Get清风高考物理选修32第四章电磁感应涡流、电磁阻尼和电磁驱动(含解析)

备战高考物理选修32第四章电磁感应涡流、电磁阻尼和电磁驱动（含解析）2021备战高考物理选修3-2第四章电磁感应-涡流、电磁阻尼和电磁驱动〔含解析〕一、单项选择题.以下关于涡流的说法中，正确的选项是( )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，而是一种有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.当前，电磁炉已走进千家万户，电磁炉是利用电流通过线圈产生的磁场，该磁场会使锅底产生涡流，自行发热，从而加热锅内的食物，以下材料中，可用来制作电磁炉的锅的是〔〕A.玻璃B.大理石C.不锈钢D.绝缘地胶.安检门是一个用于平安检查的“门〃，“门框〃内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门〃内产生交变磁场，金属物品通过“门〃时能产生涡流，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不正确的选项是（ ）A.这个安检门也能检查出毒品携带者B.这个安检门只能检查出金属物品携带者C.如果这个“门框〃的线圈中通上恒定电流，那么不能检查出金属物品携带者D.这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应.金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的选项是〔〕A.金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中B.金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流C.金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同.关于器材的原理和用途，以下说法不正确的选项是1〕A.电表中的铝框就是为了绕线圈方便 B.扼流圈的作用原理就是利用自感效应C.电磁炉的工作原理就是利用涡流热效应 D.变压器的铁芯做成薄片叠合就是为了减少涡流损耗.以下说法中正确的选项是〔 〕A.光波不是电磁波B.电磁炉是利用涡流加热的C.用陶瓷器皿盛放食品可直接在电磁炉上加热 D.DVD光盘是利用磁粉记录信息的.电磁炉热效率高达90%,炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力〃强劲，平安可靠.如下图是描述电磁炉工作原理的示意图，以下说法正确的一飞一P-W⅞版3τHI=t/ 、J，——。 -通电统网选项是I J通也批题出生的破场A.当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B.电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热性能较差D.在锅和电磁炉中间放一纸板，那么电磁炉不能起到加热作用.电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物。以下相关的说法中正确的选项是（〕A.锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B.电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C.金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D.电磁炉的上外表一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗.电磁炉（或电磁灶）是采用电磁感应原理产生涡流加热的，如下图，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法中正确的选项是A.]iπ^t上台合涧F^l二L播鹿加热蛆圈电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C.电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D.电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的.电磁炉是利用涡流加热的，它利用交变电流通过线圈产生变化磁场，当磁场内的磁感线通过锅底时，即会产生无数小涡流，使锅体本身高速发热，从而到达烹饪食物的目的。因此，以下的锅类或容器中，适用于电磁炉的是（ 〕A.煮中药的瓦罐B.搪瓷碗C.平底铸铁炒锅D.塑料盆∏∙如下图为新一代炊具一一电磁炉，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.以下相关说法中正确的选项是（ ）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.锅体中的涡流是由恒定的电场产生的 D.提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热

效果.在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个

条形磁铁，如下图。现有铜、铝和有机玻璃制成

的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各滑块在未接触磁铁前的1运动情况将是〔A,都做匀速运动运动速运动匀速运动B.甲、乙做加速C.甲、乙做减D.乙、丙做A.如下图是电表中的指针和电磁阻尼器，以下说法中正确的选项是（A.2是磁铁，在1中产生涡流；该装置使指针能够转动B.1是磁铁，在2中产生涡流；该装置使指针能很快地稳定C.1是磁铁，在2中产生涡流；该装置使指针能够转动D.2是磁铁，在1中产生涡流；该装置使指针能很快地稳定14.以下实验或器件应用涡流现象的是〔 〕A. 电磁感应实B.日光灯电路机C.直流电动D.验电磁灶.以下做法中可能产生涡流的是（ ）A.把金属块放在匀强磁场中B.让金属块在匀强磁场中做匀速运动C.让金属块在匀强磁场中做变速运动D.把金属块放在变化的磁场中二、多项选择题.如下图，闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升。设环的初速度为0,不计摩擦，曲面处在图中磁场中，那么〔〕乂乂乂X尺A.假设是匀强磁场，环滚上的高度小于hB.假设是匀强磁场，环滚上的高度等于he.假设是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D.假设是非匀强磁场，环滚上的高度小于h.如下图，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.假设要缩短上述加热时间，以下措施可行的有〔A.增加线圈的匝数 B.率 C.杯 D.提高交流电源的频

将金属杯换为瓷

取走线圈中的铁芯.低频电涡流传感器可用来测量自动化生产线上金属板的厚度.如图，在线圈L1中通以低频交流电，它周围会产生交变磁场，其正下方有一个与电表连接的线圈L2,金属板置于％、L2之间.当线圈L1产生的变化磁场透过金属板，I中会产生感应电流.由于金属板厚度不同，吸收电磁能量强弱不同，导致L2中感应电流的强弱不同，那么（）¢3A.金属板吸收电磁能量，是由于穿过金属板的磁场发生变化，板中产生涡流B.金属板越厚，涡流越弱C.L2中产生的是直流电D.L2中产生的是与L1中同频率的交流电 2.以下说法正确的选项是〔 〕A.把金属块放在变化的磁场中可产生涡流B.在匀强磁场中匀速运动的金属块会产生涡流C.涡流对于生产和实验，既有有利的一面，也有不利的一面D.大块金属中无感应电动势产生，直接产生了涡流.位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度V水平穿过，如下图，在此过程中［）A.磁铁做匀速直线运动 B.磁铁做减速运动动C.小车向右做加速运D.小车先加速后减速.光滑曲面与竖直平面的交线是如下图的曲线，曲线下半局部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是FM的直线〔图中虚线所示），一个金属块从曲线上yyI共3处以速度,沿曲线下滑，假设曲线足够长，重力加速度为O那么A.金属块最终将停在光滑曲线的最低点处B.金属块只有在进出磁场时才会产生感应电流C.金属块最终将在虚线以下的光滑曲线上做往复运动D.金属块沿曲线下滑后产生的焦耳热总量是插识+m的三、解答题.如下图，电阻为R、质量为m的矩形导线框ABCD自某一高度自由落下，通过一有界的匀强磁场。假设线框恰好以恒定速度通过磁场，在不计空气阻力的情况下，线框中产生的焦耳热是多少？AB、CD边长均为l，AD、BC边长均为h，磁a1) C1场区域宽度为h。£.如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起.我国生产的自行车车架就是用这种方法焊接的.试定性地说明：为什么交变电流的频率越接高。悚高，焊缝处放出的热量越多.『即龌处[旋银倡Γ.（1-线圈导线四、综合题.如下图，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A。在弧形轨道上高为h的地方,无初速释放一磁铁Bl可视为质点）,B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m,假设最终A、B速度分别为VCvβθ[1）螺线管A将向哪个方向运动?〔2〕全过程中整个电路所消耗的电能。.在现代家庭的厨房中，电磁炉是家庭主妇非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、平安性好、清洁卫生等特点。利用以下材料并结合已学习的电磁学知识分析、讨论相关问题。N∖∕√∣[∣,a⅜pIkVF上图是描述电磁炉工作原理的示意图。电磁炉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随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使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，这些热能便能起到加热物体的作用。因为电磁炉是由电磁感应产生电流，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。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、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等。综合以上材料分析以下问题：〔1〕在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原

理有（答复三个即可）：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。答案解析局部一、单项选择题.【答案】A【考点】涡流【解析】【解答】涡流本质上是感应电流，是导体自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A正确B错误；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C错误.硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错误.应选A【分析】涡流本质上是感应电流，是导体自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的涡流不仅有热效应还有磁效应。.【答案】C【考点】涡流【解析】【解答】解：电磁炉采用的是电磁感应现象，即通过线圈中产生的磁场在锅体中产生涡流而产生热量，因此只能采用金属制作锅体，故只能采用不锈钢，故C正确，ABD错误.应选:C.【分析】电磁炉又被称为电磁灶，其原理是磁场感应涡流加热，即利用交变电流通过线圈产生交变磁场，从而使金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅内的食物..【答案】A【考点】涡流【解析】【解答】这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查金属物品携带者，A错误，B正确;假设“门框〃的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使块状金属产生电流，因而不能检查出金属物品携带者，C正确；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D正确。应选A【分析】安检门是利用涡流工作的。.【答案】C【考点】涡流【解析】【解答】A、金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中；故A错误；B、金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流；故B错误，C正确；D、探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动；相对静止时无法得出探测效果；故D错误.应选C【分析】金属探测器在探测金属时，由于在被测金属中产生的涡流从而使报警器工作。.【答案】A【考点】涡流【解析】【解答】A、电表中的铝框就是起到电磁阻尼作用，当线圈在转动时，磁通量变化，出现感应电流，受力安培阻力，从而保护电表，故A错误；B、扼流圈的作用原理就是利用自感现象，故B正确；C、电磁炉的工作原理就是利用涡流热效应，由变化的磁场产生变化的电场，故C正确；D、铁芯做成薄片叠合就是为了减少涡流，带来的电能损耗，故D正确.应选A【分析】电表中的铝框就是电磁阻尼；扼流圈就是利用自感效应；电磁炉就是利用涡流热效应；铁芯做成薄片叠合就是为了减少涡流损耗..【答案】B【考点】涡流【解析】【分析】属于电磁波的一种；电磁炉在使用中用到了电流的磁效应，利用涡流加热的；根据电磁炉工作原理，锅具必须含有磁性材料，陶瓷器皿不是磁性材料；光盘是用激光在反光铝膜上刻出凸凹的单槽来记录音像信息。应选B。【点评】根底题，关键是对电磁中的根本知识正确掌握.【答案】B【考点】涡流【解析】【解答】电磁炉就是采用涡流感应加热原理；故A错误B正确；电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属于金属导体，不能产生感应电流，C错误；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，利用电流的热效应起到加热作用∙D错误；应选B【分析】电磁炉就是采用涡流感应加热原理；其内部通过电子线路板组成局部产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属局部产生涡流，使锅具铁分子高速无规那么运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而到达煮食的目的。.【答案】A【考点】涡流【解析】【解答】涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，应选项A符合题意、B不符合题意；电磁炉外表一般用绝缘材料制成，防止产生涡流，锅体用金属制成利用涡流加热物体，应选项C、D不符合题意。故答案为：A。【分析】此题属于根底题型，考查对于产生涡流的条件，增加对于涡流的应用了解。.【答案】B【考点】涡流【解析】【解答】由题意知，电磁炉的原理是利用涡流加热的，交变电流通过线圈产生变化的磁场，在锅体底部产生涡流，使锅体被加热、然后加热锅内食物，应选项A、C、D不符合题意，B符合题意。故答案为：B。【分析】涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，此题属于常识性问题。.【答案】C【考点】涡流【解析】【分析】当变化磁场的磁感线通过导体时，才能产生涡流，所以只能选C。【点评】生活实际应用题，能理性很强，关键是理解涡流产生的条件，变化的磁场，导体。.【答案】D【考点】涡流【解析】【分析】电磁炉是利用涡流现象，即交变磁场在金属中产生感应电流，短时间内产生大量的热的原理工作的，所以ABC错，提高磁场变化的频率，将使得感应电动势变大，从而感应电流变大，产生更好的加热效果，D正确。【点评】此类题型考察了电磁感应现象—涡流的应用。.【答案】C【考点】涡流【解析】【解答】铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生了变化，因此在其内部产生涡流，反过来涡流产生的感应磁场对原磁场的变化起阻碍作用，所以铜块和铝块向磁铁运动时会受阻而减速，所以选项C符合题意。有机玻璃为非金属，不产生涡流现象，一直做匀速运动。故答案为：C。【分析】只有在金属内部才会产生电磁感应现象，感生磁场总是阻碍内部原磁通量的变化，故只有铜块和铝块会减速。.【答案】D【考点】涡流【解析】【解答】当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动.总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用.所以它能使指针很快地稳定下来。应选D【分析】这是涡流的典型应用之一。.【答案】D【考点】涡流【解析】【解答】解：A、电磁感应实验是应用了法拉第电磁感应现象，A错误；B、当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电.辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触.电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路.灯丝很快被电流加热，发射出大量电子.双金属片自动复位，两极断开.在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端.应用了自感现象，B错误；C、电动机的原理是通电导体在磁场中受力或通电线圈在磁场中受力转动，C错误；D、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，D正确；应选：D【分析】线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流.涡流会在导体中产生大量的热量..【答案】D【考点】涡流【解析】【解答】A、把金属块放在匀强磁场中，没有磁通量的变化，不产生感应电流。A不符合题意；B、把金属块在匀强磁场中匀速运动，有感应电动势，但没有磁通量的变化，不产生感应电流。B不符合题意；C、金属块在匀强磁场中做变速运动有感应电动势，但没有磁通量的变化，不产生感应电流。C不符合题意；D、把金属块放在变化的磁场中，变化的磁场产生电场，能够产生涡流。D符合题意。故答案为：D。【分析】涡流是金属导体与磁场发生相对运动时，由于磁通量发生变化在金属导体内部发生的一种电磁感应现象。二、多项选择题.【答案】B,D【考点】涡流【解析】【解答】A、B、假设磁场为匀强磁场，穿过环的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化，机械能守恒，故A不符合题意，B符合题意；C、D、假设磁场为非匀强磁场，环内要产生电能，机械能减少，故C不符合题意，D符合题意。故答案为：B、Do【分析】此题考查对于感应电流产生的条件的理解以及能量守恒定律的应用，当线圈中磁通量发生变化就有感应电流产生，电能不可能凭空产生，只能由机械能转化为电能。.【答案】A,B【考点】涡流【解析】【解答】解：A、由题意可知，此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，那么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；那么可以缩短加热时间；故AB正确；C、将杯子换作瓷杯不会产生涡流；那么无法加热水；故C错误；D、取走铁芯磁场减弱，那么加热时间变长；故D错误;应选：AB.【分析】由题意可知电器的工作原理，那么根据原理进行分析可得出缩短加热时间的方法..【答案】A,D【考点】涡流【解析】【解答】A、当L1中通过有交流电时，根据右手螺旋定那么可知，，穿过金属板的磁场发生变化，从而出现变化的电场，导致金属板产生涡流，进而吸收电磁能量，转化成板的内能，故A正确；B、当金属板越厚，在变化的电场作用下，产生涡流越强，故B错误；C、根据电磁感应原理，L2中产生的是与L1中同频率的交流电，故C错误，D正确。应选AD【分析】根据变化的电流产生变化磁场，导致金属板有变化的电场，从而出现涡流，使电磁能量转化内能，板越厚，产生内能越多，由电磁感应可知，L2中产生是同频率的交流电..【答案】A,C【考点】涡流【解析】【解答】解：A、把金属块放在变化的磁场中，有磁通量的变化，可以产生涡流.故A正确；B、把金属块在匀强磁场中匀速运动，有感应电动势，但没有磁通量的变化，不产生感应电流.故B错误；C、涡流对于生产和实验，既有有利的一面，也有不利的一面.故C正确；D、涡流是一种感应电流，大块金属中假设没有感应电动势产生，就不能够产生涡流.故D错误.应选：AC【分析】电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流.涡流会在导体中产生大量的热量..【答案】B,C【考点】涡流【解析】【解答】磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动。同理，磁铁穿出时产生的相互作用力也阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项B符合题意；而对于小车上螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，C项符合题意。故答案为：B、C。【分析】此题属于常见题型题型，考查对于电磁感应现象中阻碍作用的理解，需引起重视。.【答案】B,C【考点】涡流【解析】【解答】ABC.只要金属块进出磁场，就会产生感应电流，机械能就会减小，在磁场内运动时，不产生感应电流，所以金属块最终在y=a以下来回摆动，故A错误,BC正确;D.以y=b(b>a)处为初位置，y=a处为末位置，知末位置的速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小,减小的机械能转化为内能，根据能量守恒得：Q=mg(b~a)+故D错误。应选：BC.【分析】在金属块进出磁场过程中，金属块内由于磁通量发生变化会产生感应电流，当金属块完全在磁场中运动时没有感应电流，所以金属块最终在y=a以下来往复运动，下滑过程产生焦耳热等于减少的机械能。三、解答题.【答案】解:法一：以矩形导线框为研究对象。设线框匀速运动的速度为V,那么线框穿过磁场的时间t=等由平衡条件可知，线框匀速穿过磁场时，所受重力与安培力大小相等。设线框中的电流为I