2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理人教版（2019）選擇性必修第二冊一、選擇題（共16題）1．.安檢門是一個用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈’線圈中通有變化的電流.如果金屬物品通過安檢門，金屬中會被感應(yīng)出渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警，關(guān)于這個安檢門的以下說法正確的是（　?。?/span>A．安檢門能檢查出毒販攜帶的毒品B．安檢門能檢查出旅客攜帶的水果刀C．如果“門框”的線圈中通上恒定電流，安檢門也能正常工作D．安檢門工作時，主要利用了電流的熱效應(yīng)原理2．下列說法正確的是（　?。?/span>A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．閉合電路在磁場中做切割磁感線運動，電路中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流C．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D．渦流的形成不遵循法拉第電磁感應(yīng)定律3．物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用。下面列舉的四種器件中，利用電磁感應(yīng)原理工作的是（　 　）A．可變電容器 B．電磁爐C．質(zhì)譜儀 D．示波管4．下列關(guān)于電動機的說法中正確的是（　　）A．電動機是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B．換向器是使通入線圈內(nèi)的電流方向發(fā)生有規(guī)律的變化，從而使線圈能不停地轉(zhuǎn)動C．當(dāng)電動機內(nèi)的線圈轉(zhuǎn)到其平面與磁場方向垂直的位置時會停止D．直流電動機是利用電磁感應(yīng)的原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的5．下面四幅圖展示了一些物理學(xué)的應(yīng)用，下列說法正確的是（　　）A．甲圖，其工作原理是線圈通以變化電流后，在鍋體中產(chǎn)生渦流，進而發(fā)熱工作B．乙圖，它可以指示南北方向，其工作原理是由于指針受到重力作用C．丙圖，其內(nèi)部用包含金屬絲的織物制成，因為金屬絲很堅韌，有利于保護人體D．丁圖，在運輸途中為防止指針猛烈偏轉(zhuǎn)而損壞，會將其正負接線柱用導(dǎo)線連接，這是利用了電磁感應(yīng)中的電磁驅(qū)動現(xiàn)象6．電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物。下列說法中正確的是（　　）A．鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關(guān)B．電磁爐中通入電壓恒定的直流電也能正常工作C．環(huán)保絕緣材料制成的鍋體可以利用電磁爐來烹飪食物D．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成以便于加快熱傳遞7．如圖所示，一根長1m左右的空心鋁管豎直放置（圖甲），同樣豎直放置一根長度相同但有豎直裂縫的鋁管（圖乙）和一根長度相同的空心塑料管（圖丙）。把一枚小磁鐵從上端管口放入管中后，小磁鐵最終從下端管口落出。小磁鐵在管內(nèi)運動時，均沒有跟管內(nèi)壁發(fā)生摩擦。設(shè)小磁鐵在甲、乙、丙三條管中下落的時間分別為t1、t2、t3，則下列關(guān)于小磁鐵在三管中下落的說法正確的是（　?。?/span>A．甲管、乙管和丙管都會產(chǎn)生感應(yīng)電流B．小磁鐵完全進入甲管后，甲管中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生C．t1最大D．t2＝t38．下列說法不符合物理學(xué)史的是（　　）A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．牛頓解釋了渦旋電場的產(chǎn)生原理D．楞次找到了判斷感應(yīng)電流方向的方法9．中學(xué)實驗室使用的電流表是磁電式電流表，內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈，兩磁極間裝有極靴（軟鐵），極靴中間又有一個鐵質(zhì)圓柱（軟鐵），極靴與圓柱間有磁場區(qū)。當(dāng)電流通過線圈時，線圈左右兩邊導(dǎo)線受到安培力的方向相反，于是安裝在軸上的線圈就要轉(zhuǎn)動，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小。下列說法正確的是（　　）A．為了使電流表表盤的刻度均勻，極靴與圓柱間的磁場為勻強磁場B．線圈無論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行C．將線圈繞在閉合的鋁框上，可使指針擺動減慢D．在運輸時用導(dǎo)線將電流表兩個接線柱連在一起，可減小線圈中因晃動而產(chǎn)生的感應(yīng)電流10．磁電式電流表是常用的電學(xué)實驗器材。如圖所示，電表內(nèi)部由線圈、磁鐵極靴、圓柱形.軟鐵螺旋彈簧等構(gòu)成。下列說法正確的是（　?。?/span>A．極靴與圓柱形軟鐵之間為勻強磁場.B．當(dāng)線圈中電流方向改變時，線圈受到的安培力方向不變C．通電線圈通常繞在鋁框上，主要因為鋁的電阻率小，可以減小焦耳熱的產(chǎn)生D．在運輸時.通常把正、負極接線柱用導(dǎo)線連在一起，是應(yīng)用了電磁阻尼的原理11．下列四個圖中，甲、丙圖中為鋁管，乙、丁圖中為塑料管，甲、乙圖中小磁鐵豎直放置，丙、丁圖中小磁鐵水平放置，讓小磁鐵由靜止釋放，磁鐵下落過程中不發(fā)生翻轉(zhuǎn)，且不與鋁管相碰，不計空氣阻力，則小磁鐵穿過鋁管過程中加速度小于重力加速度的圖有（　?。?/span>A．甲、乙、丙、丁圖 B．甲、丙、丁圖C．甲、丙圖 D．甲圖12．如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中(　　) A．感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．a位置低于b位置13．如圖所示，A、B為兩只完全相同的電流表，現(xiàn)用手把A指針突然順時針撥動一下，這時B表的指針將　　A．順時針偏轉(zhuǎn)B．逆時針偏轉(zhuǎn)C．不偏轉(zhuǎn)D．由于不知道電表內(nèi)線圈繞向，所以無法判斷14．著名物理學(xué)家弗曼曾設(shè)計過一個實驗，如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負電的小球，整個裝置支撐起來.忽略各處的摩擦，當(dāng)電源接通的瞬間，下列關(guān)于圓盤的說法中正確的是（   ）A．圓盤將逆時針轉(zhuǎn)動B．圓盤將順時針轉(zhuǎn)動C．圓盤不會轉(zhuǎn)動D．無法確定圓盤是否會動15．如圖，關(guān)于電源和容器，下列說法正確的是（ ）A．恒定直流、小鐵鍋 B．恒定直流、玻璃杯C．變化的電流、玻璃杯 D．變化的電流、小鐵鍋16．渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，三者常常有緊密聯(lián)系。下列說法正確的是（　?。?/span>A．圖甲中，如果在上下振動的磁鐵下固定一個鋁板，磁鐵會很快靜止下來，這屬于電磁阻尼現(xiàn)象B．圖甲中，如果在上下振動的磁鐵下固定一個鋁板，磁鐵振動時，鋁板中會產(chǎn)生渦流，渦流對磁鐵總有排斥作用C．圖乙中，豎直放置的蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動后，同軸的閉合線圈會同向轉(zhuǎn)動，這屬于電磁阻尼現(xiàn)象D．圖乙中，蹄形磁鐵勻速轉(zhuǎn)動時間足夠長，閉合線圈的轉(zhuǎn)速可以大于蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)速二、填空題（共4題）17．如圖所示，在點O正下方有一個理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則A點___________B點（填高于、低于、同一水平線）18．人造衛(wèi)星繞地球運行時，軌道各處的地磁場的強弱并不相同，因此，金屬外殼的人造地球衛(wèi)星運行時，外殼中總有微弱的感應(yīng)電流。在衛(wèi)星關(guān)閉發(fā)動機的運動過程中衛(wèi)星的機械能轉(zhuǎn)化為______，運動軌道距離地面的距離會________（變大、變小、保持不變）。19．如圖所示為生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖．鐵芯上有兩個線圈A和B、線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合電路．在斷開開關(guān)S的時候，線圈A中電流變小至消失時，鐵芯中的磁通量_____（選填“減小”、“增大”），從而在線圈_____（選填“A”、“B”）中產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁場的變化，這樣就使鐵芯中的磁場減弱得_____（選填“快”、“慢”）些，從而彈簧K并不能立即將銜鐵D拉起，而使觸頭C（連接工作電路）立即離開，而是過一小段時間后才執(zhí)行這個動作．20．磁電式儀表的線圈通常用鋁框作骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是________（填“防止”或“利用”）渦流而設(shè)計的，起________（填“電磁阻尼”或“電磁驅(qū)動”）的作用。三、綜合題（共3題）21．在如圖甲所示的半徑為r的豎直圓柱形區(qū)域內(nèi)，存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化關(guān)系為B=kt（k>0且為常量）．（1）將一由細導(dǎo)線構(gòu)成的半徑為r、電阻為R0的導(dǎo)體圓環(huán)水平固定在上述磁場中，并使圓環(huán)中心與磁場區(qū)域的中心重合．求在T時間內(nèi)導(dǎo)體圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱．（2）上述導(dǎo)體圓環(huán)之所以會產(chǎn)生電流是因為變化的磁場會在空間激發(fā)渦旋電場，該渦旋電場趨使導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷定向移動，形成電流．如圖乙所示，變化的磁場產(chǎn)生的渦旋電場存在于磁場內(nèi)外的廣闊空間中，其電場線是在水平面內(nèi)的一系列沿順時針方向的同心圓（從上向下看），圓心與磁場區(qū)域的中心重合．在半徑為r的圓周上，渦旋電場的電場強度大小處處相等，并且可以用計算，其中e為由于磁場變化在半徑為r的導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感生電動勢．如圖丙所示，在磁場區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個內(nèi)壁光滑的絕緣環(huán)形真空細管道，其內(nèi)環(huán)半徑為r，管道中心與磁場區(qū)域的中心重合．由于細管道半徑遠遠小于r，因此細管道內(nèi)各處電場強度大小可視為相等的．某時刻，將管道內(nèi)電荷量為q的帶正電小球由靜止釋放（小球的直徑略小于真空細管道的直徑），小球受到切向的渦旋電場力的作用而運動，該力將改變小球速度的大?。摐u旋電場力與電場強度的關(guān)系和靜電力與電場強度的關(guān)系相同．假設(shè)小球在運動過程中其電荷量保持不變，忽略小球受到的重力、小球運動時激發(fā)的磁場以及相對論效應(yīng)．①若小球由靜止經(jīng)過一段時間加速，獲得動能Em，求小球在這段時間內(nèi)在真空細管道內(nèi)運動的圈數(shù)；②若在真空細管道內(nèi)部空間加有方向豎直向上的恒定勻強磁場，小球開始運動后經(jīng)過時間t0，小球與環(huán)形真空細管道之間恰好沒有作用力，求在真空細管道內(nèi)部所加磁場的磁感應(yīng)強度的大?。?/span>22．某同學(xué)在學(xué)習(xí)了渦流現(xiàn)象的知識后，制作了如圖所示的實驗裝置。將一個玩具小人連接彈簧懸掛起來，玩具的底部粘上一塊強磁鐵，并分別制作了鋁環(huán)、塑料環(huán)和帶缺口的鋁環(huán)。請利用上述實驗器材，通過比較的方式，分別設(shè)計一個能夠演示電磁驅(qū)動和演示電磁阻尼的實驗。23．電磁緩沖器是應(yīng)用于車輛上以提高運行安全的輔助制動裝置，其緩沖原理可簡化為如下情形：如圖所示（小車在平直公路上行駛的俯視圖），小車內(nèi)的裝置產(chǎn)生方向豎直向下的勻強磁場；水平地面固定n=10匝的矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R=5Ω，ab邊長為L=0.5m，ad邊長為2L。當(dāng)小車（無動力）水平通過線圈上方時，線圈與小車中的磁場發(fā)生相互作用，使小車做減速運動，從而實現(xiàn)緩沖。已知小車的總質(zhì)量為m=1.0kg，受到地面的摩擦阻力恒為Ff=0.8N；小車磁場剛到線圈ab邊時速度大小為v0=2m/s；當(dāng)小車磁場剛到線圈cd邊時速度減為零。整個緩沖過程中流過線圈abcd的電荷量為q=1.6C，求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小B；（2）緩沖過程中線圈產(chǎn)生的熱量Q。
參考答案：1．B2．A3．B4．B5．A6．A7．C8．C9．B10．D11．C12．A13．A14．A15．D16．A17．高于18．     電能     變小19．     減小     B     慢20．     利用     電磁阻尼21．（1）（2）①；②22．要演示電磁驅(qū)動和演示電磁阻尼實驗，必須要在圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場與玩具小人下面的磁鐵作用產(chǎn)生阻尼作用，則必須要求圓環(huán)是閉合的鋁環(huán)，不能用塑料環(huán)或帶缺口的鋁環(huán)。演示電磁阻尼設(shè)計實驗如下：讓圓環(huán)不動，讓玩具小人上下振動起來，則會發(fā)現(xiàn)小人的振動很快停止；演示電磁驅(qū)動設(shè)計實驗如下：先讓玩具小人不動，讓圓環(huán)上下振動起來，則會發(fā)現(xiàn)小人也很快振動起來；23．（1）1.6T；（2）1.2J 

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3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動

版本： 人教版 (2019)

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