2022-2023學年人教版選擇性必修第二冊 2.3 渦流、電磁阻尼和電磁驅動 作業(yè)

1、課時跟蹤訓練（九） 渦流、電磁阻尼和電磁驅動A級雙基達標1多選關于電磁感應現象中的感生電場，下列說法正確的是()A感生電場不同于靜電場，其電場線是閉合曲線B由感生電場產生的感生電動勢的表達式為Eneq f(,t)C感生電場產生感生電動勢中的非靜電力是洛倫茲力D感生電動勢對應的非靜電力對自由電荷不做功解析：選AB磁場變化時在空間激發(fā)的電場稱為感生電場，不同于靜止電荷產生的電場(靜電場)，其電場線是閉合曲線，選項A正確；變化的磁場引起磁通量的變化，進而產生感生電動勢，所以感生電動勢的表達式為Eneq f(,t)，選項B正確；感生電場產生感生電動勢中的非靜電力是感生電場對自由電荷的作用力，即電場力，

2、對自由電荷做功，選項C、D錯誤。2多選磁電式儀表的線圈通常用鋁框作為骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是()A防止渦流B利用渦流C起電磁阻尼的作用 D起電磁驅動的作用解析：選BC線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉動，鋁框隨之轉動，并切割磁感線產生感應電流即渦流。渦流阻礙線圈的轉動，使線圈偏轉后盡快停下來，所以，這樣做的目的是利用渦流來起到電磁阻尼的作用。3.如圖所示為大型考試用到的金屬探測器，工作時，其內部的探測器線圈內通有正弦交流電，關于探測器的工作原理，下列說法中不正確的是()A探測器線圈中通有頻率越低的交流電，越容易探測出金屬物品B探測器線圈中正弦交流電會產生變化的磁場C探測器附近有金屬

3、時，金屬中會產生渦流D探測器附近有金屬時，探測器線圈中電流會發(fā)生變化解析：選A探測器線圈中的交流電頻率越低，電流變化越慢，根據法拉第電磁感應定律可知產生的感應電流越小，靈敏度越低，越不容易探測出金屬物品，故A符合題意；根據安培定則可知當探測器線圈中通以正弦交流電會產生變化的磁場，故B不符合題意；探測器中有一個通有交變電流的線圈，當線圈周圍有金屬時，金屬物中會產生渦流，渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，探測器線圈中電流會發(fā)生變化，使探測器報警，故C、D不符合題意。4甲、乙兩個完全相同的銅環(huán)均可繞豎直固定軸O1O2旋轉，現讓它們以相同角速度同時開始轉動，由于阻力作用，經相同的時間后停止，若將圓環(huán)置

4、于如圖所示的勻強磁場中，甲環(huán)的轉軸與磁場方向垂直，乙環(huán)的轉軸與磁場方向平行，現讓甲、乙兩環(huán)同時以相同的初始角速度開始轉動后，下列判斷正確的是()A甲環(huán)先停下B乙環(huán)先停下C兩環(huán)同時停下 D兩環(huán)都不會停下解析：選A當銅環(huán)轉動時，乙環(huán)一直與磁場方向平行，磁通量為零，沒有感應電流。甲環(huán)磁通量不斷變化，不斷有感應電流；甲產生感應電流后，一定受到安培力，安培力一定是阻礙銅環(huán)的轉動，即一定阻礙銅環(huán)與磁場間的相對運動，故甲環(huán)先停止運動，故A正確，B、C、D錯誤。5如圖所示，一鋁塊靜止在光滑水平面上，現讓一條形磁鐵以一定的速度向右靠近鋁塊。在磁鐵靠近鋁塊的過程中，下列說法正確的是()A若條形磁鐵的右端為N極，則

5、鋁塊會向右以相同的速度運動B若條形磁鐵的右端為S極，則鋁塊會向左運動，速度小于磁鐵的速度C在它們相遇前，鋁塊一直處于靜止狀態(tài)D不論條形磁鐵的右端為N極還是S極，鋁塊都會向右運動，且同一時刻鋁塊的速度小于磁鐵的速度解析：選D不管條形磁鐵的右端是N極還是S極，向右靠近鋁塊時都會在鋁塊中產生渦流，因此會有電磁驅動現象，根據楞次定律阻礙作用的特點，鋁塊的速度小于磁鐵的速度。故D正確，A、B、C錯誤。6.某同學設計了一個電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現鉆頭M突然向右運動，則可能是()A開關S由斷開到閉合的瞬間B開關S由閉合到斷開的瞬間C保持開關S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動D保持開關S閉合，變

6、阻器滑片P勻速向右滑動解析：選A若發(fā)現鉆頭M突然向右運動，則兩螺線管互相排斥，根據楞次定律可知，可能是開關S由斷開到閉合的瞬間，或開關S閉合，變阻器滑片向左滑動，選項A正確。7.多選渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一。如圖所示，線圈中通以一定頻率的正弦交流電，靠近待測工件時，工件內會產生渦流，同時線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變化。下列說法正確的是()A渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化B渦流的頻率等于通入線圈的交流電的頻率C通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力D待測工件可以是塑料或橡膠制品解析：選ABC渦流是感應電流，渦流的磁場總是阻礙穿過工件的磁通量的變化，而且渦流的頻率與線圈

7、中交流電的頻率相等，A、B均正確；因待測工件中的渦流與通電線圈中的電流具有相同頻率，因此二者間必有周期性的作用力，C正確；渦流只能在金屬制品中產生，故選項D錯誤。8.如圖所示，條形磁鐵從高h處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈。開關S斷開，條形磁鐵至落地用時t1，落地時速度為v1；S閉合，條形磁鐵至落地用時t2，落地時速度為v2，則它們的大小關系正確的是()At1t2，v1v2 Bt1t2，v1v2Ct1t2，v1v2 Dt1v2解析：選D開關S斷開時，線圈中無感應電流，對條形磁鐵無阻礙作用，條形磁鐵自由下落，故ag；當S閉合時，線圈中有感應電流，對條形磁鐵有阻礙作用，故ag。所以t1v2，

8、選項D正確。9.如圖所示，在光滑的水平面上有一半徑r10 cm、電阻R1 、質量m1 kg的金屬環(huán)，以速度v10 m/s向一有界勻強磁場滑去。勻強磁場方向垂直于紙面向里，B0.5 T。從環(huán)剛開始進入磁場算起，到剛好有一半進入磁場時圓環(huán)釋放了32 J的熱量，求：(1)此時圓環(huán)中電流的瞬時功率。(2)此時圓環(huán)運動的加速度。解析：(1)取金屬環(huán)為研究對象，從剛進入磁場至一半進入磁場的過程中，由能量守恒定律可知，環(huán)減少的動能全部轉化為熱能，設此時的速度為v1，則有Qeq f(1,2)mv2eq f(1,2)mv12，又因為Peq f(E2,R)eq f(B2rv12,R)，由以上兩式聯立，代入數據解得

9、P0.36 W。(2)由楞次定律可知圓環(huán)此時受到的安培力方向水平向左，由牛頓第二定律得eq f(B22r2v1,R)ma，即aeq f(B22r2v1,mR)6102 m/s2，方向水平向左。答案：(1)0.36 W(2)6102 m/s2，方向水平向左B級選考提能10多選關于渦流，下列說法中正確的是()A真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B家用電磁爐是利用渦流使鍋體發(fā)熱的C阻尼擺擺動時產生的渦流總是阻礙其運動D變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能增大渦流解析：選ABC真空冶煉爐是用渦流來熔化金屬對其進行冶煉的，爐內放入被冶煉的金屬，線圈內通入高頻交變電流，這時被冶煉的金屬中產生渦流就能被熔

10、化，故A正確；電磁爐利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場，當含鐵質鍋具放置爐面時，在鍋具底部產生渦流，故B正確；阻尼擺擺動時產生的渦流總是阻礙其運動，當金屬擺從磁場中穿過時，金屬擺內感應出的渦流會對金屬擺的運動產生阻礙作用，故C正確；渦流要損耗能量，變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，其目的是為了減小渦流，故D錯誤。11.磁力剎車是游樂場中過山車采用的一種新型剎車裝置，其剎車效果比靠摩擦力剎車更穩(wěn)定，如圖為該新型裝置的原理圖(從后面朝前看)；過山車的兩側裝有銅片，停車區(qū)的軌道兩側裝有強力磁鐵，當過山車進入停車區(qū)時銅片與磁鐵的相互作用能使過山車很快停下來，關于該裝置的下列說法正確的是()A剎車

11、原理是利用了電流的磁效應B過山車從進入停車區(qū)到停止的過程，動能轉化成電能C過山車進入停車區(qū)的速度越大，剎車的阻力越大D若將銅片換成有機玻璃片，也能達到相同的剎車效果解析：選C當過山車進入停車區(qū)時，會導致銅片的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，通電的銅片在強磁場中受到安培力的作用，最終使過山車停下來，利用了電磁感應的原理，剎車過程中過山車速度減慢，過山車減少的動能，先轉化為電能，最終會轉化為內能，故A、B錯誤；過山車的速度越大，磁通量變化越快，產生的感應電流越大，所受安培力越大，故剎車的阻力越大，故C正確；若把銅片換成有機玻璃片，而有機玻璃不導電，因此不能產生感應電流，從而不會對過山車的運動有阻礙作

12、用，所以不能達到相同的剎車效果，故D錯誤。12某種超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力。其推進原理可以簡化為如圖所示的模型，在水平面上相距b的兩根平行直導軌間，有豎直方向等距離分布的勻強磁場B1和B2，且B1B2B，每個磁場的長都是l，相間排列，所有這些磁場都以速度v向右勻速運動。這時跨在兩導軌間的長為l、寬為b的金屬框MNQP(懸浮在導軌正上方)在磁場力作用下也將會向右運動。設金屬框的總電阻為R，運動中所受到的阻力恒為f，求：(1)列車在運動過程中金屬框產生的最大電流；(2)列車能達到的最大速度；(3)簡述要使列車停下可采取哪些可行措施。解析：(1)開始時金屬框產生的電流最大，設為Im，則由題意得Imeq f(2Bbv,R)。