高中人教物理選擇性必修二2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 練習(xí)（解析版）

1、第二章 電磁感應(yīng)第3節(jié) 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)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(cuò)誤，符合題意。C當(dāng)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，感應(yīng)電流也增大，所以焊接時(shí)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(chǎng)，在焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)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(pán)正中間的電流計(jì)，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(dá)到平衡時(shí)，指針在示數(shù)附近的擺動(dòng)很難停下，使讀數(shù)變得困難。在指針轉(zhuǎn)軸上裝上的扇形鋁框或扇形鋁板，在合適區(qū)域加上磁場(chǎng)，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(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框或鋁板可能會(huì)離開(kāi)磁場(chǎng)，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(cuò)

3、誤；B此圖是鋁框，磁場(chǎng)在鋁框中間，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度較小時(shí)，鋁框不能切割磁感線，不能產(chǎn)生感應(yīng)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(cuò)誤；D此圖是鋁板，磁場(chǎng)在鋁板中間，無(wú)論指針偏轉(zhuǎn)角度大小，都會(huì)在鋁板上產(chǎn)生渦流，起到電磁阻尼的作用，指針會(huì)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(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩邊各有一個(gè)螺旋彈簧（繞制方向相反），關(guān)于磁電式電流表下列說(shuō)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(lái)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(lái)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(lái)D在運(yùn)輸時(shí)要把正負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，主要是為了增強(qiáng)鋁框中的電磁阻尼作用【答案】B【詳解】AB常用鋁框做骨架，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止擺動(dòng)，利用了鋁框的電磁阻尼作用，故A錯(cuò)誤，B正確；C塑料做骨架因不能導(dǎo)電則達(dá)不到電磁阻尼的作用，故C錯(cuò)誤；D在運(yùn)輸時(shí)要把正負(fù)接線柱用導(dǎo)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(qiáng)，故D錯(cuò)誤；故選B。4在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(yīng)平行于平面aehd，故選D。5有一種手持金屬探測(cè)器實(shí)物及其結(jié)構(gòu)原理圖可簡(jiǎn)化為圖所示。探測(cè)器運(yùn)用的是電磁感應(yīng)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(chǎng)；內(nèi)環(huán)線圈是接收線圈，用來(lái)收集被查金屬物發(fā)出的磁場(chǎng)（接收線圈能完全屏蔽發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)）。隨著發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向反復(fù)變化，它會(huì)與所遇的金屬物發(fā)生作用

6、，導(dǎo)致金屬物自身也會(huì)產(chǎn)生微弱的磁場(chǎng)，來(lái)自金屬物的磁場(chǎng)進(jìn)入內(nèi)環(huán)線圈被接收到后，檢測(cè)器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。若發(fā)射線圈產(chǎn)生向下且增強(qiáng)的磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A金屬物產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向豎直向下B金屬物中的渦流從上往下看是沿順時(shí)針?lè)较駽金屬物發(fā)出的磁場(chǎng)穿過(guò)接收線圈時(shí)，接收線圈會(huì)產(chǎn)生微弱的電流，此類(lèi)探測(cè)器相應(yīng)的元件就是依據(jù)這一電流進(jìn)行報(bào)警的D如果金屬物中某時(shí)刻發(fā)出向上的磁場(chǎng)，那么接收線圈中的感應(yīng)電流方向從上往下看是沿逆時(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緾【詳解】A由題知探測(cè)器發(fā)射線圈發(fā)出的磁場(chǎng)豎直向下且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可確定金屬物中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向應(yīng)豎直向上，用安培定則可判斷金屬物中的感應(yīng)電流的方向，從上往下看

7、是沿逆時(shí)針?lè)较?，故AB錯(cuò)誤；C金屬物發(fā)出的磁場(chǎng)穿過(guò)接收線圈時(shí)，會(huì)引起接收線圈產(chǎn)生微弱的電流，使探測(cè)器報(bào)警，故C正確；D如果金屬中發(fā)出向上逐漸增加的磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律及安培定則可判斷接收線圈感應(yīng)電流從上向下看為順時(shí)針?lè)较?，故D錯(cuò)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(zhuǎn)動(dòng)。從上向下看，當(dāng)磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則（）A線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁鐵大C線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生感應(yīng)電流D線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)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(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。如兩者的角速度相同，磁感線與

8、線圈處于相對(duì)靜止，線圈不切割磁感線，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故AB錯(cuò)誤；C當(dāng)磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于磁鐵不動(dòng)而線圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確；D當(dāng)線圈相對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)電流方向不再是abcda，故D錯(cuò)誤。故選C。7健身車(chē)的磁控阻力原理如圖所示，在銅質(zhì)飛輪的外側(cè)有一些磁鐵（與飛輪不接觸），人在健身時(shí)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵會(huì)對(duì)飛輪產(chǎn)生阻礙，拉動(dòng)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(guān)B飛輪受到阻力大小與其材料電阻率無(wú)關(guān)C飛輪轉(zhuǎn)速一定時(shí)，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(shí)，飛輪轉(zhuǎn)速越大，其受到阻力越大【答案】D【詳解】AB輪在磁場(chǎng)中做

9、切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的飛輪產(chǎn)生阻力，以阻礙飛輪與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以飛輪受到的阻力主要來(lái)源于磁鐵對(duì)它的安培力，而安培力的大小與其材料的電阻率有關(guān)，與其密度無(wú)關(guān)，AB錯(cuò)誤；C磁鐵越靠近飛輪,飛輪處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，所以在飛輪轉(zhuǎn)速一定時(shí)，磁鐵越靠近飛輪，飛輪上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，安培力越大，飛輪受到的阻力越大，C錯(cuò)誤；D磁鐵與飛輪間距離不變時(shí)，飛輪的轉(zhuǎn)速越大，則飛輪上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)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(dòng)，磁鐵的振動(dòng)幅度不變。若

10、在振動(dòng)過(guò)程中把線圈靠近磁鐵，如圖所示，觀察磁鐵的振幅將會(huì)發(fā)現(xiàn)（）AS閉合時(shí)振幅逐漸減小，S斷開(kāi)時(shí)振幅不變BS閉合時(shí)振幅逐漸增大，S斷開(kāi)時(shí)振幅不變CS閉合或斷開(kāi)，磁鐵的振動(dòng)幅度不變DS閉合或斷開(kāi)，磁鐵的振動(dòng)幅度均發(fā)生變化【答案】A【詳解】當(dāng)S閉合后，線圈構(gòu)成閉合回路，當(dāng)條形磁鐵豎直運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，從而使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可得，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)，使振幅減小，不閉合線圈，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，振幅不變故選A。9如圖所示為實(shí)驗(yàn)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(gè)磁極之間，該裝置有利于振動(dòng)的天平臂迅速平靜下來(lái)，現(xiàn)因物體放置在秤

11、上引起天平臂的擺動(dòng)帶動(dòng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是（）A當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)，由于穿過(guò)金屬片的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，因此金屬片中沒(méi)有感應(yīng)電流B當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬片中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻臏u流C當(dāng)金屬片向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬片受到向下的磁場(chǎng)力D由于金屬片在上下運(yùn)動(dòng)，受到的磁場(chǎng)力總是阻礙金屬片的運(yùn)動(dòng)，使其機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致物體質(zhì)量測(cè)量值偏小【答案】C【詳解】A當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)，由于穿過(guò)金屬片的磁通量發(fā)生變化，因此金屬片中產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；B當(dāng)金屬片上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬片中會(huì)產(chǎn)生方向變化的渦流，渦流的方向與金屬片的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，B錯(cuò)誤；C當(dāng)金屬片向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)“來(lái)拒去留”原則，金屬片受到向下的磁場(chǎng)

12、力，C正確；D當(dāng)天平靜止時(shí)，磁場(chǎng)力消失，不會(huì)導(dǎo)致物體質(zhì)量測(cè)量值偏小，D錯(cuò)誤。故選C。10如圖所示，一輕質(zhì)絕緣橫桿兩側(cè)各固定一粗細(xì)和大小相同的鋁環(huán)，B環(huán)封閉，A環(huán)有一個(gè)小缺口。橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，同學(xué)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(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B磁鐵N極插向B環(huán)，B環(huán)上會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C磁鐵插向A環(huán)，橫桿會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這是電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象D磁鐵插向B環(huán)，橫桿會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)不受力，橫桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，AC錯(cuò)誤；BB環(huán)閉合，磁鐵插向B環(huán)時(shí)，環(huán)內(nèi)產(chǎn)

13、生感應(yīng)電流，環(huán)受到磁場(chǎng)的作用，橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)；根據(jù)楞次定律可知，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，橫桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，B正確D磁鐵插向B環(huán)，橫桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這是電磁驅(qū)動(dòng)，不是電磁阻尼現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。故選B。二、多選題11為了保護(hù)微安表，在運(yùn)輸電表時(shí)通常用導(dǎo)線把正負(fù)接線柱連接在一起。這一巧妙設(shè)計(jì)與下列哪些選項(xiàng)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(guò)的橡膠棒帶負(fù)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(shí)驗(yàn)中小球總是滾到相同高度【答案】AC【詳解】微安表在運(yùn)輸中指針晃動(dòng)可以產(chǎn)生電勢(shì)差，我們把正負(fù)極接通消除電勢(shì)差才會(huì)安全，閉合電路原理即利用電源電勢(shì)差；避雷針與大金屬板接通也是消除電勢(shì)差；

14、被毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電荷，是為了產(chǎn)生電荷；伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)中小球總是滾到相同高度，與電勢(shì)差無(wú)關(guān)。故AC正確，BD錯(cuò)誤。故選AC。12下列四個(gè)圖都與渦流有關(guān)，其中說(shuō)法正確的是（）A真空冷煉爐是利用渦流來(lái)熔化金屬的裝置B自制金屬探測(cè)器是利用地磁場(chǎng)來(lái)進(jìn)行探測(cè)的C電磁爐工作時(shí)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(cè)器中變化電流遇到金屬物體，在被測(cè)金屬中上產(chǎn)生渦流來(lái)進(jìn)行探測(cè)，故B錯(cuò)誤；C家用電磁爐工作時(shí)，在鍋體中產(chǎn)生渦流，加熱食

15、物，故C錯(cuò)誤；D當(dāng)變壓器中的電流變化時(shí)，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(shuō)法正確的是（）A圖甲是磁電式電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，里面的線圈常常用鋁框做骨架，因?yàn)殇X框材質(zhì)比較輕，同時(shí)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生電磁阻尼，讓線圈快速穩(wěn)定下來(lái)B圖乙是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)話筒使用時(shí)，聲音使紙盆振動(dòng)，帶動(dòng)線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流C圖丙是電子感應(yīng)加速器中的俯視圖，圖中電子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，為使電子沿軌道運(yùn)動(dòng)，軌道中的磁場(chǎng)方向應(yīng)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(cè)開(kāi)有裂縫，現(xiàn)讓一塊磁性很強(qiáng)的小磁鐵依次從兩管上方靜止釋放，

16、小磁鐵在左側(cè)鋁管中受到阻礙而緩慢下落，在右側(cè)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?yàn)殇X框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生阻尼，讓線圈快速穩(wěn)定下來(lái)，A正確；B電流通過(guò)線圈，在安培力作用下線圈發(fā)生振動(dòng)，從而帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音；動(dòng)圈式揚(yáng)聲器也可以當(dāng)話筒使用，聲音使紙盆振動(dòng)，帶動(dòng)線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；C電子逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，C錯(cuò)誤；D乙管有裂縫，渦流仍舊存在，只不過(guò)沒(méi)有完好時(shí)那么大，所以不可能做自由落體運(yùn)動(dòng)的，D錯(cuò)誤。故選AB。三、解答題14有一個(gè)銅盤(pán)，輕輕撥動(dòng)它，能長(zhǎng)時(shí)間地繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。如果在轉(zhuǎn)

17、動(dòng)時(shí)把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤(pán)的邊緣，但并不與銅盤(pán)接觸，銅盤(pán)就能在較短的時(shí)間內(nèi)停止。分析這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因?！敬鸢浮裤~盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)如果加上磁場(chǎng)，則在銅盤(pán)中產(chǎn)生渦流，磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)渦流的作用力阻礙它們的轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)能在較短的時(shí)間內(nèi)停止轉(zhuǎn)動(dòng)?！驹斀狻堪汛盆F加在銅盤(pán)邊緣，銅盤(pán)內(nèi)就會(huì)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(gè)金屬圓環(huán)，圓心的正上方有一個(gè)豎直的條形磁鐵。請(qǐng)通過(guò)分析形成以下結(jié)論：把條形磁鐵向水平方向移動(dòng)時(shí)，金屬圓環(huán)將受到水平方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)力的方向跟條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的方向相同?！敬鸢浮恳?jiàn)解析【詳解】當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向右迅速移動(dòng)時(shí)，閉合導(dǎo)體環(huán)內(nèi)的磁通量減小，因此線圈做出的反應(yīng)是：根據(jù)“增縮減擴(kuò)”，則面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，同時(shí)根據(jù)“來(lái)拒去留”可知線圈將跟隨磁鐵運(yùn)動(dòng)，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