2024-2025学年试题物理（选择性人教版2019）第二章3-涡流电磁阻尼和电磁驱动

3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后训练巩固提升一、基础巩固1.下列关于涡流的说法正确的是()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答案:A解析:涡流的本质是电磁感应现象中产生的感应电流,只不过是由金属块自身构成回路,它既有热效应,也有磁效应,所以A正确,B、C错误;硅钢中产生的涡流较小,D错误。2.下列应用哪些与涡流无关()A.高频感应冶炼炉B.汽车的电磁式速度表C.家用电能表(转盘式)D.闭合线圈在匀强磁场中转动,切割磁感线产生的电流答案:D解析:高频感应冶炼炉,炉外线圈通入交变电流,炉内的金属中产生涡流;汽车的电磁式速度表是磁电式电流表,指针摆动时,铝框骨架中产生涡流;家用电能表(转盘式)的转盘中有涡流产生;闭合线圈在磁场中转动产生的感应电流不同于涡流,D与涡流无关。3.(多选)右图是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图,下列说法正确的是()A.探测器内的探测线圈会产生交变磁场B.只有具有磁性的金属物才会被探测器探测到C.探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流D.探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流答案:AD解析:金属探测器是利用涡流进行工作的。本题主要考查涡流产生原理的应用,培养学生理论联系实际的应用能力,提高学生的科学思维。4.(多选)一块铜片置于如图所示的磁场中,如果用力把这块铜片从磁场拉出或把它进一步推入,在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力,下列叙述正确的是()A.拉出时受到阻力B.推入时受到阻力C.拉出时不受磁场力D.推入时不受磁场力答案:AB解析:对于铜片,无论是拉出还是推入过程中,铜片内均产生涡流,其安培力都要阻碍铜片的运动,外力都要克服安培力做功,所以选项A、B正确。5.(多选)如图所示,磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是()A.防止涡流而设计的B.利用涡流而设计的C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用答案:BC解析:线圈通电后在安培力作用下转动,铝框随之转动,在铝框内产生涡流。涡流将阻碍线圈的转动,使线圈偏转后尽快停下来,这样做是利用涡流来起电磁阻尼的作用。本题主要考查电磁阻尼的应用,提高学生的科学思维。6.(多选)安检门是一个用于安全检查的“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。以下关于这个安检门的说法正确的是()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,也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答案:BD解析:这个安检门是利用涡流工作的,因而只能检查出金属物品携带者,选项A错误,B正确;若“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错误;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。7.(多选)右图为新一代炊具——电磁炉,无烟、无明火、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优点。电磁炉利用电流通过线圈产生磁场,当磁场的磁感线通过铁制的锅底部时,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。下列相关说法正确的是()A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的C.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好D.提高磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果答案:BD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,选项B、D正确。8.下列现象属电磁阻尼的是,属电磁驱动的是。

A.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做B.微安表的表头在运输时要把两接线柱短接C.自制金属地雷探测器D.交流感应电动机E.当图中B变大时,a、b在固定光滑导轨上滑动答案:ABDE解析:电磁阻尼是指导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体运动。而电磁驱动是磁场相对导体运动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力作用,安培力使导体运动而不是阻碍导体运动。二、能力提升1.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,安全可靠。下图是描述电磁炉工作原理的示意图,下列说法正确的是()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变电流后,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,主要原因是这些材料的导热性能较差D.在锅和电磁炉中间放一纸板,则电磁炉不能起到加热作用答案:B解析:电磁炉是采用的涡流感应加热原理,其内部电子线路板组成部分产生交变磁场。当把铁质锅具底部放置在炉面上时,锅具底部金属部分产生涡流,用来加热和烹饪食物,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。通电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。本题主要考查电磁炉的加热原理,意在提高学生学以致用的能力,提高学生的科学思维。2.(多选)如图所示,通有恒定电流的螺线管竖直放置,一铜环R沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平。铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3,位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距,则()A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2 D.a3<a1<a2答案:ABD解析:圆环落入螺线管及从螺线管穿出时,环中感应电流所受安培力向上,故a1<g,a3<g,但经过3时速度较大,ΔΦΔt较大,所受安培力较大,故a3<a1<g。圆环经过位置2时,磁通量不变,不受安培力,a2=g,故A、B3.如图所示,一条形磁体在图示位置由静止开始下落,穿过采用双线绕成的闭合线圈,则条形磁体从下落到穿过线圈的过程中可能做()A.匀减速运动 B.匀速运动C.非匀变速运动 D.自由落体运动答案:D解析:双线绕成的线圈相当于两个闭合线圈,发生电磁感应时,这两个线圈中的电动势方向始终相反,故两线圈中没有产生感应电流,当磁体从线圈中穿过时,不会受到阻碍,因此做自由落体运动。4.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大答案:C解析:小磁块在内壁光滑的塑料管Q中,从高处由静止释放做自由落体运动,机械能守恒;小磁块在内壁光滑的铜管P中,则会产生电磁阻尼阻碍小磁块的运动,相比Q中自由落体运动时间要长,C项正确,A项错误;由于电磁阻尼产生焦耳热,因此机械能不守恒,B项错误;由于机械能有损失,因此落至底部时在P中的速度比在Q中的小,D项错误。5.(多选)圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点,导体环可以在竖直平面内来回摆动,空气阻力和摩擦力均不计,在如图所示的虚线正方形区域有垂直于圆环的摆动面指向纸内的匀强磁场。下列说法正确的是()A.此摆开始摆动并进入磁场后机械能不守恒B.导体环进入磁场和离开磁场时,环中感应电流的方向肯定相反C.导体环通过最低位置时,环中感应电流最大D.最后此摆在匀强磁场中摆动时,机械能守恒答案:ABD解析:开始时导体环在进入和穿出磁场的过程中,有感应电流产生,部分机械能转化为电能,选项A正确;根据楞次定律,导体环在进入磁场和穿出磁场时感应电流方向相反,选项B正确;当导体环全部进入磁场时,无感应电流产生,在最低点时导体环的动能最大,选项C错误;最后导体环在磁场中摆动时,无感应电流产生,又不计阻力,故机械能守恒,选项D正确。6.如图所示,质量m=100g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8m,有一质量m0=200g的小磁体(长度可忽略),以10m/s的水平速度射入并穿过铝环,落地点距铝环原位置的水平距离为3.6m。小磁体穿过铝环后的运动看作平抛运动。(1)磁体与铝环开始发生相互作用时铝环向哪边