涡流总是有益的 D．产生涡流时，热能转化为电能答案A15、-10-\n如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为，下落距离为0.8R时电动势大小为，忽略涡流损耗和边缘效应.关于、的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是 （ ） A．>，a端为正 B．>，b端为正C．<，a端为正 D．<，b端为正答案D16、唱卡拉OK用的麦克风内都有传感器，其中有一种是动圈式传感器，它的结构原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当膜片振动时，就可输出电信号。下列说法正确的是 （ ） A．这种传感器是利用电流的磁效应来工作的 B．这种传感器的工作原理是电流通过线圈使其在磁场中受力来推动膜片振动 C．膜片振动时，金属线圈中会因磁通量变化而产生感应电流 D．传感器产生的感应电流的频率，与声音信号的频率相同答案CD17、如图所示是高频焊接的原理示意图，将待焊接的金属工件放在导线做成的线圈内，线圈中通过高频的交变电流，已知待焊接的圆形金属工件半径r=10cm掉接时，线圈通电后产生垂直于工件所在平面的变化磁场，磁场的磁感应的变化率为100（T/s）。焊接处的接触电阻值为工件非焊接部分电电阻的99倍。工件非焊接部分每单位长度上的电阻R0=103。缝非常狭窄，求焊接过程中焊接处产生的热功率。（取2=10，不计温度变化对电阻的影响）。-10-\n答案4.95×10-4W18、磁带录音机既可录音也可放音，其主要结构有绕有线圈的磁头和靠近磁头匀速运行的磁带，如图。不论是录音或放音过程。磁带或磁隙软铁会存在磁化现象。以下对于录音或放音过程工作原理的描述正确的有（ ）A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D．放音和录音的主要原理都是电磁感应答案A19、普通录音机是通过一个磁头来录音的。磁头的结构如图，在一个环形铁心上绕一组线圈，铁心有个缝隙，工作时，磁带就贴着缝隙移动。录音时、磁头线圈跟微音器相连，磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化且有剩磁。微音器的作用是把声音变化转化成电流变化，普通录音机是根据物理学___________________来工作的。答案电流的磁效应20、如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是 （ ）-10-\nA. 放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应B. 录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应C. 放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D. 放音和录音的主要原理都是电磁感应答案A21、如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈是通过高频交流电的线圈，是自行车的零件，是待焊接的接口，接口两端接触在一起。当中通有交变电流时，中会产生感应电流，使得接口处金属熔化而焊接起来。 （1）为什么在其它条件不变的情况下，交变电流的频率越高，焊接越快？ （2）为什么焊接过程中，接口处已被熔化而零件的其它部分并不很热？答案（1）磁通量变化率大，感应电动势和感应电流都变大，生热功率随着变大。 （2）接口处电阻大，串联电路中电流强度处处相等，电阻大的地方生热快。22、如图是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交 流电的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当A中通有交流电时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起来。（1）试分析说明，焊接的快慢与交流电频率有什么关系?_______________________________________________。（2）试解释，为什么焊接过程中，接口a处已被熔化而零件的其它部分并不很热?-10-\n_______________________________________________。答案（1）A中交流电的频率越高，B中磁通量变化率越大，产生的应电动势越大，感应电流I越大，电流热功率P=I2R也越大，焊接越快。 （2）B中各处电流大小相等，但接口a处电阻大，电流热功率大；而其它部分电阻小，电流热功率小，所以接口a处已被熔化而零件的其它部分并不很热。23、吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者，电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美音乐声。如图是拾音器的结构示意图，多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦（电吉他不能使用尼龙弦）之间，当弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流。关于感应电流，以下说法正确的是（ ）A．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是恒定的 B．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变 C．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变。方向变化 D．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化答案D-10-
