高中人教物理選擇性必修二2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅動 練習（解析版）

1、第二章 電磁感應第3節(jié) 渦流、電磁阻尼和電磁驅動一、單選題1高頻焊接原理示意圖如圖所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫融化焊接，要使焊接處產(chǎn)生的熱量較大，下列措施不可采用是（）A減小焊接縫的接觸電阻B增大焊接縫的接觸電阻C增大交變電流的電壓D增大交變電流的頻率【答案】A【詳解】AB增大電阻，在相同電流下，焊縫處熱功率大，溫度升的很高，故B正確，不符合題意，A錯誤，符合題意。C當增大交變電流的電壓，線圈中交流電流增大，則磁通量變化率增大，因此產(chǎn)生感應電動勢增大，感應電流也增大，所以焊接時產(chǎn)生的熱量也增大，故C正確，不符合題意；D高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁

2、場，在焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，根據(jù)法拉第電磁感應定律分析可知，電流變化的頻率越高，磁通量變化頻率越高，產(chǎn)生的感應電動勢越大，感應電流越大，焊縫處的溫度升高的越快，故D正確，不符合題意。故選A。2零刻度在表盤正中間的電流計，非常靈敏，通入電流后，線圈所受安培力和螺旋彈簧的彈力作用達到平衡時，指針在示數(shù)附近的擺動很難停下，使讀數(shù)變得困難。在指針轉軸上裝上的扇形鋁框或扇形鋁板，在合適區(qū)域加上磁場，可以解決此困難。下列方案合理的是（）ABCD【答案】D【詳解】AC如圖所示，當指針向左偏轉時，鋁框或鋁板可能會離開磁場，產(chǎn)生不了渦流，起不到電磁阻尼的作用，指針不能很快停下，A、C方案不合理，AC錯

3、誤；B此圖是鋁框，磁場在鋁框中間，當指針偏轉角度較小時，鋁框不能切割磁感線，不能產(chǎn)生感應電流，起不到電磁阻尼的作用，指針不能很快停下，B方案不合理，B錯誤；D此圖是鋁板，磁場在鋁板中間，無論指針偏轉角度大小，都會在鋁板上產(chǎn)生渦流，起到電磁阻尼的作用，指針會很快穩(wěn)定的停下，便于讀數(shù)，D方案合理，D正確。故選D。3如圖所示，磁電式電流表的線圈常用鋁框作骨架，把線圈繞在鋁框上，鋁框的兩端裝有轉軸，轉軸的兩邊各有一個螺旋彈簧（繞制方向相反），關于磁電式電流表下列說法正確的是（）A線圈通電后，由于螺旋彈簧的彈力作用，可以使指針盡快穩(wěn)定下來B線圈通電后，由于鋁框中的電磁阻尼作用，可以使指針盡快穩(wěn)定下來C線

4、圈骨架換成塑料，通電后也可以使指針盡快穩(wěn)定下來D在運輸時要把正負接線柱用導線連在一起，主要是為了增強鋁框中的電磁阻尼作用【答案】B【詳解】AB常用鋁框做骨架，當線圈在磁場中轉動時，導致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止擺動，利用了鋁框的電磁阻尼作用，故A錯誤，B正確；C塑料做骨架因不能導電則達不到電磁阻尼的作用，故C錯誤；D在運輸時要把正負接線柱用導線連在一起，是接通回路能產(chǎn)生鋁框中的電磁阻尼作用，而不能增強，故D錯誤；故選B。4在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。硅

5、鋼片應平行于（） A平面abcdB平面abfeC平面abghD平面aehd【答案】D【詳解】磁感線環(huán)繞的方向沿著閉合鐵芯，根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則，產(chǎn)生的渦旋電流的方向垂直于圖示變壓器鐵芯的正面，即與圖示abcd面平行，為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，相互絕緣的硅鋼片應平行于平面aehd，故選D。5有一種手持金屬探測器實物及其結構原理圖可簡化為圖所示。探測器運用的是電磁感應原理，發(fā)射線圈（外環(huán)）可以產(chǎn)生垂直于線圈平面且大小和方向均變化的磁場；內(nèi)環(huán)線圈是接收線圈，用來收集被查金屬物發(fā)出的磁場（接收線圈能完全屏蔽發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場）。隨著發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場方向反復變化，它會與所遇的金屬物發(fā)生作用

6、，導致金屬物自身也會產(chǎn)生微弱的磁場，來自金屬物的磁場進入內(nèi)環(huán)線圈被接收到后，檢測器會發(fā)出報警聲。若發(fā)射線圈產(chǎn)生向下且增強的磁場，則下列說法中正確的是（）A金屬物產(chǎn)生的感應磁場的方向豎直向下B金屬物中的渦流從上往下看是沿順時針方向C金屬物發(fā)出的磁場穿過接收線圈時，接收線圈會產(chǎn)生微弱的電流，此類探測器相應的元件就是依據(jù)這一電流進行報警的D如果金屬物中某時刻發(fā)出向上的磁場，那么接收線圈中的感應電流方向從上往下看是沿逆時針方向【答案】C【詳解】A由題知探測器發(fā)射線圈發(fā)出的磁場豎直向下且增強，根據(jù)楞次定律可確定金屬物中感應電流產(chǎn)生的磁場方向應豎直向上，用安培定則可判斷金屬物中的感應電流的方向，從上往下看

7、是沿逆時針方向，故AB錯誤；C金屬物發(fā)出的磁場穿過接收線圈時，會引起接收線圈產(chǎn)生微弱的電流，使探測器報警，故C正確；D如果金屬中發(fā)出向上逐漸增加的磁場，根據(jù)楞次定律及安培定則可判斷接收線圈感應電流從上向下看為順時針方向，故D錯誤。故選C。6如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO轉動。從上向下看，當磁鐵逆時針轉動時，則（）A線圈將逆時針轉動，轉速與磁鐵相同B線圈將逆時針轉動，轉速比磁鐵大C線圈轉動時將產(chǎn)生感應電流D線圈轉動時感應電流的方向始終是abcda【答案】C【詳解】AB由楞次定律的推廣含義可知，線圈將與磁極同向轉動，但轉動的角速度一定小于磁鐵轉動的角速度。如兩者的角速度相同，磁感線與

8、線圈處于相對靜止，線圈不切割磁感線，無感應電流產(chǎn)生，故AB錯誤；C當磁鐵逆時針轉動時，相當于磁鐵不動而線圈順時針旋轉切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應電流，故C正確；D當線圈相對磁鐵轉過時電流方向不再是abcda，故D錯誤。故選C。7健身車的磁控阻力原理如圖所示，在銅質(zhì)飛輪的外側有一些磁鐵（與飛輪不接觸），人在健身時帶動飛輪轉動，磁鐵會對飛輪產(chǎn)生阻礙，拉動控制拉桿可以改變磁鐵與飛輪間的距離。則（）A飛輪受到阻力大小與其材料密度有關B飛輪受到阻力大小與其材料電阻率無關C飛輪轉速一定時，磁鐵越靠近飛輪，其受到的阻力越小D磁鐵與飛輪間距離不變時，飛輪轉速越大，其受到阻力越大【答案】D【詳解】AB輪在磁場中做

9、切割磁感線的運動，所以會產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，根據(jù)楞次定律可知，磁場會對運動的飛輪產(chǎn)生阻力，以阻礙飛輪與磁場的相對運動，所以飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的安培力，而安培力的大小與其材料的電阻率有關，與其密度無關，AB錯誤；C磁鐵越靠近飛輪,飛輪處的磁感應強度越強，所以在飛輪轉速一定時，磁鐵越靠近飛輪，飛輪上產(chǎn)生的感應電動勢越大，感應電流越大，安培力越大，飛輪受到的阻力越大，C錯誤；D磁鐵與飛輪間距離不變時，飛輪的轉速越大，則飛輪上產(chǎn)生的感應電動勢越大，感應電流越大，安培力越大，飛輪受到的阻力越大，D正確。故選D。8彈簧上端固定，下端掛一只條形磁鐵，使磁鐵上下振動，磁鐵的振動幅度不變。若

10、在振動過程中把線圈靠近磁鐵，如圖所示，觀察磁鐵的振幅將會發(fā)現(xiàn)（）AS閉合時振幅逐漸減小，S斷開時振幅不變BS閉合時振幅逐漸增大，S斷開時振幅不變CS閉合或斷開，磁鐵的振動幅度不變DS閉合或斷開，磁鐵的振動幅度均發(fā)生變化【答案】A【詳解】當S閉合后，線圈構成閉合回路，當條形磁鐵豎直運動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而使線圈產(chǎn)生感應電流，由楞次定律可得，感應電流的磁場阻礙磁鐵的運動，使振幅減小，不閉合線圈，不會產(chǎn)生感應電流，振幅不變故選A。9如圖所示為實驗室所用的某種靈敏天平，安裝在天平臂一端（圖中的右端）的金屬片置于蹄形磁鐵的兩個磁極之間，該裝置有利于振動的天平臂迅速平靜下來，現(xiàn)因物體放置在秤

11、上引起天平臂的擺動帶動金屬片上下運動，則以下說法正確的是（）A當金屬片上下運動，由于穿過金屬片的磁通量沒有發(fā)生變化，因此金屬片中沒有感應電流B當金屬片上下運動時，金屬片中會產(chǎn)生逆時針方向的渦流C當金屬片向上運動時，金屬片受到向下的磁場力D由于金屬片在上下運動，受到的磁場力總是阻礙金屬片的運動，使其機械能轉化為內(nèi)能，導致物體質(zhì)量測量值偏小【答案】C【詳解】A當金屬片上下運動，由于穿過金屬片的磁通量發(fā)生變化，因此金屬片中產(chǎn)生感應電流，A錯誤；B當金屬片上下運動時，金屬片中會產(chǎn)生方向變化的渦流，渦流的方向與金屬片的運動方向有關，B錯誤；C當金屬片向上運動時，根據(jù)“來拒去留”原則，金屬片受到向下的磁場

12、力，C正確；D當天平靜止時，磁場力消失，不會導致物體質(zhì)量測量值偏小，D錯誤。故選C。10如圖所示，一輕質(zhì)絕緣橫桿兩側各固定一粗細和大小相同的鋁環(huán)，B環(huán)封閉，A環(huán)有一個小缺口。橫桿可繞中心點自由轉動，老師拿條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，同學們看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是（）A磁鐵N極插向A環(huán)，A環(huán)上會產(chǎn)生順時針方向的感應電流B磁鐵N極插向B環(huán)，B環(huán)上會產(chǎn)生逆時針方向的感應電流C磁鐵插向A環(huán)，橫桿會發(fā)生轉動，這是電磁驅動現(xiàn)象D磁鐵插向B環(huán)，橫桿會發(fā)生轉動，這是電磁阻尼現(xiàn)象【答案】B【詳解】ACA環(huán)不閉合，磁鐵插向A環(huán)時，不產(chǎn)生感應電流，環(huán)不受力，橫桿不轉動，AC錯誤；BB環(huán)閉合，磁鐵插向B環(huán)時，環(huán)內(nèi)產(chǎn)

13、生感應電流，環(huán)受到磁場的作用，橫桿轉動；根據(jù)楞次定律可知，阻礙相對運動，橫桿逆時針轉動，B正確D磁鐵插向B環(huán)，橫桿逆時針轉動，這是電磁驅動，不是電磁阻尼現(xiàn)象，D錯誤。故選B。二、多選題11為了保護微安表，在運輸電表時通常用導線把正負接線柱連接在一起。這一巧妙設計與下列哪些選項有著相同的物理規(guī)律（）A閉合電路歐姆定律B被毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷C避雷針尾端通常深入地下，與一塊大的金屬板連接在一起D伽利略理想斜面實驗中小球總是滾到相同高度【答案】AC【詳解】微安表在運輸中指針晃動可以產(chǎn)生電勢差，我們把正負極接通消除電勢差才會安全，閉合電路原理即利用電源電勢差；避雷針與大金屬板接通也是消除電勢差；

14、被毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷，是為了產(chǎn)生電荷；伽利略理想斜面實驗中小球總是滾到相同高度，與電勢差無關。故AC正確，BD錯誤。故選AC。12下列四個圖都與渦流有關，其中說法正確的是（）A真空冷煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B自制金屬探測器是利用地磁場來進行探測的C電磁爐工作時在它的面板上產(chǎn)生渦流加熱食物D變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成是為了減小渦流【答案】AD【詳解】A真空冶煉爐是線圈中的電流做周期性變化，在金屬中產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生大量的熱量，熔化金屬的，故A正確；B金屬探測器中變化電流遇到金屬物體，在被測金屬中上產(chǎn)生渦流來進行探測，故B錯誤；C家用電磁爐工作時，在鍋體中產(chǎn)生渦流，加熱食

15、物，故C錯誤；D當變壓器中的電流變化時，在其鐵芯將產(chǎn)生渦流，使用硅鋼片做成的鐵芯可以盡可能減小渦流的損失，故D正確。故選AD。13下列情景中說法正確的是（）A圖甲是磁電式電流表的內(nèi)部結構圖，里面的線圈常常用鋁框做骨架，因為鋁框材質(zhì)比較輕，同時在磁場中轉動時能產(chǎn)生電磁阻尼，讓線圈快速穩(wěn)定下來B圖乙是動圈式揚聲器的結構示意圖，當話筒使用時，聲音使紙盆振動，帶動線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應電流C圖丙是電子感應加速器中的俯視圖，圖中電子的運動方向為逆時針，為使電子沿軌道運動，軌道中的磁場方向應垂直紙面向內(nèi)D圖丁是兩根空心鋁管，左管完好，右管右側開有裂縫，現(xiàn)讓一塊磁性很強的小磁鐵依次從兩管上方靜止釋放，

16、小磁鐵在左側鋁管中受到阻礙而緩慢下落，在右側鋁管中自由下落【答案】AB【詳解】A磁電式電流表里面的線圈常常用鋁框做骨架，因為鋁框在磁場中轉動時能產(chǎn)生阻尼，讓線圈快速穩(wěn)定下來，A正確；B電流通過線圈，在安培力作用下線圈發(fā)生振動，從而帶動紙盆振動發(fā)出聲音；動圈式揚聲器也可以當話筒使用，聲音使紙盆振動，帶動線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應電流，B正確；C電子逆時針運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)左手定則可知，磁場方向為垂直紙面向外，C錯誤；D乙管有裂縫，渦流仍舊存在，只不過沒有完好時那么大，所以不可能做自由落體運動的，D錯誤。故選AB。三、解答題14有一個銅盤，輕輕撥動它，能長時間地繞軸自由轉動。如果在轉

17、動時把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤的邊緣，但并不與銅盤接觸，銅盤就能在較短的時間內(nèi)停止。分析這個現(xiàn)象產(chǎn)生的原因?！敬鸢浮裤~盤轉動時如果加上磁場，則在銅盤中產(chǎn)生渦流，磁場對這個渦流的作用力阻礙它們的轉動銅盤能在較短的時間內(nèi)停止轉動?！驹斀狻堪汛盆F加在銅盤邊緣，銅盤內(nèi)就會產(chǎn)生渦流，起到電磁阻尼作用。15如圖所示，水平放置的絕緣桌面上有一個金屬圓環(huán)，圓心的正上方有一個豎直的條形磁鐵。請通過分析形成以下結論：把條形磁鐵向水平方向移動時，金屬圓環(huán)將受到水平方向運動的驅動力，驅動力的方向跟條形磁鐵運動的方向相同?！敬鸢浮恳娊馕觥驹斀狻慨敆l形磁鐵沿軸線豎直向右迅速移動時，閉合導體環(huán)內(nèi)的磁通量減小，因此線圈做出的反應是：根據(jù)“增縮減擴”，則面積有擴大的趨勢，同時根據(jù)“來拒去留”可知線圈將跟隨磁鐵運動，金屬圓環(huán)受安培力向右。16如圖所示，光滑弧形軌道和一足