2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学科素养提升练（word版含答案）
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| 名称 | 2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学科素养提升练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 451.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-19 08:52:18 | ||
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文档简介
2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．电磁炉是利用涡流的磁效应工作的
B．涡流不是感应电流，产生原理不符合法拉第电磁感应定律
C．探雷器和安检门都是利用涡流的磁效应工作的
D．电磁阻尼体现了楞次定律中的“阻碍”作用，而电磁驱动没有体现这种“阻碍”作用
2．如图甲是磁电式表头的结构示意图，其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架（图中未指出）上，关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果，下列表述中正确的是（ ）
A．线圈带动指针转动时，通电电流越大，安培力越大，螺旋弹簧形变也越大
B．与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴，其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场
C．铝框的作用是为了利用涡流，起电磁驱动作用，让指针快速指向稳定的平衡位置
D．乙图中电流方向a垂直纸面向外，b垂直纸面向内，线框将逆时针转动。
3．如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面。环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时BA两端的电压为（ ）
A． B． C． D．Bav
4．零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（ ）
A． B． C． D．
5．电磁炉是我们生活中常见的厨具，它的工作原理是：当线圈中通入交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在铁锅内产生感应电流，利用电流的热效应来加热食物。加热过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A．牛顿 B．库仑 C．法拉第 D．洛伦兹
6．物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀足够长的铜板固定在绝缘支架上。一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的初速度，永磁体将沿斜面向下运动，如图所示。假设永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且fA． B．
C． D．
7．为解决智能手机电池不耐用问题，一种新型的充电方式——无线充电产生了。如图所示为无线充电原理图，由与充电基座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。那么关于无线充电过程，下列说法正确的是（ ）
A．送电线圈接直流电源
B．受电线圈输出的是恒定电流
C．送电线圈和受电线圈通过互感完成对电池充电
D．送电线圈和受电线圈通过涡流完成对电池充电
8．管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。则下列说法正确的是（ ）
A．该焊机也能焊接塑料圆管的接缝
B．线圈的电阻越大，焊接效果越好
C．线圈的电源换成直流电源也能进行焊接
D．圆管的接缝处电阻较大，产生的电热较无接缝处大
9．高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大，下列措施不可采用是（ ）
A．减小焊接缝的接触电阻 B．增大焊接缝的接触电阻
C．增大交变电流的电压 D．增大交变电流的频率
10．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的（ ）
A． B． C． D．
11．下列叙述正确的是（ ）
A．电磁炉与电饭锅的工作原理是完全相同的
B．交流电动机突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转速
C．示波管的主要原理是阴极射线在磁场中能够偏转
D．涡流金属探测仪可用于探测行李包中的枪支
12．下列实例中属于利用涡流的是（ ）
A．利用微波炉加热食物 B．变压器的铁芯用薄硅钢片叠合而成
C．利用真空冶炼炉冶炼合金钢 D．电动机的线圈绕在铁芯上
13．钕磁铁也称为钕铁硼磁铁，因其在磁能积上的优越性被广泛地应用于电子产品。如图所示，为一电磁阻尼实验装置，将一质量为m的小块钕磁铁从铜管上端由静止释放，可观察到磁铁下落的速度明显放缓，现测得铜管长为L，磁铁通过铜管的时间为t，磁铁离开铜管时的速度为v，不计空气阻力及电磁辐射，以下说法正确的是（ ）
A．将铜管改为塑料管也能观察到类似现象
B．磁铁在铜管中做匀加速运动
C．该过程，系统因涡流产生的热量为
D．在t时间内铜管对磁铁的平均作用力为
14．电和磁现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．图中若该元件用金属材料制作，则通入图示的电流时，上表面电势比下表面电势低
B．图示，闭合开关，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自上而下
C．图中如果线圈B不闭合，开关S断开时将不会产生延时效果
D．图中给电磁炉接通恒定电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热
15．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后磁针之所以转动，是因为（ ）
A．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
B．圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，感应电动势产生电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
C．铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
D．圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化，圆盘产生电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
二、解答题
16．如图所示，质量为的铝环，用细线悬挂起来，环中心距地面的高度.现有一质量为的小磁铁（长度可忽略），以的水平速度射入并穿过铝环，落地点与铝环原位置的水平距离为，小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动.
（1）小磁铁与铝环发生相互作用时铝环向哪边偏斜？
（2）若铝环在小磁铁穿过后的速度为，在小磁铁穿过铝环的整个过程中，铝环中产生了多少电能？（g取10m/s2）
17．某同学在学习了涡流现象的知识后，制作了如图所示的实验装置。将一个玩具小人连接弹簧悬挂起来，玩具的底部粘上一块强磁铁，并分别制作了铝环、塑料环和带缺口的铝环。
请利用上述实验器材，通过比较的方式，分别设计一个能够演示电磁驱动和演示电磁阻尼的实验。
试卷第页，共页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁炉是利用涡流的热效应工作的，A错误；
B．涡流是感应电流，产生原理符合法拉第电磁感应定律，B错误；
C．探雷器和安检门都是利用涡流的磁效应工作的，C正确；
D．电磁阻尼体现了楞次定律中的“阻碍”作用，而电磁驱动也体现了这种“阻碍”作用，D错误。
故选C。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．当线圈通电后，安培力矩使其转动，导致螺旋弹簧产生阻力，当转动停止时，阻力矩与安培力矩正好平衡，所以通电电流越大，安培力越大，螺旋弹簧形变也越大。故A正确；
B．与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴，其作用是使得极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置．它的平面都跟磁感线平行，安培力总与磁感应强度的方向垂直，故B错误；
C．由于铝框转动时会产生感应电流，所以铝框要受安培力，安培力阻碍铝框的转动使其快速停止转动，即发生电磁阻尼，故C错误；
D．乙图中电流方向a垂直纸面向外，b垂直纸面向内，根据左手定则判断线圈将顺时针转动，故D错误。
故选A。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
电动势为
电流为
BA两端的电压为
解得
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AC．如图所示，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理，AC错误；
B．此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，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，B方案不合理，B错误；
D．此图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用，指针会很快稳定的停下，便于读数，D方案合理，D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁炉是利用电磁感应原理工作的，电磁感应现象的发现者是英国物理学家法拉第。故C正确。
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．小磁铁下滑时由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，所受的摩擦力阻力不变，由
mgsinθ-f-f阻尼=ma
可知，随着小磁铁的加速下滑，阻尼作用增大，则加速度逐渐减小，v-t线的斜率减小，故A正确；
B．若开始下落时小磁铁满足
mgsinθ-f-f阻尼=0
小磁铁匀速下滑，此时动能不变，故B正确；
C．小磁铁下滑时重力势能逐渐减小，但是不会趋近与某一定值，故C错误；
D．小磁铁下滑过程中，由于有电能产生，则机械能逐渐减小，故D正确；
因选错误的，故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
送电线圈要接入交流电源，周期性变化的电流产生的磁场，变化的磁场在受电线圈中产生变化的电流，所以受电线圈中产生的是感应电流，即送电线圈和受电线圈是通过互感完成对电池充电的，不是自感，所以受到线圈中不是涡流，故C正确， ABD错误。
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．塑料圆管在焊接时，无法产生的交变磁场，塑料圆管中无电流，不能焊接，A错误；
B．圆管通过高频交流电源的一定，产生的感应电动势一定，线圈的电阻越大，则产生的电流变小，焊接时产生的热较小，焊接效果不好，B错误；
C．线圈的电源换成直流电源，线圈不能产生的交变磁场，圆管中不产生电流，不能进行焊接，C错误；
D．圆管通过高频交流电源的一定，产生的感应电动势一定，电流一定，圆管的接缝处电阻较大，产生的热较大，D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．增大电阻，在相同电流下，焊缝处热功率大，温度升的很高，故B正确，不符合题意，A错误，符合题意。
C．当增大交变电流的电压，线圈中交流电流增大，则磁通量变化率增大，因此产生感应电动势增大，感应电流也增大，所以焊接时产生的热量也增大，故C正确，不符合题意；
D．高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快，故D正确，不符合题意。
故选A。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
AD．线圈进入磁场的过程中，根据右手定则可知，感应电流方向为逆时针，即电流为负，当线圈离开磁场时，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，即电流为正，AD错误；
BC．线圈进入磁场时，ab、cd在切割磁感线，由右手定则可知，产生的感应电流方向顺时针，与bc产生的感应电流方向相反，且ab、cd的有效长度减小，据感应电动势的公式
E＝Blv
可得，感应电动势越来越小，故感应电流越来越小，同理可知，当线圈离开磁场时，切割磁感线的有效长度减小，感应电动势越来越小，故感应电流越来越小，B错误，C正确。
故选C。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁炉是利用电磁感应的涡流进行加热，电饭锅是利用电流的热效应进行加热，A错误；
B．直流电动机突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转速，而交流电动机的转速与定子转动频率、磁极对数有关，B错误；
C．示波管的主要原理是阴极射线在电场中能够偏转，C错误；
D．利用涡流，当行李中有枪支时，会有电磁感应效应，故可探测出枪支，D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．利用微波炉加热食物是利用电流产生的电磁波来给物体加热，A错误；
B．变压器的铁芯用薄硅钢片叠合而成是为了减小涡流，减少损耗能量，B错误；
C．利用真空冶炼炉冶炼合金钢是在线圈中通入高频交流电，在合金钢中产生涡流，C正确；
D．电动机的线圈绕在铁芯上，所用的铁芯不会用整块的金属，是为了减小涡流，D错误。
故选C。
13．CD
【解析】
【详解】
A．将铜管改为塑料管，不会产生电磁感应现象，故不会观察到类似现象，A错误；
B．由于磁铁的速度发生变化，导致产生感应电流的大小发生变化，安培力发生变化，则合外力发生变化，故磁铁在铜管中做变加速运动，B错误；
C．该过程，磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量与磁铁增加的动能之和，即回路产生的热量为
C正确；
D．根据动量定理可得
解得在t时间内铜管对磁铁的平均作用力为
D正确。
故选CD。
14．AC
【解析】
【详解】
A．图中若该元件用金属材料制作，导电粒子为电子，根据左手定则可知，电子向上偏转，上表面电势比下表面电势低，故A正确；
B．图示，闭合开关，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，根据右手定则可以判断，通过R的电流自下而上，故B错误；
C．图中如果线圈B不闭合，开关S断开时B中不会产生感应电流，将不会产生延时效果，故C正确；
D．图中给电磁炉接通恒定电流，不会产生变化的磁场，不会产生涡流，故D错误。
故选AC。
15．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．圆盘呈电中性，没有多余的电荷，圆盘转动时不会形成环形电流，所以也不会产生相应的磁场导致磁针转动，故A错误；
B．圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，在铜盘边缘和圆心之间产生感应电动势，由于距离圆心远近不同的点电势不等而形成感应电流，即涡流，此感应电流产生的磁场导致磁针转动，故B正确；
C．从感生电动势的角度看，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流（涡流），此电流产生的磁场导致磁针转动，故C正确；
D．圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量为零，没有变化，故D错误。
故选BC。
16．（1）铝环向右偏斜 （2）1.7J
【解析】
【详解】
（1）由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜（阻碍相对运动）。
（2）由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过铝环后磁铁的速度
由能量守恒定律可得
。
17．见解析
【解析】
【详解】
要演示电磁驱动和演示电磁阻尼实验，必须要在圆环中产生感应电流，感应电流的磁场与玩具小人下面的磁铁作用产生阻尼作用，则必须要求圆环是闭合的铝环，不能用塑料环或带缺口的铝环。
演示电磁阻尼设计实验如下：让圆环不动，让玩具小人上下振动起来，则会发现小人的振动很快停止；
演示电磁驱动设计实验如下：先让玩具小人不动，让圆环上下振动起来，则会发现小人也很快振动起来；
试卷第页，共页
一、选择题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．电磁炉是利用涡流的磁效应工作的
B．涡流不是感应电流，产生原理不符合法拉第电磁感应定律
C．探雷器和安检门都是利用涡流的磁效应工作的
D．电磁阻尼体现了楞次定律中的“阻碍”作用，而电磁驱动没有体现这种“阻碍”作用
2．如图甲是磁电式表头的结构示意图，其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架（图中未指出）上，关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果，下列表述中正确的是（ ）
A．线圈带动指针转动时，通电电流越大，安培力越大，螺旋弹簧形变也越大
B．与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴，其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场
C．铝框的作用是为了利用涡流，起电磁驱动作用，让指针快速指向稳定的平衡位置
D．乙图中电流方向a垂直纸面向外，b垂直纸面向内，线框将逆时针转动。
3．如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面。环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时BA两端的电压为（ ）
A． B． C． D．Bav
4．零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（ ）
A． B． C． D．
5．电磁炉是我们生活中常见的厨具，它的工作原理是：当线圈中通入交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在铁锅内产生感应电流，利用电流的热效应来加热食物。加热过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A．牛顿 B．库仑 C．法拉第 D．洛伦兹
6．物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀足够长的铜板固定在绝缘支架上。一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的初速度，永磁体将沿斜面向下运动，如图所示。假设永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且f
C． D．
7．为解决智能手机电池不耐用问题，一种新型的充电方式——无线充电产生了。如图所示为无线充电原理图，由与充电基座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。那么关于无线充电过程，下列说法正确的是（ ）
A．送电线圈接直流电源
B．受电线圈输出的是恒定电流
C．送电线圈和受电线圈通过互感完成对电池充电
D．送电线圈和受电线圈通过涡流完成对电池充电
8．管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。则下列说法正确的是（ ）
A．该焊机也能焊接塑料圆管的接缝
B．线圈的电阻越大，焊接效果越好
C．线圈的电源换成直流电源也能进行焊接
D．圆管的接缝处电阻较大，产生的电热较无接缝处大
9．高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大，下列措施不可采用是（ ）
A．减小焊接缝的接触电阻 B．增大焊接缝的接触电阻
C．增大交变电流的电压 D．增大交变电流的频率
10．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的（ ）
A． B． C． D．
11．下列叙述正确的是（ ）
A．电磁炉与电饭锅的工作原理是完全相同的
B．交流电动机突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转速
C．示波管的主要原理是阴极射线在磁场中能够偏转
D．涡流金属探测仪可用于探测行李包中的枪支
12．下列实例中属于利用涡流的是（ ）
A．利用微波炉加热食物 B．变压器的铁芯用薄硅钢片叠合而成
C．利用真空冶炼炉冶炼合金钢 D．电动机的线圈绕在铁芯上
13．钕磁铁也称为钕铁硼磁铁，因其在磁能积上的优越性被广泛地应用于电子产品。如图所示，为一电磁阻尼实验装置，将一质量为m的小块钕磁铁从铜管上端由静止释放，可观察到磁铁下落的速度明显放缓，现测得铜管长为L，磁铁通过铜管的时间为t，磁铁离开铜管时的速度为v，不计空气阻力及电磁辐射，以下说法正确的是（ ）
A．将铜管改为塑料管也能观察到类似现象
B．磁铁在铜管中做匀加速运动
C．该过程，系统因涡流产生的热量为
D．在t时间内铜管对磁铁的平均作用力为
14．电和磁现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．图中若该元件用金属材料制作，则通入图示的电流时，上表面电势比下表面电势低
B．图示，闭合开关，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自上而下
C．图中如果线圈B不闭合，开关S断开时将不会产生延时效果
D．图中给电磁炉接通恒定电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热
15．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后磁针之所以转动，是因为（ ）
A．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
B．圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，感应电动势产生电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
C．铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
D．圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化，圆盘产生电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
二、解答题
16．如图所示，质量为的铝环，用细线悬挂起来，环中心距地面的高度.现有一质量为的小磁铁（长度可忽略），以的水平速度射入并穿过铝环，落地点与铝环原位置的水平距离为，小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动.
（1）小磁铁与铝环发生相互作用时铝环向哪边偏斜？
（2）若铝环在小磁铁穿过后的速度为，在小磁铁穿过铝环的整个过程中，铝环中产生了多少电能？（g取10m/s2）
17．某同学在学习了涡流现象的知识后，制作了如图所示的实验装置。将一个玩具小人连接弹簧悬挂起来，玩具的底部粘上一块强磁铁，并分别制作了铝环、塑料环和带缺口的铝环。
请利用上述实验器材，通过比较的方式，分别设计一个能够演示电磁驱动和演示电磁阻尼的实验。
试卷第页，共页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁炉是利用涡流的热效应工作的，A错误；
B．涡流是感应电流，产生原理符合法拉第电磁感应定律，B错误；
C．探雷器和安检门都是利用涡流的磁效应工作的，C正确；
D．电磁阻尼体现了楞次定律中的“阻碍”作用，而电磁驱动也体现了这种“阻碍”作用，D错误。
故选C。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．当线圈通电后，安培力矩使其转动，导致螺旋弹簧产生阻力，当转动停止时，阻力矩与安培力矩正好平衡，所以通电电流越大，安培力越大，螺旋弹簧形变也越大。故A正确；
B．与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴，其作用是使得极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置．它的平面都跟磁感线平行，安培力总与磁感应强度的方向垂直，故B错误；
C．由于铝框转动时会产生感应电流，所以铝框要受安培力，安培力阻碍铝框的转动使其快速停止转动，即发生电磁阻尼，故C错误；
D．乙图中电流方向a垂直纸面向外，b垂直纸面向内，根据左手定则判断线圈将顺时针转动，故D错误。
故选A。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
电动势为
电流为
BA两端的电压为
解得
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AC．如图所示，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理，AC错误；
B．此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，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，B方案不合理，B错误；
D．此图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用，指针会很快稳定的停下，便于读数，D方案合理，D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁炉是利用电磁感应原理工作的，电磁感应现象的发现者是英国物理学家法拉第。故C正确。
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．小磁铁下滑时由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，所受的摩擦力阻力不变，由
mgsinθ-f-f阻尼=ma
可知，随着小磁铁的加速下滑，阻尼作用增大，则加速度逐渐减小，v-t线的斜率减小，故A正确；
B．若开始下落时小磁铁满足
mgsinθ-f-f阻尼=0
小磁铁匀速下滑，此时动能不变，故B正确；
C．小磁铁下滑时重力势能逐渐减小，但是不会趋近与某一定值，故C错误；
D．小磁铁下滑过程中，由于有电能产生，则机械能逐渐减小，故D正确；
因选错误的，故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
送电线圈要接入交流电源，周期性变化的电流产生的磁场，变化的磁场在受电线圈中产生变化的电流，所以受电线圈中产生的是感应电流，即送电线圈和受电线圈是通过互感完成对电池充电的，不是自感，所以受到线圈中不是涡流，故C正确， ABD错误。
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．塑料圆管在焊接时，无法产生的交变磁场，塑料圆管中无电流，不能焊接，A错误；
B．圆管通过高频交流电源的一定，产生的感应电动势一定，线圈的电阻越大，则产生的电流变小，焊接时产生的热较小，焊接效果不好，B错误；
C．线圈的电源换成直流电源，线圈不能产生的交变磁场，圆管中不产生电流，不能进行焊接，C错误；
D．圆管通过高频交流电源的一定，产生的感应电动势一定，电流一定，圆管的接缝处电阻较大，产生的热较大，D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．增大电阻，在相同电流下，焊缝处热功率大，温度升的很高，故B正确，不符合题意，A错误，符合题意。
C．当增大交变电流的电压，线圈中交流电流增大，则磁通量变化率增大，因此产生感应电动势增大，感应电流也增大，所以焊接时产生的热量也增大，故C正确，不符合题意；
D．高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快，故D正确，不符合题意。
故选A。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
AD．线圈进入磁场的过程中，根据右手定则可知，感应电流方向为逆时针，即电流为负，当线圈离开磁场时，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，即电流为正，AD错误；
BC．线圈进入磁场时，ab、cd在切割磁感线，由右手定则可知，产生的感应电流方向顺时针，与bc产生的感应电流方向相反，且ab、cd的有效长度减小，据感应电动势的公式
E＝Blv
可得，感应电动势越来越小，故感应电流越来越小，同理可知，当线圈离开磁场时，切割磁感线的有效长度减小，感应电动势越来越小，故感应电流越来越小，B错误，C正确。
故选C。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁炉是利用电磁感应的涡流进行加热，电饭锅是利用电流的热效应进行加热，A错误；
B．直流电动机突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转速，而交流电动机的转速与定子转动频率、磁极对数有关，B错误；
C．示波管的主要原理是阴极射线在电场中能够偏转，C错误；
D．利用涡流，当行李中有枪支时，会有电磁感应效应，故可探测出枪支，D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．利用微波炉加热食物是利用电流产生的电磁波来给物体加热，A错误；
B．变压器的铁芯用薄硅钢片叠合而成是为了减小涡流，减少损耗能量，B错误；
C．利用真空冶炼炉冶炼合金钢是在线圈中通入高频交流电，在合金钢中产生涡流，C正确；
D．电动机的线圈绕在铁芯上，所用的铁芯不会用整块的金属，是为了减小涡流，D错误。
故选C。
13．CD
【解析】
【详解】
A．将铜管改为塑料管，不会产生电磁感应现象，故不会观察到类似现象，A错误；
B．由于磁铁的速度发生变化，导致产生感应电流的大小发生变化，安培力发生变化，则合外力发生变化，故磁铁在铜管中做变加速运动，B错误；
C．该过程，磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量与磁铁增加的动能之和，即回路产生的热量为
C正确；
D．根据动量定理可得
解得在t时间内铜管对磁铁的平均作用力为
D正确。
故选CD。
14．AC
【解析】
【详解】
A．图中若该元件用金属材料制作，导电粒子为电子，根据左手定则可知，电子向上偏转，上表面电势比下表面电势低，故A正确；
B．图示，闭合开关，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，根据右手定则可以判断，通过R的电流自下而上，故B错误；
C．图中如果线圈B不闭合，开关S断开时B中不会产生感应电流，将不会产生延时效果，故C正确；
D．图中给电磁炉接通恒定电流，不会产生变化的磁场，不会产生涡流，故D错误。
故选AC。
15．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．圆盘呈电中性，没有多余的电荷，圆盘转动时不会形成环形电流，所以也不会产生相应的磁场导致磁针转动，故A错误；
B．圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，在铜盘边缘和圆心之间产生感应电动势，由于距离圆心远近不同的点电势不等而形成感应电流，即涡流，此感应电流产生的磁场导致磁针转动，故B正确；
C．从感生电动势的角度看，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流（涡流），此电流产生的磁场导致磁针转动，故C正确；
D．圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量为零，没有变化，故D错误。
故选BC。
16．（1）铝环向右偏斜 （2）1.7J
【解析】
【详解】
（1）由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜（阻碍相对运动）。
（2）由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过铝环后磁铁的速度
由能量守恒定律可得
。
17．见解析
【解析】
【详解】
要演示电磁驱动和演示电磁阻尼实验，必须要在圆环中产生感应电流，感应电流的磁场与玩具小人下面的磁铁作用产生阻尼作用，则必须要求圆环是闭合的铝环，不能用塑料环或带缺口的铝环。
演示电磁阻尼设计实验如下：让圆环不动，让玩具小人上下振动起来，则会发现小人的振动很快停止；
演示电磁驱动设计实验如下：先让玩具小人不动，让圆环上下振动起来，则会发现小人也很快振动起来；
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