2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 能力提升（word版含答案）

1、2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 能力 一、单项选择题（共2小题；共8分）1. 如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直的转轴 OO 自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直转轴旋转，观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法正确的是 A. 铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的B. 铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的C. 铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大D. 铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零 2. 如图 1 所示是一个电磁阻尼现象演示装置，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，

2、将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；如图 2 所示，若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接触），则摆动迅速停止。关于该实验，以下分析与结论正确的是 A. 如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象B. 用闭合的铜制线圈替代铜块，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象C. 在图 2 情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少D. 在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力 二、双项选择题（共3小题；共12分）3. 金属探测器是用来探测金属的仪器，如图所示，关于其工作原理，下列说法中正确的是 A. 探测器内的探测线圈会产生变化的磁场B. 只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C

3、. 探测到金属物是因为金属物中产生了涡流D. 探测到金属物是因为探测器中产生了涡流 4. 物理课上，老师做了一个“电磁阻尼”的实验：如图甲所示，A 摆摆片是铜片，B 摆摆片由相互绝缘的导体片叠加而成，A 、 B 两摆在通过磁场时，A 摆很快停下来，B 摆摆动了很长一段时间后才停下。图乙是致远同学另找器材再来探究此实验的装置：A 是由摆片和细杆组成的摆，其摆动平面在磁铁的两极之间，当绕在磁铁上的励磁线圈未通电时，摆片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来；当线圈通电时，摆动应当迅速停止。他连接好电路，经重复实验，均没出现摆动迅速停止的现象。对比老师的演示实验，下列四个选项中，正确的说法是 A. 老

4、师实验中，A 摆很快停下来的原因是摆上产生了感应电流B. 老师实验中，B 摆摆动了很长时间后才停下来的原因是摆上没有产生感应电流C. 致远同学没有成功的原因可能是所选线圈的匝数过多D. 致远同学没有成功的原因可能是构成摆的材质是塑料 5. 电磁感应铝箔封口机被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中。如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是 A. 封口材料可用普通塑料来代替铝箔B. 封口机工

5、作时封口头内的线圈中有短时间的恒定电流通过C. 可以通过控制封口头内线圈中电流的频率来设定铝箔发热的功率D. 封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直答案第一部分1. A【解析】铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的，选项A正确；铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢有关，但铝框比磁铁转动的慢，选项B错误；铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流为零，选项C错误；铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力等大反向，选项D错误。2. C【解析】此实验的原理是：当磁铁在铜块正上方摆动时，在铜块中产生涡流，涡流的磁场阻碍磁铁的运动。如果将磁铁的磁

6、极调换，重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，选项A错误；用闭合的铜制线圈替代铜块，仍能在线圈中产生感应电流，从而对磁铁的运动产生阻碍作用，则重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，选项B错误；在图 2 情况中，磁铁下摆和上摆过程中，铜块均会产生涡流，从而消耗机械能，则磁铁和锯条组成的系统机械能均减少，选项C正确；在摆动过程中，铜块对磁铁有阻碍作用，同时铜块也要受磁铁的作用力，选项D错误。第二部分3. A， C【解析】金属探测器利用涡流探测金属物品的原理是：探测器内的探测线圈中有交变电流，产生交变磁场，金属物品在交变磁场中会产生感应电流（涡流），而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在探测线圈中产生感应电流，

7、引起线圈中电流发生变化，从而探测到金属物品，选项A、C正确，B、D错误。4. A， D【解析】老师实验中，A 摆很快停下来的原因是摆上产生了感应电流，从而阻碍磁通量的变化，选项A正确；老师实验中，B 摆摆片是用相互绝缘的导体片叠加成的，产生的涡流很小，所以 B 摆摆动了很长时间后才停下来，B错误；线圈的匝数越多，摆受阻碍作用越明显，则越容易停下来，选项C错误；如果致远同学实验时所用摆的材质是塑料，则不会产生感应电流，摆不会受到磁场力作用，故摆不会很快停下来，选项D正确。5. C， D【解析】由涡流的产生原理可知，当磁感线穿过封口处的铝箔材料时，铝箔中产生涡流，致使铝箔自行快速发热；而如果封口材料用普通塑料来代替，则不能产生涡流，不能起到加热的作用，选项A错误；由涡流的产生原理可知，穿过线圈的磁场必须是变化的磁场，才能使铝箔内产生涡流，所以封口机工作时封口头内的线圈中有高频变化的电流，选项B错误；若改变封口头内线圈中电流的频率，则电流产生的交变磁场的频率也发生改变，则周期改变，根据法拉第电磁感应定律可知在铝箔内产生的感应电动势改变，则产生的涡流大小改变，封口过程中铝箔的发热功率改变，所以可以通过控制封口头内线圈中电流的频率来