2022-2023学年人教版选择性必修第二册 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 作业

1、课时跟踪训练（九） 涡流、电磁阻尼和电磁驱动A级双基达标1多选关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正确的是()A感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线B由感生电场产生的感生电动势的表达式为Eneq f(,t)C感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力D感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做功解析：选AB磁场变化时在空间激发的电场称为感生电场，不同于静止电荷产生的电场(静电场)，其电场线是闭合曲线，选项A正确；变化的磁场引起磁通量的变化，进而产生感生电动势，所以感生电动势的表达式为Eneq f(,t)，选项B正确；感生电场产生感生电动势中的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力，即电场力，

2、对自由电荷做功，选项C、D错误。2多选磁电式仪表的线圈通常用铝框作为骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是()A防止涡流B利用涡流C起电磁阻尼的作用 D起电磁驱动的作用解析：选BC线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流即涡流。涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，所以，这样做的目的是利用涡流来起到电磁阻尼的作用。3.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，下列说法中不正确的是()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

3、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解析：选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；根据安培定则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；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、D不符合题意。4甲、乙两个完全相同的铜环均可绕竖直固定轴O1O2旋转，现让它们以相同角速度同时开始转动，由于阻力作用，经相同的时间后停止，若将圆环置

4、于如图所示的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向垂直，乙环的转轴与磁场方向平行，现让甲、乙两环同时以相同的初始角速度开始转动后，下列判断正确的是()A甲环先停下B乙环先停下C两环同时停下 D两环都不会停下解析：选A当铜环转动时，乙环一直与磁场方向平行，磁通量为零，没有感应电流。甲环磁通量不断变化，不断有感应电流；甲产生感应电流后，一定受到安培力，安培力一定是阻碍铜环的转动，即一定阻碍铜环与磁场间的相对运动，故甲环先停止运动，故A正确，B、C、D错误。5如图所示，一铝块静止在光滑水平面上，现让一条形磁铁以一定的速度向右靠近铝块。在磁铁靠近铝块的过程中，下列说法正确的是()A若条形磁铁的右端为N极，则

5、铝块会向右以相同的速度运动B若条形磁铁的右端为S极，则铝块会向左运动，速度小于磁铁的速度C在它们相遇前，铝块一直处于静止状态D不论条形磁铁的右端为N极还是S极，铝块都会向右运动，且同一时刻铝块的速度小于磁铁的速度解析：选D不管条形磁铁的右端是N极还是S极，向右靠近铝块时都会在铝块中产生涡流，因此会有电磁驱动现象，根据楞次定律阻碍作用的特点，铝块的速度小于磁铁的速度。故D正确，A、B、C错误。6.某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是()A开关S由断开到闭合的瞬间B开关S由闭合到断开的瞬间C保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向右滑动D保持开关S闭合，变

6、阻器滑片P匀速向右滑动解析：选A若发现钻头M突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根据楞次定律可知，可能是开关S由断开到闭合的瞬间，或开关S闭合，变阻器滑片向左滑动，选项A正确。7.多选涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法正确的是()A涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化B涡流的频率等于通入线圈的交流电的频率C通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力D待测工件可以是塑料或橡胶制品解析：选ABC涡流是感应电流，涡流的磁场总是阻碍穿过工件的磁通量的变化，而且涡流的频率与线圈

7、中交流电的频率相等，A、B均正确；因待测工件中的涡流与通电线圈中的电流具有相同频率，因此二者间必有周期性的作用力，C正确；涡流只能在金属制品中产生，故选项D错误。8.如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开，条形磁铁至落地用时t1，落地时速度为v1；S闭合，条形磁铁至落地用时t2，落地时速度为v2，则它们的大小关系正确的是()At1t2，v1v2 Bt1t2，v1v2Ct1t2，v1v2 Dt1v2解析：选D开关S断开时，线圈中无感应电流，对条形磁铁无阻碍作用，条形磁铁自由下落，故ag；当S闭合时，线圈中有感应电流，对条形磁铁有阻碍作用，故ag。所以t1v2，

8、选项D正确。9.如图所示，在光滑的水平面上有一半径r10 cm、电阻R1 、质量m1 kg的金属环，以速度v10 m/s向一有界匀强磁场滑去。匀强磁场方向垂直于纸面向里，B0.5 T。从环刚开始进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时圆环释放了32 J的热量，求：(1)此时圆环中电流的瞬时功率。(2)此时圆环运动的加速度。解析：(1)取金属环为研究对象，从刚进入磁场至一半进入磁场的过程中，由能量守恒定律可知，环减少的动能全部转化为热能，设此时的速度为v1，则有Qeq f(1,2)mv2eq f(1,2)mv12，又因为Peq f(E2,R)eq f(B2rv12,R)，由以上两式联立，代入数据解得

9、P0.36 W。(2)由楞次定律可知圆环此时受到的安培力方向水平向左，由牛顿第二定律得eq f(B22r2v1,R)ma，即aeq f(B22r2v1,mR)6102 m/s2，方向水平向左。答案：(1)0.36 W(2)6102 m/s2，方向水平向左B级选考提能10多选关于涡流，下列说法中正确的是()A真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B家用电磁炉是利用涡流使锅体发热的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增大涡流解析：选ABC真空冶炼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

10、化，故A正确；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，在锅具底部产生涡流，故B正确；阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属摆从磁场中穿过时，金属摆内感应出的涡流会对金属摆的运动产生阻碍作用，故C正确；涡流要损耗能量，变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，其目的是为了减小涡流，故D错误。11.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，其刹车效果比靠摩擦力刹车更稳定，如图为该新型装置的原理图(从后面朝前看)；过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来，关于该装置的下列说法正确的是()A刹车

11、原理是利用了电流的磁效应B过山车从进入停车区到停止的过程，动能转化成电能C过山车进入停车区的速度越大，刹车的阻力越大D若将铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果解析：选C当过山车进入停车区时，会导致铜片的磁通量发生变化，产生感应电流，通电的铜片在强磁场中受到安培力的作用，最终使过山车停下来，利用了电磁感应的原理，刹车过程中过山车速度减慢，过山车减少的动能，先转化为电能，最终会转化为内能，故A、B错误；过山车的速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大，所受安培力越大，故刹车的阻力越大，故C正确；若把铜片换成有机玻璃片，而有机玻璃不导电，因此不能产生感应电流，从而不会对过山车的运动有阻碍作

12、用，所以不能达到相同的刹车效果，故D错误。12某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型，在水平面上相距b的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1B2B，每个磁场的长都是l，相间排列，所有这些磁场都以速度v向右匀速运动。这时跨在两导轨间的长为l、宽为b的金属框MNQP(悬浮在导轨正上方)在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为f，求：(1)列车在运动过程中金属框产生的最大电流；(2)列车能达到的最大速度；(3)简述要使列车停下可采取哪些可行措施。解析：(1)开始时金属框产生的电流最大，设为Im，则由题意得Imeq f(2Bbv,R)。