2.3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 能力提升（word版含答案）

1、2.3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 能力 一、單項(xiàng)選擇題（共2小題；共8分）1. 如圖所示，將一個(gè)鋁框放在蹄形磁鐵的兩個(gè)磁極間，鋁框可以繞豎直的轉(zhuǎn)軸 OO 自由轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使磁鐵繞豎直轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，觀察到鋁框會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述和解釋，下列說法正確的是 A. 鋁框的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一定是相同的B. 鋁框的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢總是一致的C. 鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)到其平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置時(shí)，鋁框中的感應(yīng)電流最大D. 鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)到其平面與磁場(chǎng)方向平行的位置時(shí)，鋁框兩個(gè)豎直邊受到的磁場(chǎng)力均為零 2. 如圖 1 所示是一個(gè)電磁阻尼現(xiàn)象演示裝置，鋼鋸條上端固定在支架上，下端固定有強(qiáng)磁鐵，

2、將磁鐵推開一個(gè)角度釋放，它會(huì)在豎直面內(nèi)擺動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間；如圖 2 所示，若在其正下方固定一銅塊（不與磁鐵接觸），則擺動(dòng)迅速停止。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，以下分析與結(jié)論正確的是 A. 如果將磁鐵的磁極調(diào)換，重復(fù)實(shí)驗(yàn)將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象B. 用閉合的銅制線圈替代銅塊，重復(fù)實(shí)驗(yàn)將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象C. 在圖 2 情況中，下擺和上擺過程中磁鐵和鋸條組成的系統(tǒng)機(jī)械能均減少D. 在擺動(dòng)過程中銅塊不受磁鐵的作用力 二、雙項(xiàng)選擇題（共3小題；共12分）3. 金屬探測(cè)器是用來探測(cè)金屬的儀器，如圖所示，關(guān)于其工作原理，下列說法中正確的是 A. 探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B. 只有有磁性的金屬物才會(huì)被探測(cè)器探測(cè)到C

3、. 探測(cè)到金屬物是因?yàn)榻饘傥镏挟a(chǎn)生了渦流D. 探測(cè)到金屬物是因?yàn)樘綔y(cè)器中產(chǎn)生了渦流 4. 物理課上，老師做了一個(gè)“電磁阻尼”的實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，A 擺擺片是銅片，B 擺擺片由相互絕緣的導(dǎo)體片疊加而成，A 、 B 兩擺在通過磁場(chǎng)時(shí)，A 擺很快停下來，B 擺擺動(dòng)了很長(zhǎng)一段時(shí)間后才停下。圖乙是致遠(yuǎn)同學(xué)另找器材再來探究此實(shí)驗(yàn)的裝置：A 是由擺片和細(xì)桿組成的擺，其擺動(dòng)平面在磁鐵的兩極之間，當(dāng)繞在磁鐵上的勵(lì)磁線圈未通電時(shí)，擺片可自由擺動(dòng)，要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)停下來；當(dāng)線圈通電時(shí)，擺動(dòng)應(yīng)當(dāng)迅速停止。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，均沒出現(xiàn)擺動(dòng)迅速停止的現(xiàn)象。對(duì)比老師的演示實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，正確的說法是 A. 老

4、師實(shí)驗(yàn)中，A 擺很快停下來的原因是擺上產(chǎn)生了感應(yīng)電流B. 老師實(shí)驗(yàn)中，B 擺擺動(dòng)了很長(zhǎng)時(shí)間后才停下來的原因是擺上沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流C. 致遠(yuǎn)同學(xué)沒有成功的原因可能是所選線圈的匝數(shù)過多D. 致遠(yuǎn)同學(xué)沒有成功的原因可能是構(gòu)成擺的材質(zhì)是塑料 5. 電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中。如圖所示為一手持式封口機(jī)，它的工作原理是在封口機(jī)工作時(shí)，套在瓶口上的封口頭內(nèi)的線圈有電流通過，致使靠近線圈（但與線圈絕緣）的鋁箔自行快速發(fā)熱，熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠，從而粘貼在被封容器的瓶口處，達(dá)到迅速封口的目的。下列有關(guān)說法正確的是 A. 封口材料可用普通塑料來代替鋁箔B. 封口機(jī)工

5、作時(shí)封口頭內(nèi)的線圈中有短時(shí)間的恒定電流通過C. 可以通過控制封口頭內(nèi)線圈中電流的頻率來設(shè)定鋁箔發(fā)熱的功率D. 封口頭內(nèi)線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向應(yīng)當(dāng)與鋁箔表面垂直答案第一部分1. A【解析】鋁框的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一定是相同的，選項(xiàng)A正確；鋁框的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢有關(guān)，但鋁框比磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的慢，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)到其平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置時(shí)，鋁框中的感應(yīng)電流為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)到其平面與磁場(chǎng)方向平行的位置時(shí)，鋁框兩個(gè)豎直邊受到的磁場(chǎng)力等大反向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2. C【解析】此實(shí)驗(yàn)的原理是：當(dāng)磁鐵在銅塊正上方擺動(dòng)時(shí)，在銅塊中產(chǎn)生渦流，渦流的磁場(chǎng)阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)。如果將磁鐵的磁

6、極調(diào)換，重復(fù)實(shí)驗(yàn)仍能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用閉合的銅制線圈替代銅塊，仍能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而對(duì)磁鐵的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，則重復(fù)實(shí)驗(yàn)仍能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在圖 2 情況中，磁鐵下擺和上擺過程中，銅塊均會(huì)產(chǎn)生渦流，從而消耗機(jī)械能，則磁鐵和鋸條組成的系統(tǒng)機(jī)械能均減少，選項(xiàng)C正確；在擺動(dòng)過程中，銅塊對(duì)磁鐵有阻礙作用，同時(shí)銅塊也要受磁鐵的作用力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。第二部分3. A， C【解析】金屬探測(cè)器利用渦流探測(cè)金屬物品的原理是：探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈中有交變電流，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬物品在交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在探測(cè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，

7、引起線圈中電流發(fā)生變化，從而探測(cè)到金屬物品，選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤。4. A， D【解析】老師實(shí)驗(yàn)中，A 擺很快停下來的原因是擺上產(chǎn)生了感應(yīng)電流，從而阻礙磁通量的變化，選項(xiàng)A正確；老師實(shí)驗(yàn)中，B 擺擺片是用相互絕緣的導(dǎo)體片疊加成的，產(chǎn)生的渦流很小，所以 B 擺擺動(dòng)了很長(zhǎng)時(shí)間后才停下來，B錯(cuò)誤；線圈的匝數(shù)越多，擺受阻礙作用越明顯，則越容易停下來，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如果致遠(yuǎn)同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用擺的材質(zhì)是塑料，則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，擺不會(huì)受到磁場(chǎng)力作用，故擺不會(huì)很快停下來，選項(xiàng)D正確。5. C， D【解析】由渦流的產(chǎn)生原理可知，當(dāng)磁感線穿過封口處的鋁箔材料時(shí)，鋁箔中產(chǎn)生渦流，致使鋁箔自行快速發(fā)熱；而如果封口材料用普通塑料來代替，則不能產(chǎn)生渦流，不能起到加熱的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由渦流的產(chǎn)生原理可知，穿過線圈的磁場(chǎng)必須是變化的磁場(chǎng)，才能使鋁箔內(nèi)產(chǎn)生渦流，所以封口機(jī)工作時(shí)封口頭內(nèi)的線圈中有高頻變化的電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若改變封口頭內(nèi)線圈中電流的頻率，則電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的頻率也發(fā)生改變，則周期改變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在鋁箔內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)改變，則產(chǎn)生的渦流大小改變，封口過程中鋁箔的發(fā)熱功率改變，所以可以通過控制封口頭內(nèi)線圈中電流的頻率來