2023高中物理第二章電磁感應(yīng)23渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動測試新人教版選擇性

第二章電磁感應(yīng)3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動【基礎(chǔ)鞏固】1.下列做法能使金屬塊中產(chǎn)生渦流的是 ()A.把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場中B.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做勻速運(yùn)動C.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做變速運(yùn)動D.把金屬塊放在變化的磁場中解析:產(chǎn)生渦流的條件是穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化.而A、B、C中磁通量不發(fā)生變化,選項A、B、C錯誤.把金屬塊放在變化的磁場中時,穿過金屬塊的磁通量發(fā)生了變化,有渦流產(chǎn)生,選項D正確.答案:D2.下列現(xiàn)象屬于應(yīng)用電磁阻尼的是 ()A.機(jī)場安檢門可以探測人身攜帶的金屬物品B.在運(yùn)輸時要把微安表的兩接線柱用導(dǎo)線連接起來C.探雷器D.交流感應(yīng)電動機(jī)解析:機(jī)場安檢門和探雷器都是利用渦流工作的,不屬于應(yīng)用電磁阻尼,選項A、C錯誤.把微安表的兩接線柱用導(dǎo)線連接起來后,由于電磁感應(yīng),運(yùn)輸時線圈不再容易擺動,可防止指針損壞,屬于應(yīng)用電磁阻尼;交流感應(yīng)電動機(jī),線框由于受安培力轉(zhuǎn)動,屬于電磁驅(qū)動的應(yīng)用,選項B正確,選項D錯誤.答案:B3.(多選)如圖所示,磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架,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(qū)動的作用解析:通電后線圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動,鋁框隨之轉(zhuǎn)動,在鋁框內(nèi)產(chǎn)生渦流.渦流將阻礙線圈的轉(zhuǎn)動,使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來.這樣做是利用渦流來起電磁阻尼的作用.答案:BC4.如圖所示,矩形線圈放置在水平薄木板上,有兩塊相同的蹄形磁體,相鄰兩磁極之間的距離相等,當(dāng)兩塊磁體勻速向右通過線圈時,線圈仍靜止不動,線圈受到木板的摩擦力方向是 ()A.先向左,后向右B.先向左,后向右,再向左C.一直向右D.一直向左解析:當(dāng)兩塊磁體勻速向右通過線圈時,線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由于電磁阻尼,線圈受到的安培力要阻礙線圈相對磁體的運(yùn)動,線圈有相對木板向右運(yùn)動的趨勢,受到的靜摩擦力的方向一直向左,選項D正確,選項A、B、C錯誤.答案:D5.關(guān)于渦流,下列說法錯誤的是 ()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來加熱食物的C.阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動D.微波爐是利用渦流來加熱食物的解析:真空冶煉爐是用渦流來熔化金屬對其進(jìn)行冶煉的,爐內(nèi)放入被冶煉的金屬,線圈內(nèi)通入高頻交變電流,這時被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流就能熔化,故選項A說法正確.電磁爐利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場,當(dāng)含鐵質(zhì)鍋具放在爐面上時,鍋具底部產(chǎn)生渦流來加熱食物,故選項B說法正確.阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動,當(dāng)金屬板從磁場中穿過時,金屬板感應(yīng)出的渦流會對金屬板的運(yùn)動產(chǎn)生阻礙作用,故選項C說法正確.用微波爐來加熱食物時,食物中的水分子在微波的作用下熱運(yùn)動加劇,內(nèi)能增加,溫度升高.食物增加的能量是微波給它的,故選項D說法錯誤.答案:D6.高頻感應(yīng)爐是用熔化金屬的方法對金屬進(jìn)行冶煉的,右圖為冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐的原理示意圖,爐內(nèi)放入被冶煉的金屬,線圈通入高頻交變電流,這時被冶煉的金屬就能熔化,這種冶煉方法速度快,溫度易控制,并能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉金屬中,因此適于冶煉特種金屬.該爐的加熱原理是 ()A.利用線圈中的電流產(chǎn)生的焦耳熱B.利用線圈中的電流產(chǎn)生的磁場C.利用交變電流的交變磁場在爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流D.給線圈通電的同時,也給爐內(nèi)金屬通了電解析:高頻感應(yīng)爐的原理:給線圈通以高頻交變電流后,線圈產(chǎn)生高頻變化的磁場,磁場穿過金屬,在金屬內(nèi)產(chǎn)生渦流,由于電流的熱效應(yīng),金屬熔化.故只有選項C正確.答案:C7.(多選)位于光滑水平面的小車上水平固定一螺線管,一個比螺線管長的條形磁體沿著螺線管的軸線以初速度v0穿入螺線管,并最終穿出,如圖所示.在此過程中 ()A.磁體做勻速直線運(yùn)動B.磁體做減速運(yùn)動C.小車向右做加速運(yùn)動D.小車先加速后減速解析:磁體水平穿入螺線管時,螺線管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流將阻礙磁體的運(yùn)動;同理,磁體穿出時,由楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流將阻礙磁體的運(yùn)動,故整個過程中,磁體做減速運(yùn)動,選項A錯誤,選項B正確.對于小車上的螺線管來說,螺線管受到的安培力方向始終水平向右,這個安培力使螺線管和小車向右運(yùn)動,且一直做加速運(yùn)動,選項C正確,選項D錯誤.答案:BC8.(多選)一塊銅片置于如圖所示的磁場中,如果用力把這塊銅片從磁場拉出或把它進(jìn)一步推入,在這兩個過程中有關(guān)磁場對銅片的作用力,下列敘述正確的是 ()A.拉出時受到阻力B.推入時受到阻力C.拉出時不受磁場力D.推入時不受磁場力解析:對于銅片,無論是被拉出還是被推入,銅片內(nèi)均產(chǎn)生渦流,安培力都要阻礙銅片的運(yùn)動,外力都要克服安培力做功,所以選項A、B正確.答案:AB9.(多選)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的四種情況如下圖所示,其中能產(chǎn)生電場的有()ABCD解析:A圖中的磁場是恒定的,不能產(chǎn)生電場.B圖中的磁場是周期性變化的,可以產(chǎn)生周期性變化的電場.C圖中的磁場是均勻變化的,能產(chǎn)生恒定的電場.D圖中的磁場是周期性變化的,可以產(chǎn)生周期性變化的電場.答案:BCD【拓展提高】10.一著名物理學(xué)家曾設(shè)計過一個實驗,如圖所示.在一塊絕緣圓板的中部安裝一個線圈,并接有電源,板的四周有許多帶負(fù)電的小球,把整個裝置支撐起來.忽略各處的摩擦,當(dāng)電路接通的瞬間,下列關(guān)于圓板的說法正確的是()A.圓板將逆時針轉(zhuǎn)動B.圓板將順時針轉(zhuǎn)動C.圓板不會轉(zhuǎn)動D.無法確定圓板是否會動解析:瞬間增強(qiáng)的磁場會在周圍產(chǎn)生一個順時針的感應(yīng)電場,負(fù)電荷受到逆時針方向的電場力,帶動圓板逆時針轉(zhuǎn)動,而負(fù)電荷的這種定向運(yùn)動則形成了順時針的環(huán)形電流.答案:A11.(多選)將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示.當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后.關(guān)于這個現(xiàn)象,下列說法正確的是 ()A.圓盤中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B.圓盤內(nèi)的渦流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.在圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動解析:圓盤在轉(zhuǎn)動過程中,半徑方向的金屬條切割磁感線,從而在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,故A正確.圓盤在徑向的金屬條切割磁感線的過程中,內(nèi)部距離圓心遠(yuǎn)近不同的點(diǎn)電勢不相等,從而形成渦流,渦流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動,故B正確.由于圓盤面積不變,到磁針的距離不變,穿過整個圓盤的磁通量沒有變化,故C錯誤.影響磁針轉(zhuǎn)動的電流是由圓盤切割磁感線而產(chǎn)生的渦流,不是由自由電子隨圓盤轉(zhuǎn)動而形成的電流,故D錯誤.答案:AB12.(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一.如圖所示,線圈中通入一定頻率的交流,靠近待測工件時,工件內(nèi)會產(chǎn)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的磁通量的變化B.渦流的大小等于通入線圈的交流的大小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:渦流是感應(yīng)電流,渦流的磁場總是阻礙穿過工件的磁通量的變化,渦流的大小與待測工件的電阻率有關(guān),與線圈中交流的大小不一定相等,選項A正確,選項B錯誤.因通電線圈中的電流產(chǎn)生周期性變化的磁場,故通電線圈和待測工件間必有周期性變化的作用力,選項C正確.渦流只能在金屬制品中產(chǎn)生,選項D錯誤.答案:AC13.(2022·廣東模擬)下圖是汽車上使用的電磁制動裝置示意圖.電磁制動是一種非接觸的制動方式,其原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時,會產(chǎn)生渦流,使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力作用.下列說法正確的是 ()A.制動過程中,導(dǎo)體不會產(chǎn)生熱量B.如果改變線圈中的電流方向,此裝置將不起制動作用C.制動力的大小與線圈中電流的大小無關(guān)D.線圈電流一定時,導(dǎo)體運(yùn)動的速度越大,制動力就越大解析:電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時,會產(chǎn)生渦流,電流流過電阻時會產(chǎn)生熱量,選項A錯誤;如果改變線圈中的電流方向,鐵芯產(chǎn)生的磁感線的方向變?yōu)榉聪?此時產(chǎn)生的渦流方向也相反,根據(jù)安培力的公式,電流和所處的磁場方向同時反向,安培力方向不變,故還是使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力的作用,選項B錯誤;線圈中電流越大,產(chǎn)生的磁場就越強(qiáng),則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的渦流越強(qiáng),制動器對轉(zhuǎn)盤的制動力就越大,選項C錯誤;線圈電流一定時,導(dǎo)體運(yùn)動的速度越大,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的渦流就越強(qiáng),制動力就越大,選項D正確.答案:D14.掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌.為了有效隔離外界振動對STM的擾動,在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板,并施加磁場來快速衰減其微小振動,如圖所示.無擾動時,按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場;出現(xiàn)擾動后,對紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是()ABCD解析:施加磁場來快速衰減STM的微小振動,其原理是電磁阻尼,在振動時穿過紫銅薄板的磁通量變化,紫銅薄板中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,受到安培力作用,該作用阻礙紫銅薄板振動,即促使其振動衰減.方案A中,無論紫銅薄板上下振動還是左右振動,通過它的磁通量都發(fā)生變化;方案B中,當(dāng)紫銅薄板上下振動時,通過它的磁通量可能不變,當(dāng)紫銅薄板向右振動時,通過它的磁通量不變;方案C中,紫銅薄板上下振動、左右振動時,通過它的磁通量都可能不變;方案D中,當(dāng)紫銅薄板上下振動時,穿過紫銅薄板的磁通量可能不變.綜上可知,對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是A.答案:A【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.(2022·廣東肇慶)圖甲為及無線充電板.圖乙為充電原理示意圖.交流電源接充電板,對充電板供電,充電板內(nèi)的送電線圈可產(chǎn)生交變磁場,從而使內(nèi)的受電線圈產(chǎn)生交變電流,再經(jīng)整流電路轉(zhuǎn)變成直流電后對電池充電.為方便研究,現(xiàn)將問題做如下簡化:設(shè)受電線圈的匝數(shù)為n,面積為S,若在t1到t2時間內(nèi),磁場垂直于受電線圈平面向上穿過線圈,其磁感應(yīng)強(qiáng)度由B1均勻增加到B2.下列說法正確的是 ()甲乙A.c點(diǎn)的電勢高于d點(diǎn)的電勢B.受電線圈中感應(yīng)電流