2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动专项测试（Word版含答案）

2.3、涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一、选择题（共17题）
1．.安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈’线圈中通有变化的电流.如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警，关于这个安检门的以下说法正确的是（　　）
A．安检门能检查出毒贩携带的毒品
B．安检门能检查出旅客携带的水果刀
C．如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作
D．安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理
2．下列物理情景不属于电磁阻尼应用的是（　　）
A．选用铝框做磁电式电表骨架
B． 在运输灵敏电流表时用导线把两接线柱连在一起
C． 魔术师将小圆柱形磁体从竖直放置的空心铝管上端管口放入表演失重魔术
D． 延时继电器控制高压电路开闭时
3．下列哪些做法是减少涡流的产生　　
A．在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯
B．电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成
C．在电磁冶金中，把交变电流改成直流
D．一些大型用电器采用特制的安全开关
4．下列有关电磁灶的工作情况的描述正确的是（ ）
A．电磁灶是利用电阻丝通电后发热给食物加热的
B．电磁灶是利用电磁感应现象产生的感应电流给食物加热的
C．可以用陶瓷制品放在电磁灶上给食物加热
D．电磁灶工作时灶面温度很高，远大于室内温度
5．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为高频感应炉的示意图．冶炼炉内盛有待冶炼的金属，线圈通入高频交变电流．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，因此适用于冶炼特种金属和贵重金属，该炉的加热原理是 （ ）
A．利用线圈电流产生的焦耳热
B．利用线圈电流产生的红外线
C．利用线圈电流的磁场在炉内产生的涡流
D．利用线圈电流的磁场激发的微波
6．关于电磁感应现象，下列叙述不正确的有（ ）
A．真空冶炼炉是利用涡流工作的
B．法拉第发现了电磁感应现象，并利用电磁感应原理制成了人类历史上第一台发电机
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律
D．楞次发现了电流的磁效应，并提出了楞次定律
7．学完电磁感应涡流的知识后，某个同学回家制作了一个简易加热器，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．降低交流电源的频率
B．增加线圈的匝数
C．将金属杯换为陶瓷杯
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源
8．变压器的铁芯是利用硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为（　　）
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减小涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
D．减小铁芯中的电阻，以减小发热量
9．安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。若工作过程中某段时间内通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法正确的是（电流方向判断均从左向右观察）（　　）
A．有金属片通过时，金属片中会感应出涡流
B．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流的方向可能改变
C．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流的方向为顺时针
D．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流可能逐渐减小
10．法拉第发现电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代，下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象（　　）
A．电磁炉 B．回旋加速器 C．示波管 D．指南针
11．如图所示为大型考试用到的金属探测器，工作时，其内部的探测器线圈内通有正弦交流电，关于探测器的工作原理，下列说法不正确的是（ ）
A．探测器线圈中通有频率越低的交流电，越容易探测出金属物品
B．探测器线圈中正弦交流电会产生变化的磁场
C．探测器附近有金属时，金属中会产生涡流
D．探测器附近有金属时，探测器线圈中电流会发生变化
12．下列关于涡流的说法中正确的是(　　)
A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
B．涡流不是感应电流，而是一种区别于感应电流的特殊电流
C．涡流有热效应，但没有磁效应
D．在硅钢中不能产生涡流
13．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　）
A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会反向转动，且跟磁体转动的一样快
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属
C．丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能不变，所需时间变短
D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理
14．电磁炉具有无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等优势。电流流过电磁炉线圈产生磁场，当磁场发生变化时，铁质锅底部会产生无数小涡流，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．电磁炉是利用互感原理工作的
B．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
C．锅体可以用不导电的陶瓷制成
D．提高磁场变化的频率，不会增强电磁炉的加热效果
15．下列列举的四种器件中，工作时利用了电磁感应的是( )
A． B．
C．D．
16．如图所示，足够长的光滑斜面中间虚线区域内有一垂直于斜面向上的匀强磁场，一正方形线框从斜面底端以一定初速度上滑，线框越过虚线进入磁场，最后又回到斜面底端，则下列说法中正确的是（ ）
A．上滑过程线框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热
B．上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热
C．上滑过程线框克服重力做功的平均功率等于下滑过程中重力的平均功率
D．上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平均功率
17．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步.下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C．丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金
D．沿着电势降低的方向即为电场强度的方向。
二、填空题
18．如图所示为生产中常用的一种延时继电器的示意图．铁芯上有两个线圈A和B、线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路．在断开开关S的时候，线圈A中电流变小至消失时，铁芯中的磁通量_____（选填“减小”、“增大”），从而在线圈_____（选填“A”、“B”）中产生感应电流，此感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，这样就使铁芯中的磁场减弱得_____（选填“快”、“慢”）些，从而弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，而使触头C（连接工作电路）立即离开，而是过一小段时间后才执行这个动作．
19．电磁感应现象中的感生电场
（1）感生电场
___________认为，磁场变化时会在空间激发一种___________，这种电场叫作感生电场。
（2）感生电动势
由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
（3）电子感应加速器
电子感应加速器是利用___________使电子加速的设备，当电磁铁线圈中___________的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
20．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．
(1)使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)：________________和________________．
(2)在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．
(3)“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？__________________和_______________ (请写出两点)
21．我们用作煮食的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同。有以天然气、液化石油气等作燃料的，例如天然气炉；还有以直接用电热方式加热的，例如电饭锅，下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉。
如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食。
电磁炉的特点是：电磁炉的效率比一般的炉子都高，热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁火力强劲，安全可靠。
因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用。对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能被磁铁吸住的就能用。适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等。
（1）在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有（回答三个即可）：
①______________；
②______________；
③______________。
（2）电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是__________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是___________。
（3）在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗( )？为什么( )？
三、综合题
22．在如图甲所示的半径为r的竖直圆柱形区域内，存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt（k>0且为常量）．
（1）将一由细导线构成的半径为r、电阻为R0的导体圆环水平固定在上述磁场中，并使圆环中心与磁场区域的中心重合．求在T时间内导体圆环产生的焦耳热．
（2）上述导体圆环之所以会产生电流是因为变化的磁场会在空间激发涡旋电场，该涡旋电场趋使导体内的自由电荷定向移动，形成电流．如图乙所示，变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，其电场线是在水平面内的一系列沿顺时针方向的同心圆（从上向下看），圆心与磁场区域的中心重合．在半径为r的圆周上，涡旋电场的电场强度大小处处相等，并且可以用计算，其中e为由于磁场变化在半径为r的导体圆环中产生的感生电动势．如图丙所示，在磁场区域的水平面内固定一个内壁光滑的绝缘环形真空细管道，其内环半径为r，管道中心与磁场区域的中心重合．由于细管道半径远远小于r，因此细管道内各处电场强度大小可视为相等的．某时刻，将管道内电荷量为q的带正电小球由静止释放（小球的直径略小于真空细管道的直径），小球受到切向的涡旋电场力的作用而运动，该力将改变小球速度的大小．该涡旋电场力与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同．假设小球在运动过程中其电荷量保持不变，忽略小球受到的重力、小球运动时激发的磁场以及相对论效应．
①若小球由静止经过一段时间加速，获得动能Em，求小球在这段时间内在真空细管道内运动的圈数；
②若在真空细管道内部空间加有方向竖直向上的恒定匀强磁场，小球开始运动后经过时间t0，小球与环形真空细管道之间恰好没有作用力，求在真空细管道内部所加磁场的磁感应强度的大小．
23．如图所示，用导线制造精密电阻时，往往采用双线绕法。用这种绕法制造的线圈能使自感现象减弱到可忽略不计的程度。请解释这是为什么。
24．磁悬浮列车的原理如图所示，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离的匀强磁场，大小分别为B1和B2，方向相反，导轨上有金属框abcd，当匀强磁场B1和B2同时以速度v沿直线向右运动时，金属框也会沿直导轨运动.设直导轨间距为，，磁场运动速度，金属框的电阻.试回答下列问题：
（1）金属框为什么会运动？若金属框不受阻力，将如何运动？
（2）当金属框始终受到的阻力时，金属框的最大速度是多少？
（3）当金属框始终受到的阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能量？这些能量是谁提供的？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，选项A错误；安检门能检查出旅客携带的水果刀，选项B正确；如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，选项C错误；安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，故D错误；故选B．
2．D
【详解】
A．常用铝框做骨架，当线圈在磁场转动时，导致铝矿的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动,属于电磁阻尼现象。故A选项不符合题意。
B．运输过程中的震动颠簸,可能会损坏指针、线圈、游丝,短路后,产生感应电流,据楞次定律,产生电磁阻尼,减轻指针、线圈、游丝的摆动，属于电磁阻尼现象，故B选项不符合题意。
C．磁铁在下落时，导致铝管内的磁通量在变化，从而产生感应电流，会产生安培力进而阻碍磁铁的下落，属于电磁阻尼现象,故C选项不符合题意。
D．电磁铁原理是用低压控制电路控制高压工作电路，属于电流磁效应现象,则D选项符合题意。
故选D。
3．B
【详解】
A. 在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯，是为了增强线圈的磁通量，与涡流无关．故A错误；
B. 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，用相互绝缘的硅钢片叠合而成，其目的是为了减小涡流，故B正确；
C. 在电磁冶金中，是利用涡流产生的热量，把交变电流改成直流则不能使用．故C错误；
D. 一些大型用电器采用特制的安全开关是为了防止断电时由于自感产生的高压，与涡流无关，故D错误．
故选B
4．B
【详解】
试题分析：电磁灶是利用电磁感应原理制成的；产生热量的原因是利用交变电流产生交变磁场，使放在灶台上的锅体内产生的涡流而将电磁能转化为热量，可用陶瓷容器盛放食物在电磁灶上加热，因为陶瓷容器属于非金属，故选项B正确．
5．C
【详解】
试题分析：根据电磁感应的条件可知，高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流；线圈中的电流做周期性的变化，线圈产生高频变化的磁场，变化的磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多．则可知，加热与焦耳热、红外线以及微波均无关，故C正确，ABD错误；故选C．
6．D
【详解】
A．真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在冶炼炉中产生涡流，从而产生大量的热量。故A正确，不符合题意；
B．法拉第发现了电磁感应现象，并制成了人类历史上第一台发电机，故B正确，不符合题意；
C．法拉第发现了电磁感应现象后，纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律，故C正确，不符合题意；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，楞次提出了楞次定律，故D错误，符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
AB．由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流，从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间；故A错误，B正确；
C．将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源不会产生涡流，故D错误；
故选B。
8．B
【详解】
变压器的铁芯不是采用一整块硅钢的原因是可以减小涡电流，在变压器上消耗的电能小了，输出的功率就高了；同时增大铁芯中的电阻，以减小发热量，选项B正确，ACD错误。
故选B。
9．A
【详解】
A．通电线圈中的电流均匀增大，则产生的磁场均匀增大，有金属片通过时，穿过金属片中的磁通量均匀增大，金属片中会感应出涡流，故A正确；
B．金属片中涡流的磁场与通电线圈中产生的磁场方向相反，虽然会对接收线圈中磁通量的增大有一定的阻碍作用，但不能阻止接收线圈中磁通量增大，所以接收线圈中的感应电流的方向不会改变，故B错误；
CD．无金属片通过时，接收线圈中的磁通量由左向右均匀增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可知接收线圈中的感应电动势不变，感应电流不变，故CD错误。
故选A。
10．A
【详解】
A．电磁炉是通过电磁感应现象产生感应电流对锅进行加热的，利用了电磁感应现象，故A正确；
B．回旋加速器利用磁场偏转，利用电场进行加速，与电磁感应无关，故B错误；
C．示波管利用电荷在电场中受到电场力而发生偏转的。故C错误；
D．指南针是受到地磁场作用力而偏转指示南北方向的，与电磁感应无关，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】
A．探测器线圈中的交流电频率越低，电流变化越慢，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电流越小，灵敏度越低，越不容易探测出金属物品，故A符合题意；
B．根据法拉第电磁感应定律可知当探测器线圈中通以正弦交流电会产生变化的磁场，故B不符合题意；
CD．探测器中有一个通有交变电流的线圈，当线圈周围有金属时，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，探测器线圈中电流会发生变化，使探测器报警，故C不符合题意，D不符合题意。
本题选不正确的，故选A。
12．A
【详解】
涡流就是一种感应电流，同样是由于磁通量的变化产生的．
A．涡流就是电磁感应的一种，跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的A对；B错．
C、涡流既有磁效应也有热效应，C错；
D、硅钢能被磁铁吸引，所以能产生涡流;D错；
故答案选A.
13．C
【详解】
A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的慢，故A错误；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误；
C．根据
可得
即粒子获得的最大动能与电压无关，但是加速电压变大时，粒子加速的时间变短，所以所需时间变短，故C正确；
D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D错误。
故选C。
14．A
【详解】
A．电磁炉中变化的磁场使锅体中因电磁感应产生涡电流，利用涡电流的热效应工作，属于互感，故A正确；
B．电饭锅连接交流电，其锅体中的涡电流是由变化的磁场产生的，故B错误；
C．陶瓷属于绝缘体，不能发生电磁感应产生涡电流，故不能使用陶瓷制作锅体，故C错误；
D．提高磁场变化的频率，可增强感应电流，起到提高电磁炉的加热效果，故D错误。
故选A。
15．BD
【详解】
A．回旋加速器基本原理是利用电场给带电粒子加速，利用磁场实现偏转回旋，故A错误；
B．电磁炉变化的电场产生变化的磁场，是利用电磁感应原理，故B正确；
C．磁流体发电机利用的是带电粒子在磁场中发生偏转，打到两极板从而产生电压，与电磁感应无关，故C错误；
D．日光灯镇流器是利用自感现象，而自感现象是特殊的电磁感应现象，故D正确。
故选BD。
16．BD
【详解】
AB．切割磁感线产生的电动势
E=BLv
进入磁场时的电功率
进入磁场的时间
产生的焦耳热
∝v
即线框上滑过程线框中产生的焦耳热正比于上滑时的速度，同理，线框下滑过程线框中产生的焦耳热正比于下滑时的速度，而线框向上越过磁场的过程中有一部分机械能转化为内能，所以向上进入磁场的速度大于向下出磁场时的速度，所以上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热．故A错误，B正确；
CD．线框进入磁场和出磁场的过程，机械能一部分转化为电能，所以向上进入磁场的速度大于向下出磁场时的速度，所以上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平均功率．故C错误，D正确。
故选BD。
17．AC
【详解】
A．甲图中，将声音信号转变为磁信号，是录音机的原理。当录音机录音时，声音信号变成电信号，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场，使磁带的磁粉磁化。故A正确。
B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，开关处电压等于电源的电动势加上自感电动势，开关处会产生电火花。故B错误。
C．丙图中，在真空冶炼炉中，高频交变电流产生的涡流，电能转化为内能，来冶炼出高质量的合金。故C正确。
D．沿着电势降低最快的方向即为电场强度的方向，故D错误。
故选AC。
18． 减小 B 慢
【详解】
在断开开关S的时候，线圈A中电流变小至消失时，铁芯中的磁通量减小，从而在线圈 B中产生感应电流；
在线圈 B中产生感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，根据楞次定律可知，这样就使铁芯中的磁场减弱得慢些，从而弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，而使触头C（连接工作电路）立即离开，而是过一小段时间后才执行这个动作；
19． 见详解 见详解 见详解 见详解
【详解】
(1)麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场角感生电场；
(3)电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向变化时，产生的感生电场使电子加速。
20． 电流产生磁场 热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高 锅 电磁炉 电 内 热效率高 功率调节范围大
【详解】
（1）电磁炉在使用中触及到的物理知识：电流产生磁场；热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高)．
（2）在使用电磁炉加热食物时，因热量由锅内的涡流产生，则电磁炉和锅之间的传热方向是：由锅传递给电磁炉；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗电能得到热能．
（3）电磁炉与普通的电加热器相比优点：热效率高；功率调节范围大.
21． 电流的磁效应（或电生磁） 电磁感应现象（或磁生电） 电流的热效应（或焦耳定律） 不能产生电磁感应现象 电阻率小，电热少，效率低 能起到加热作用 由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流
【详解】
（1）①首先交流电流过线圈产生电磁感应现象是电生磁；
②这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，这是磁生电；
③感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食这是电流的热效应。
（2）电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是不能产生电磁感应现象；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是铝锅、铜锅的电阻率小，电热少，效率低；
（3）能起到加热作用，由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，从而利用电流的热效应起到加热作用。
22．（1）（2）①；②
【详解】
试题分析：（1）导体圆环内的磁通量发生变化，将产生感生电动势，根据法拉第电磁感应定律，感生电动势为：
导体圆环内感生电流为：
在T时间内导体圆环产生的焦耳热为：Q=I2R0T
解得：
（2）①根据题意可知，磁场变化将在真空管道处产生涡旋电场，该电场的电场强度为：
小球在该电场中受到电场力的作用，电场力的大小为：
电场力的方向与真空管道相切，即与速度方向始终相同，小球将会被加速，动能变大．设小球由静止到其动能为Em的过程中，小球运动的路程为s，
根据动能定理有：Fs=Em
小球运动的圈数为：
解得：
②小球的切向加速度大小为：
由于小球沿速度方向受到大小恒定的电场力，所以经过时间t0，小球的速度大小v满足v=at0
小球沿管道做圆周运动，因为小球与管道之间没有相互作用力，所以，小球受到的洛伦兹力提供小球的向心力，设所加磁场的磁感应强度为B0，
则有：
解得：
23．由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，所以其磁场方向相反。两者磁性强度相同，磁场方向相反，相互抵消，所以螺旋管内没有磁场，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，可使线圈的自感现象减弱到可忽略不计的程度；
【详解】
由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，所以其磁场方向相反。两者磁性强度相同，磁场方向相反，相互抵消，所以螺旋管内没有磁场，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，可使线圈的自感现象减弱到可忽略不计的程度；
24．（1）见解析 （2）1.875m/s （3）每秒钟消耗5J的能量，这些能量是由磁场提供的
【解析】
（1）因为磁场B1、B2向右运动，金属框相对于磁场向左运动，于是金属框ad、bc两边切割磁感线产生感应电流。
当线框在题图中实线位置时，由右手定则知，产生逆时针方向的电流，受到向右的安培力作用，所以金属框跟随匀强磁场向右运动。
如果线框处于题图中虚线位置，则产生顺时针方向的感应电流，由左手定则知，所受安培力方向仍然是水平向右的。
故只要两者处于相对运动状态，线框就始终受到向右的安培力作用。
线框开始处于静止状态（对地），受安培力作用后，向右做加速运动。
若金属框不受阻力，当速度增大到5m/s时，金属框相对磁场静止，做匀速运动。
（2）当金属框始终受到的阻力时，达最大速度时受力平衡，有：
，
式中，为磁场速度和线框最大度之差，即相对速度，所以
（3）消耗的能量由两部分组成，一是转化为线框的内能，二是克服阻力做的功，所以消耗能量的功率为
式中
所以
则每秒钟需消耗5J能量，这些能量是由磁场提供的。
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