2.3涡流 电磁阻尼和电磁驱动同步测试卷—2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(Word版含答案)
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| 名称 | 2.3涡流 电磁阻尼和电磁驱动同步测试卷—2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(Word版含答案) |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-15 10:59:14 | ||
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文档简介
3涡流 电磁阻尼和电磁驱动同步测试卷
一、单选题
1．如图所示为高频电磁炉的工作示意图。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是（ ）
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底部产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
2．如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图。感应炉中装有待冶炼的金属，当线圈中通有电流时，通过产生涡流来熔化金属。以下关于感应炉的说法中正确的是（ ）
A．感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流
B．感应炉的线圈中通有恒定的电流，也可以产生涡流
C．感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的
D．感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的
3．关于高频电磁炉，下列说法中正确的是（ ）
A．它是利用变化的磁场在食品中产生涡电流对食品加热的
B．它是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的
C．它是利用电磁波使食品加热的，所以有比较强的电磁波辐射，对人体健康不利
D．它跟电炉一样，是让电流通过电阻丝产生热量来对食品加热的
4．为了使灵敏电流计的指针在零刻度附近快速停下，实验小组的同学利用“电磁阻尼"来实现。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案，甲方案∶在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于零刻度中间；乙方案∶在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于零刻度中间。下列说法正确的是（ ）
A．甲方案中，铝板摆动时磁通量不变，不会产生感应电流
B．甲方案中，铝板摆动时都能产生涡流，起电磁阻尼的作用
C．乙方案中，铝框小幅度摆动时会产生感应电流
D．乙方案比甲方案更合理
5．磁电式电流表是常用的电学实验器材，图甲为其结构示意图。电表内部由线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。图乙为线圈在磁场中的受力示意图，下列说法正确的是（ ）
A．极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场
B．当线圈中电流方向改变时，线圈受到的安培力方向不变
C．在运输磁电式电流表时，通常把正、负极接线柱用导线连在一起，是利用了电磁阻尼原理
D．通电线圈通常绕在铝框上，其主要原因是铝的电阻率小，可以减小焦耳热的产生
6．如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以绕′轴自由转动，两磁极靠近铜盘，但不接触。当磁铁绕轴转动时，铜盘将（ ）
A．以相同的转速与磁铁同向转动 B．以较小的转速与磁铁同向转动
C．以相同的转速与磁铁反向转动 D．静止不动
7．一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁的振幅，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合时振幅迅速减小，S断开时振幅几乎不变
B．S闭合时振幅迅速增大，S断开时振幅几乎不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都几乎不发生变化
8．下列关于涡流的说法中正确的是（ ）
A．在硅钢片中不能产生涡流
B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流
C．涡流有热效应，但没有磁效应
D．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
9．下列没有利用涡流的是（ ）
A．金属探测器
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
10．如图所示，光滑水平轨道上有两辆静止小车，甲车上固定一个条形磁铁，N极向右，乙车上固定一个螺线管，螺线管通过电阻R连成通路。现推动一下甲车，使它获得向右的初速度，当它向乙车运动时，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R中的电流方向由A向B，两车系统动量不守恒、动能守恒
B．电阻R中的电流方向由A向B，两车系统动量守恒、动能不守恒
C．电阻R中的电流方向由B向A，两车系统动量不守恒、动能守恒
D．电阻R中的电流方向由B向A，两车系统动量守恒、动能不守恒
二、多选题
11．如图所示，物理课上老师做了这样一个实验，将一厚度均匀且足够长的光滑铝板固定在绝缘支架上，铝板与水平面的倾角为，现将一质量为m的永磁体静止地放置在铝板的上端，它将沿斜面向下运动，则运动过程中永磁体（ ）
A．先做加速度逐渐变小的变加速运动，且，再做匀速运动
B．做加速度为a的匀加速直线运动，且
C．重力势能先逐渐减小，最后保持不变
D．动能先逐渐增加，最后保持不变
12．下列对涡流的认识正确的是（ ）
A．大块金属中产生了涡流，但不一定产生了感应电动势
B．涡流大小与穿过金属的磁通量的大小有关
C．涡流的形成一定遵循法拉第电磁感应定律
D．涡流也有电流的热效应和磁效应
13．下列关于涡流的利用与防止说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉和探雷器是利用涡流工作的
B．变压器的铁芯用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成是为减小涡流
C．电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅是为增大涡流
D．电动机的铁芯要用整块金属是为增大涡流
14．下图是用涡电流金属探测器探测地下金属物的示意图。关于该探测器，下列说法中正确的是（ ）
A．探测器内的探测线圈会产生交变磁场
B．探测器只能探测到有磁性的金属物
C．探测器能探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡电流
D．探测器能探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡电流
15．关于涡流、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服是为了减少涡流
B．利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流
C．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相同
D．磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，这就是电磁驱动
16．关于涡流的应用与危害，下列说法正确的是（ ）
A．利用涡流的热效应制成了真空冶炼炉
B．利用涡流的磁效应制成了地雷探测器和机场的安检门
C．在各种电机中，涡流是非常有害的，它会使铁芯的温度升高，从而危害到线圈绝缘材料的寿命，严重时会使绝缘材料报废，又涡流是因发生电磁感应现象而产生的感应电流，因此不会消耗额外的能量，不会降低电机的效率
D．由于涡流具有热效应，会使铁芯的温度快速升高，因此电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成，其主要目的是增大散热的速度
17．2021年7月25日，台风“烟花”登陆上海后，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动，给大楼进行减振。如图所示，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内产生电涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是（ ）
A．阻尼器摆动时产生的电涡流源于电磁感应现象
B．阻尼器摆动时产生的电涡流源于外部电源供电
C．阻尼器最终将机械能转化成为内能
D．质量块通过导体板上方时，导体板的电涡流大小与质量块的速率无关
三、实验题
18．某同学探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如图所示，打点计时器的电源为的交流电。
（1）下列实验操作中，正确的有______；
A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落
D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
（2）该同学按照正确的步骤进行实验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1、2、3、…、8。用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到点的距离，记录在纸带上，如图所示。
计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整。
位置 1 2 3 4 5 6 7 8
24.5 33.8 37.8 （______） 39.5 39.8 39.8 39.8
（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是___________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是______________________。
（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果得到什么结论？（______）
3涡流 电磁阻尼和电磁驱动同步测试卷参考答案
1．B
【详解】
电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物。
故选B。
2．A
【详解】
AB．变化的电流才能产生变化的磁场，引起感应炉中磁通量的变化，产生涡流，恒定电流不会使感应炉中的磁通量发生变化，不会有涡流产生，故A正确，B错误；
CD．当感应炉内装入待冶炼的金属时，会在待冶炼的金属中直接产生涡流来加热金属，而不是利用线圈中电流产生的焦耳热，也不是利用线圈中电流产生的磁场加热，故CD错误。
故选A。
3．B
【详解】
高频电磁炉，是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。
故选B。
4．B
【详解】
AB．甲方案中，铝板摆动时，磁通量变化，产生感应电流，起电磁阻尼的作用，指针能很快停下来，故Ａ错误，B正确；
CD．乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，因此，甲方案更合理，故CD错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．极靴与圆柱形软铁之间的磁场均匀地辐向分布，磁感应强度方向并不是处处相同，所以该磁场并不是匀强磁场，故A错误；
B．当线圈中电流方向改变时，磁场方向不变，所以线圈受到的安培力方向发生改变，故B错误；
C．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故C正确；
D．用金属铝做线圈框架，主要原因有：1、铝不导磁，用铝做框架可以减小对磁场的影响，保证仪表的准确性更高；2、铝材料较轻，电阻率较小，能更好地利用电磁阻尼现象，使指针迅速停下来，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
因磁铁的转动，引起铜盘中磁通量发生变化而产生感应电流，进而受安培力作用而发生转动，由楞次定律可知安培力的作用是阻碍相对运动，所以铜盘与磁铁同向转动，又由产生电磁感应的条件可知，线圈中能产生电流的条件必须是磁通量发生变化。故要求铜盘转动方向与磁铁相同而转速小，不能同步转动。
故选B。
7．A
【详解】
S闭合时，由于磁铁的上下振动，穿过线圈的磁通量不断变化在线圈中产生感应电流，即有电能产生，消耗机械能，所以振幅逐渐减小；S断开时，线圈中无电能产生，不消耗机械能，故振幅不变，BCD错误， A正确。
故选A。
8．D
【详解】
A．整块导体内部发生电磁感应而产生的感应电流的现象成为涡流现象，所以硅钢片中能产生涡流，故A错误；
BCD．涡流跟平常见到的电磁感应现象一样，都是因为穿过导体的磁通量变化产生的，都是感应电流，感应电流既有热效应又有磁效应，故BC错误，D正确。
故选D。
9．B
【详解】
金属探测器、真空冶炼炉都是利用涡流现象工作的，磁电式仪表利用涡流能让指针快速稳定，也是利用涡流现象，变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损，故只有B没有利用，ACD均利用了。
故选B。
10．B
【详解】
AC．由于两车在光滑水平轨道上相互作用，合外力为零，动量守恒；甲车向右运动过程中，通过螺线管的磁通量向右增加，螺线管中有感应电流产生，根据能量守恒动能会减少。选项AC错误；
BD．甲车向右运动过程中，通过螺线管的磁通量向右增加，由楞次定律可知乙车中螺线管产生的磁场方向向左，根据右手螺旋定则可知电阻R中的电流方向可能由A向B，选项B正确，D错误。
故选B。
11．AD
【详解】
永磁体沿斜面向下运动的过程中，铝板内会产生涡流，铝板所受安培力的反作用力将阻碍永磁体的运动，由牛顿第二定律有
由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，故永磁体将先做加速度逐渐变小的变加速运动，且；当安培力的反作用力与永磁体的重力沿斜面的分力等大反向时，永磁体开始做匀速运动，故重力势能一直减小，动能先增加后保持不变。
故选AD。
12．CD
【详解】
涡流形成的原理是电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律，故有涡流一定有感应电动势，涡流大小与穿过金属的磁通量的变化率成正比，而与穿过金属的磁通量的大小无关，同其他所有电流一样，涡流也有电流的热效应和磁效应。
故选CD。
13．ABC
【详解】
A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，而探雷器线圈中通有变化电流，在靠近金属制品时，金属中会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警，故A正确；
BD．变压器和电动机的铁芯用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成，而不用整块金属，是为了减小涡流，以减少能量损失和防止损坏电器，B正确，D错误；
C．电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅，是为了增大涡流，以快速加热，故C正确。
故选ABC。
14．AD
【详解】
用涡电流金属探测器探测地下金属物时，探测器内的探测线圈会产生交变磁场，从而使金属物中产生涡流，而涡流产生的磁场再被探测器探测到，而被探测物只要是金属即可，不一定具有磁性，故AD正确，BC错误。
故选AD。
15．BD
【详解】
A．超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服，是为了防止高电压对工人产生伤害，属于静电的防止，与涡流无关，故A错误；
B．当变压器线圈中的电流变化时，在其铁芯将产生涡流，使用硅钢片做成的铁芯可以尽可能减小涡流的损失，属于涡流的防止，故B正确；
C．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相反，阻碍导体的运动，这就是电磁阻力，故C错误；
D．如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，从而使导体运动起来，这就是电磁驱动，故D正确。
故选BD。
16．AB
【详解】
AB．涡流的实质是由于发生电磁感应现象而产生的感应电流，其具有热效应和磁效应，人们利用其热效应制造了真空冶炼炉，进而提高冶炼的温度，利用其磁效应制造了地雷探测器和机场的安检门，选项AB正确；
CD．在各种电机中，涡流是非常有害的，它会使铁芯的温度升高，从而危害到线圈绝缘材料的寿命，严重时会使绝缘材料报废，且由于涡流是因发生电磁感应现象而产生的感应电流，需要消耗额外的能量，从而降低电机的效率，为此，电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成，其主要原因是一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大，可以减少损耗，另一方面每层硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路，进一步地减少了涡流的发热，选项CD错误；
故选AB。
17．AC
【详解】
AB．阻尼器摆动时，永磁铁通过导体板上方使之磁通量发生变化，从而在导体板中产生电涡流，这属于电磁感应，故A项正确，B项错误；
C．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为焦耳热，故C项正确；
D．质量块通过导体板上方时的速度越快，磁通量变化越快，产生的感应电动势和感应电流也越大，故D项错误。
故选AC。
18．AB 39.0 速度逐渐增大到后做匀速直线运动 逐渐增大到等于重力 为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。
【详解】
（1）不能用手捏紧磁铁保持静止，而应该用手提着纸带的上端，使磁铁静止在铜管的正上方；应该先接通电源后释放纸带。故选AB。
（2）打点4时的瞬时速度
（3）由数据可知，磁铁速度逐渐增大到后做匀速直线运动；由运动情况可知，电磁阻尼逐渐增大到等于重力。
（4）实验②是为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。对比实验①和②可知，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
一、单选题
1．如图所示为高频电磁炉的工作示意图。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是（ ）
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底部产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
2．如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图。感应炉中装有待冶炼的金属，当线圈中通有电流时，通过产生涡流来熔化金属。以下关于感应炉的说法中正确的是（ ）
A．感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流
B．感应炉的线圈中通有恒定的电流，也可以产生涡流
C．感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的
D．感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的
3．关于高频电磁炉，下列说法中正确的是（ ）
A．它是利用变化的磁场在食品中产生涡电流对食品加热的
B．它是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的
C．它是利用电磁波使食品加热的，所以有比较强的电磁波辐射，对人体健康不利
D．它跟电炉一样，是让电流通过电阻丝产生热量来对食品加热的
4．为了使灵敏电流计的指针在零刻度附近快速停下，实验小组的同学利用“电磁阻尼"来实现。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案，甲方案∶在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于零刻度中间；乙方案∶在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于零刻度中间。下列说法正确的是（ ）
A．甲方案中，铝板摆动时磁通量不变，不会产生感应电流
B．甲方案中，铝板摆动时都能产生涡流，起电磁阻尼的作用
C．乙方案中，铝框小幅度摆动时会产生感应电流
D．乙方案比甲方案更合理
5．磁电式电流表是常用的电学实验器材，图甲为其结构示意图。电表内部由线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。图乙为线圈在磁场中的受力示意图，下列说法正确的是（ ）
A．极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场
B．当线圈中电流方向改变时，线圈受到的安培力方向不变
C．在运输磁电式电流表时，通常把正、负极接线柱用导线连在一起，是利用了电磁阻尼原理
D．通电线圈通常绕在铝框上，其主要原因是铝的电阻率小，可以减小焦耳热的产生
6．如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以绕′轴自由转动，两磁极靠近铜盘，但不接触。当磁铁绕轴转动时，铜盘将（ ）
A．以相同的转速与磁铁同向转动 B．以较小的转速与磁铁同向转动
C．以相同的转速与磁铁反向转动 D．静止不动
7．一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁的振幅，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合时振幅迅速减小，S断开时振幅几乎不变
B．S闭合时振幅迅速增大，S断开时振幅几乎不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都几乎不发生变化
8．下列关于涡流的说法中正确的是（ ）
A．在硅钢片中不能产生涡流
B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流
C．涡流有热效应，但没有磁效应
D．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
9．下列没有利用涡流的是（ ）
A．金属探测器
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
10．如图所示，光滑水平轨道上有两辆静止小车，甲车上固定一个条形磁铁，N极向右，乙车上固定一个螺线管，螺线管通过电阻R连成通路。现推动一下甲车，使它获得向右的初速度，当它向乙车运动时，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R中的电流方向由A向B，两车系统动量不守恒、动能守恒
B．电阻R中的电流方向由A向B，两车系统动量守恒、动能不守恒
C．电阻R中的电流方向由B向A，两车系统动量不守恒、动能守恒
D．电阻R中的电流方向由B向A，两车系统动量守恒、动能不守恒
二、多选题
11．如图所示，物理课上老师做了这样一个实验，将一厚度均匀且足够长的光滑铝板固定在绝缘支架上，铝板与水平面的倾角为，现将一质量为m的永磁体静止地放置在铝板的上端，它将沿斜面向下运动，则运动过程中永磁体（ ）
A．先做加速度逐渐变小的变加速运动，且，再做匀速运动
B．做加速度为a的匀加速直线运动，且
C．重力势能先逐渐减小，最后保持不变
D．动能先逐渐增加，最后保持不变
12．下列对涡流的认识正确的是（ ）
A．大块金属中产生了涡流，但不一定产生了感应电动势
B．涡流大小与穿过金属的磁通量的大小有关
C．涡流的形成一定遵循法拉第电磁感应定律
D．涡流也有电流的热效应和磁效应
13．下列关于涡流的利用与防止说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉和探雷器是利用涡流工作的
B．变压器的铁芯用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成是为减小涡流
C．电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅是为增大涡流
D．电动机的铁芯要用整块金属是为增大涡流
14．下图是用涡电流金属探测器探测地下金属物的示意图。关于该探测器，下列说法中正确的是（ ）
A．探测器内的探测线圈会产生交变磁场
B．探测器只能探测到有磁性的金属物
C．探测器能探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡电流
D．探测器能探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡电流
15．关于涡流、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服是为了减少涡流
B．利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流
C．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相同
D．磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，这就是电磁驱动
16．关于涡流的应用与危害，下列说法正确的是（ ）
A．利用涡流的热效应制成了真空冶炼炉
B．利用涡流的磁效应制成了地雷探测器和机场的安检门
C．在各种电机中，涡流是非常有害的，它会使铁芯的温度升高，从而危害到线圈绝缘材料的寿命，严重时会使绝缘材料报废，又涡流是因发生电磁感应现象而产生的感应电流，因此不会消耗额外的能量，不会降低电机的效率
D．由于涡流具有热效应，会使铁芯的温度快速升高，因此电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成，其主要目的是增大散热的速度
17．2021年7月25日，台风“烟花”登陆上海后，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动，给大楼进行减振。如图所示，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内产生电涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是（ ）
A．阻尼器摆动时产生的电涡流源于电磁感应现象
B．阻尼器摆动时产生的电涡流源于外部电源供电
C．阻尼器最终将机械能转化成为内能
D．质量块通过导体板上方时，导体板的电涡流大小与质量块的速率无关
三、实验题
18．某同学探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如图所示，打点计时器的电源为的交流电。
（1）下列实验操作中，正确的有______；
A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落
D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
（2）该同学按照正确的步骤进行实验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1、2、3、…、8。用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到点的距离，记录在纸带上，如图所示。
计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整。
位置 1 2 3 4 5 6 7 8
24.5 33.8 37.8 （______） 39.5 39.8 39.8 39.8
（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是___________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是______________________。
（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果得到什么结论？（______）
3涡流 电磁阻尼和电磁驱动同步测试卷参考答案
1．B
【详解】
电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物。
故选B。
2．A
【详解】
AB．变化的电流才能产生变化的磁场，引起感应炉中磁通量的变化，产生涡流，恒定电流不会使感应炉中的磁通量发生变化，不会有涡流产生，故A正确，B错误；
CD．当感应炉内装入待冶炼的金属时，会在待冶炼的金属中直接产生涡流来加热金属，而不是利用线圈中电流产生的焦耳热，也不是利用线圈中电流产生的磁场加热，故CD错误。
故选A。
3．B
【详解】
高频电磁炉，是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。
故选B。
4．B
【详解】
AB．甲方案中，铝板摆动时，磁通量变化，产生感应电流，起电磁阻尼的作用，指针能很快停下来，故Ａ错误，B正确；
CD．乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，因此，甲方案更合理，故CD错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．极靴与圆柱形软铁之间的磁场均匀地辐向分布，磁感应强度方向并不是处处相同，所以该磁场并不是匀强磁场，故A错误；
B．当线圈中电流方向改变时，磁场方向不变，所以线圈受到的安培力方向发生改变，故B错误；
C．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故C正确；
D．用金属铝做线圈框架，主要原因有：1、铝不导磁，用铝做框架可以减小对磁场的影响，保证仪表的准确性更高；2、铝材料较轻，电阻率较小，能更好地利用电磁阻尼现象，使指针迅速停下来，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
因磁铁的转动，引起铜盘中磁通量发生变化而产生感应电流，进而受安培力作用而发生转动，由楞次定律可知安培力的作用是阻碍相对运动，所以铜盘与磁铁同向转动，又由产生电磁感应的条件可知，线圈中能产生电流的条件必须是磁通量发生变化。故要求铜盘转动方向与磁铁相同而转速小，不能同步转动。
故选B。
7．A
【详解】
S闭合时，由于磁铁的上下振动，穿过线圈的磁通量不断变化在线圈中产生感应电流，即有电能产生，消耗机械能，所以振幅逐渐减小；S断开时，线圈中无电能产生，不消耗机械能，故振幅不变，BCD错误， A正确。
故选A。
8．D
【详解】
A．整块导体内部发生电磁感应而产生的感应电流的现象成为涡流现象，所以硅钢片中能产生涡流，故A错误；
BCD．涡流跟平常见到的电磁感应现象一样，都是因为穿过导体的磁通量变化产生的，都是感应电流，感应电流既有热效应又有磁效应，故BC错误，D正确。
故选D。
9．B
【详解】
金属探测器、真空冶炼炉都是利用涡流现象工作的，磁电式仪表利用涡流能让指针快速稳定，也是利用涡流现象，变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损，故只有B没有利用，ACD均利用了。
故选B。
10．B
【详解】
AC．由于两车在光滑水平轨道上相互作用，合外力为零，动量守恒；甲车向右运动过程中，通过螺线管的磁通量向右增加，螺线管中有感应电流产生，根据能量守恒动能会减少。选项AC错误；
BD．甲车向右运动过程中，通过螺线管的磁通量向右增加，由楞次定律可知乙车中螺线管产生的磁场方向向左，根据右手螺旋定则可知电阻R中的电流方向可能由A向B，选项B正确，D错误。
故选B。
11．AD
【详解】
永磁体沿斜面向下运动的过程中，铝板内会产生涡流，铝板所受安培力的反作用力将阻碍永磁体的运动，由牛顿第二定律有
由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，故永磁体将先做加速度逐渐变小的变加速运动，且；当安培力的反作用力与永磁体的重力沿斜面的分力等大反向时，永磁体开始做匀速运动，故重力势能一直减小，动能先增加后保持不变。
故选AD。
12．CD
【详解】
涡流形成的原理是电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律，故有涡流一定有感应电动势，涡流大小与穿过金属的磁通量的变化率成正比，而与穿过金属的磁通量的大小无关，同其他所有电流一样，涡流也有电流的热效应和磁效应。
故选CD。
13．ABC
【详解】
A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，而探雷器线圈中通有变化电流，在靠近金属制品时，金属中会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警，故A正确；
BD．变压器和电动机的铁芯用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成，而不用整块金属，是为了减小涡流，以减少能量损失和防止损坏电器，B正确，D错误；
C．电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅，是为了增大涡流，以快速加热，故C正确。
故选ABC。
14．AD
【详解】
用涡电流金属探测器探测地下金属物时，探测器内的探测线圈会产生交变磁场，从而使金属物中产生涡流，而涡流产生的磁场再被探测器探测到，而被探测物只要是金属即可，不一定具有磁性，故AD正确，BC错误。
故选AD。
15．BD
【详解】
A．超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服，是为了防止高电压对工人产生伤害，属于静电的防止，与涡流无关，故A错误；
B．当变压器线圈中的电流变化时，在其铁芯将产生涡流，使用硅钢片做成的铁芯可以尽可能减小涡流的损失，属于涡流的防止，故B正确；
C．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相反，阻碍导体的运动，这就是电磁阻力，故C错误；
D．如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，从而使导体运动起来，这就是电磁驱动，故D正确。
故选BD。
16．AB
【详解】
AB．涡流的实质是由于发生电磁感应现象而产生的感应电流，其具有热效应和磁效应，人们利用其热效应制造了真空冶炼炉，进而提高冶炼的温度，利用其磁效应制造了地雷探测器和机场的安检门，选项AB正确；
CD．在各种电机中，涡流是非常有害的，它会使铁芯的温度升高，从而危害到线圈绝缘材料的寿命，严重时会使绝缘材料报废，且由于涡流是因发生电磁感应现象而产生的感应电流，需要消耗额外的能量，从而降低电机的效率，为此，电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成，其主要原因是一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大，可以减少损耗，另一方面每层硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路，进一步地减少了涡流的发热，选项CD错误；
故选AB。
17．AC
【详解】
AB．阻尼器摆动时，永磁铁通过导体板上方使之磁通量发生变化，从而在导体板中产生电涡流，这属于电磁感应，故A项正确，B项错误；
C．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为焦耳热，故C项正确；
D．质量块通过导体板上方时的速度越快，磁通量变化越快，产生的感应电动势和感应电流也越大，故D项错误。
故选AC。
18．AB 39.0 速度逐渐增大到后做匀速直线运动 逐渐增大到等于重力 为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。
【详解】
（1）不能用手捏紧磁铁保持静止，而应该用手提着纸带的上端，使磁铁静止在铜管的正上方；应该先接通电源后释放纸带。故选AB。
（2）打点4时的瞬时速度
（3）由数据可知，磁铁速度逐渐增大到后做匀速直线运动；由运动情况可知，电磁阻尼逐渐增大到等于重力。
（4）实验②是为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。对比实验①和②可知，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。
试卷第1页，共3页
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