3涡流电磁阻尼和电磁驱动

3涡流、电磁阻尼和电磁驱动必备知识基础练1.下列说法中正确的是()A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向2.(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则下列说法中正确的是()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场3.(多选)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小随时间变化而变化。下列说法中正确的是()A.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变4.(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了()A.增大涡流B.减小涡流C.产生更多的热量D.减小发热量5.(2020全国Ⅱ卷)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为()A.库仑 B.霍尔C.洛伦兹 D.法拉第6.(多选)如图所示,磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是()A.使线圈偏转角度更大B.使线圈偏转后尽快停下来C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用7.(多选)如图所示,蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO'转动。从上向下看,当磁铁逆时针转动时,则()A.线圈将逆时针转动,转速与磁铁相同B.线圈将逆时针转动,转速比磁铁小C.线圈将产生感应电流D.线圈中感应电流的方向始终是abcda关键能力提升练8.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一电荷量为+q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A.0 B.12r2C.2πr2qk D.πr2qk9.如图所示,条形磁体从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开,条形磁体从开始下落至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合,条形磁体从开始下落至落地用时t2,落地时速度为v2,则它们的大小关系正确的是()A.t1>t2,v1>v2 B.t1=t2,v1=v2C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v210.(2019广东深圳第一次调研)如图所示,轻质弹簧一端固定在天花板上,另一端连接条形磁体,一个铜盘放在条形磁体的正下方的绝缘水平桌面上,控制磁体使弹簧处于原长,然后由静止释放磁体,不计磁体与弹簧之间的磁力作用,且磁体运动过程中未与铜盘接触,下列说法正确的是()A.磁体所受弹力与重力等大反向时,磁体的加速度为零B.磁体下降过程中,俯视铜盘,铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流C.磁体从静止释放到第一次运动到最低点的过程中,磁体减少的重力势能等于弹簧弹性势能D.磁体从静止释放到最终静止的过程中,磁体减少的重力势能大于铜盘产生的焦耳热11.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为y=x2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(如图中的虚线所示)。一个小金属块从抛物线上y=b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑,假设曲面足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的总热量是()A.mgb B.12mvC.mg(ba) D.mg(ba)+12mv12.图甲为磁控健身车,图乙为其车轮处结构示意图,在金属飞轮的外侧有一些磁体(与飞轮不接触),人用力蹬车带动飞轮旋转时,磁体会对飞轮产生阻碍,拉动旋钮拉线可以改变磁体与飞轮间的距离。下列说法正确的是()A.飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力B.飞轮转速一定时,磁体越靠近飞轮,飞轮受到的阻力越小C.磁体和飞轮间的距离一定时,飞轮转速越大,受到的阻力越小D.磁体和飞轮间的距离一定时,飞轮转速越大,内部的涡流越弱答案：1.A磁场变化时在空间激发感生电场,其方向与所产生的感应电流方向相同,只能由楞次定律判断,A项正确。2.BD根据感应电流的产生条件,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错误,B正确;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错误,D正确。3.AD线框中的感应电动势为E=ΔBΔtS,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=ER=ΔBSΔtR,因为B增大或减小时,Δ4.BD涡流能使导体发热。变压器的铁芯是相互绝缘的硅钢片叠加而成的,从而降低涡流强度,减少能量损耗,提高变压器的效率。5.D线圈中的高频交变电流产生交变磁场,钢管处于交变磁场中,由于电磁感应产生交变电流,交变电流通过接缝处,接缝处电阻很大,根据焦耳定律Q=I2Rt知,接缝处会产生大量的热量,熔化材料。此焊接过程利用的电磁学规律是电磁感应,电磁感应的发现者是法拉第,A、B、C错误,D正确。6.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,阻碍线圈的转动,使线圈偏转后尽快停下来,这样做是起电磁阻尼的作用。7.BC当磁铁逆时针转动时,相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线,线圈中产生感应电流,故C正确;线圈相对磁铁转过90°后,其感应电流方向不再是abcda,D错误;由楞次定律的推广含义可知,线圈将与磁极同向转动,但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度,如果两者的角速度相同,磁感线与线圈会处于相对静止状态,线圈不切割磁感线,无感应电流产生,A错误,B正确。8.D变化的磁场产生的感生电动势为E=ΔBΔtπr2=kπr2,小球在环上运动一周感生电场对其所做的功W=qE=πr2qk,D项正确,A、B9.D开关S断开时,线圈中无感应电流,对条形磁体无阻碍作用,条形磁体自由下落,故a=g;当开关S闭合时,线圈中有感应电流,对条形磁体有阻碍作用,故a<g,所以t1<t2,v1>v2,选项D正确。10.D磁体上下运动时,由于穿过铜盘的磁通量发生变化,则在铜盘中会产生感应电流,铜盘对磁体有磁场力,阻碍磁体的运动,则当磁体所受弹力与重力等大反向时,此时磁体还受到下面铜盘的作用力,故此时磁体的加速度不为零,选项A错误;根据楞次定律,磁体下降过程中,俯视铜盘,铜盘中产生逆时针方向的涡旋电流,选项B错误;磁体从静止释放到第一次运动到最低点的过程中,由于有电能产生,则磁体减少的重力势能等于弹簧弹性势能与产生的电能之和,选项C错误;磁体最终静止时弹簧有弹性势能,则磁体从