2019人教版选择性必修第二册第二章电磁感应3涡流、电磁阻尼和电磁驱动拔高练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版选择性必修第二册第二章电磁感应3涡流、电磁阻尼和电磁驱动拔高练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-24 00:55:11 | ||
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文档简介
2019人教版选择性必修第二册 第二章 电磁感应 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 拔高练习
一、多选题
1．如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线O竖直向上，磁场中竖直固定一个轻质弹簧。在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线O重合。从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（）
A．在圆盘内磁通量逐渐增大
B．从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流
C．在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动
D．圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量
2．下列说法正确的是（ ）
A．把金属块放在变化的磁场中可产生涡流
B．在匀强磁场中匀速运动的金属块会产生涡流
C．涡流对于生产和实验，既有有利的一面，也有不利的一面
D．大块金属中无感应电动势产生,直接产生了涡流
3．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是
A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔
B．封口机工作时封口头内的线圈有短时间的恒定电流
C．可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率
D．封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直
4．下列说法中正确的是（ ）
A．电动机应用了“自感”对交流电的阻碍作用
B．电磁灶应用了“涡流”的加热原理
C．电磁流量计应用了“涡流”所产生的电磁阻尼作用
D．日光灯启动时利用了“自感”所产生的高压
5．如图所示，以下现象中与涡流有关的是（ ）
A．真空冶炼炉熔化金属
B．磁电式仪表用铝框做线圈的骨架
C．处于磁场中的导电液体旋转起来
D．磁电式仪表中的线圈通电后发生偏转
二、单选题
6．如图所示，水平桌面上的轻弹簧一端固定，另一端与小物块相连；弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未画出）；物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止开始向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中（ ）
A．物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W-μmga
B．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga
C．经O点时，物块的动能等于W-μmga
D．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能
7．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽。有一质量为、电荷量为的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动。现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，则（ ）
A．小球速度变大
B．小球速度变小
C．小球速度不变
D．小球速度可能变大也可能变小
8．1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”．罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转．下列说法正确的是
A．使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场
B．使小磁针发生转动的原因是圆盘上产生了涡流
C．仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变
D．如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变
9．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是( )
A．库仑发现了电流的磁效应
B．安培提出磁现象的电本质：分子电流假说
C．法拉第发现了电磁感应现象
D．牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础
10．1831年，法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机，揭开了人类进入电气时代的序幕。现在，日常生活中我们使用着大量的用电器，下列用电器使用电能的过程中，用到电磁感应原理的是（ ）
A．洗衣机 B．电磁炉 C．电热水器 D．电风扇
11．如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁从B到C的过程中，圆环中产生逆时针方向的电流（从上往下看）
B．磁铁从A摆到D的过程中，圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力
C．磁铁从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相反
D．磁铁在A、E两处的重力势能相等
12．如图甲所示是磁电式电流表的结构示意图，图乙是里面的线圈在通电后的正视图，关于磁电式电流表，以下说法错误的是
A．通电线圈所在的磁场是匀强磁场
B．磁电式电流表的刻度是均匀的
C．线圈绕在铁芯上，起到电磁阻尼的作用
D．磁电式电流表能够测量电流的大小和方向
13．如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，不能摆至原高度
B．在进入和离开磁场时，圆环中感应电流方向相同
C．圆环进入磁场后，感应电流方向不变
D．圆环最终停止在最低点
14．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2，则在先后两种情况下（ ）
A．线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=1∶2
B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=4∶1
C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1
15．如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。下列说法正确的是（ ）
A．a、b一定同时落地
B．a、b下落过程中都是机械能守恒
C．落地时，a比b的速度小
D．落地时，a、b的速度相等
三、解答题
16．如图所示，竖直平面内，水平线OO，下方足够大的区域内存在水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个单匝正方形导体框，边长为L，质量为为m，总电阻为r，从ab边距离边界OO/为L的位置由静止释放；已知从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场所用时间t，重力加速度为g，空气阻力不计，导体框不翻转；求：
（1）ab边刚进入磁场时，b、a间电势差大小Uba
（2）cd边刚进入磁场时，导体框的速度；
17．磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具，如图（a）所示。它的驱动系统可简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形金属框，电阻为R的金属框置于xOy平面内，MN长为l平行于y轴，NP宽为d平行于x轴，如图（b）所示。轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按波长为的正弦规律分布，如图（c）所示。整个磁场以一定的速率沿Ox方向匀速平移，忽略一切阻力，列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶。
（1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理。
（2）为使列车获得最大驱动力，MN、PQ边应处于磁场中的什么位置？
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．AB
【详解】
A．磁通量的计算式为：
BS
S不变，B增大，故磁通量增大，A正确；
B．根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向竖直向下，由右手定则可知：自上而下看，圆盘会产生顺时针方向的涡旋电流，B正确；
C．根据楞次定律，接触弹簧之前，除重力外，下落过程中圆盘会受到向上的阻碍磁通量增大的力，故C错误；
D．根据能量守恒定律可知，接触弹簧下落过程中，圆盘的重力势能转化为弹簧的弹性势能、圆盘的动能以及因涡流效应产生的内能，故D错误。
故选AB。
2．AC
【详解】
A、英国物理学家麦克斯韦认为，金属块处于变化的磁场中会产生涡流．故A正确．B、把金属块在匀强磁场中匀速运动，有感应电动势，但没有磁通量的变化，不产生感应电流．故B 错误.C、涡流有利有弊，如真空冶炼炉，硅钢片铁心，金属探测器，电磁灶等，故C正确.D、大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中,都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗，故选项D错误．故选AC.
【点睛】本题考查涡流的工作原理，要注意明确只有穿过金属物体的磁通量发生变化，才能产生涡流，掌握产生感应电流的条件．
3．CD
【详解】
A．由涡流的原理可知，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热；而如果封口材料用普通塑料来代替铝箔，则不能产生涡流，所以不能起到加热的作用，故A错误；
B．由涡流的原理可知，穿过线圈的磁场必须是变化的磁场，才能使铝箔内产生涡流，所以封口机工作时封口头内的线圈有变化的电流，故B错误；
C．若改变封口头内线圈电流的频率，则电流产生的磁场变化的频率也发生改变，则周期发生，根据法拉第电磁感应定律可知在铝箔内产生的电动势改变，由闭合电路欧姆定律可知，产生的涡流的电流值改变，所以封口过程中铝箔发热的功率，所以可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率，故C正确；
D．由封口机的原理可知，封口头内线圈中电流产生的磁场发生改变时，铝箔表面的磁通量发生改变，所以封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直，故D正确；
故选CD。
4．BD
【详解】
电动机应用了线圈在磁场中受到安培力转动．故A错误．电磁灶里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热．故B正确．电磁流量计应用了带电粒子在磁场中受力的原理制成的，选项C错误；日光灯启动时利用了“自感”所产生的高压．故D正确．故选BD．
5．AB
【详解】
A．真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在冶炼炉中产生涡流，从而产生大量的热量，故A正确。
B．磁电式仪表的线圈常用铝框做线圈骨架，当铝框转动时产生涡流，铝框受到安培力阻碍很快停止转动，故B正确。
CD．处于磁场中的导电液体旋转起来以及磁电式仪表中的线圈通电后发生偏转是电流在磁场中的受力问题，不是涡流，选项CD错误。
故选AB。
6．B
【详解】
据题意分析：物块到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处．弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数μ很小，则动能为最大时时弹簧伸长量小（此时弹力等于摩擦力μmg），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量，B点势能可能小于动能最大处势能．至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可．
如果没有摩擦力，则O点应该在AB的中点，由于有摩擦力，物体从A到B过程中有机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点．故．设物块在A点时弹簧的弹性势能为，物块从A点运动到O点的过程，由能量守恒定律得，则得，即物块在A点时，弹簧的弹性势能小于，故A错误；由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故B正确；从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于，故C正确；物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在B点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在B点时弹簧伸长量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系不好判断，故D错误．
7．D
【详解】
磁场的变化使空间内产生感生电场，但没有说明磁场是变大还是变小，所以产生的感生电场的方向可能与小球运动方向相同也可能相反，则小球速度可能变大也可能变小，所以D正确；ABC错误；
故选D。
8．A
【详解】
AB．由题意可知，磁针受到磁场力的作用，原因是由于电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，本题中不符合感应电流的产生条件，故无法产生涡流；故A正确，B错误；
C．仅改变圆盘的转动方向，即电荷的定向移动方向改变，磁场方向改变，则小磁针的偏转方向改变，选项C错误；
D．如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，则产生的电流方向反向，磁场反向，则小磁针的偏转方向改变，选项D错误；
9．A
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围存在磁场，故A错误，A符合题意；
B．安培提出磁现象的电本质，即分子电流假说，磁体和通电导线产生磁场都源于电荷的运动，故B正确，B不合题意；
C．法拉第研究了电磁感应现象，发现了磁场产生电流的条件和规律，故C正确，C不合题意；
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，故D正确，D不合题意。
故选A。
10．B
【详解】
AD．洗衣机和电风扇中的电动机利用的是通电导体在磁场中会受到力的作用，故AD不符合题意；
B．电磁炉的原理是交变电流产生的交变磁场使金属容器中产生涡流，从而使容器产生热量，所以电磁炉利用了电磁感应原理，故B符合题意；
C．电热水器利用的是电流的热效应，故C不符合题意。
故选B。
11．B
【详解】
A．从B到C的过程中，圆环中的磁场向上且磁通量增大，据“增反减同”可判断产生顺时针方向的电流（从上往下看），A错误；
B．摆到D处时，圆环中产生的感应电流有使圆环远离阻碍磁通量增大的趋势，故给桌面的压力大于圆环受到的重力，B正确；
C．由楞次定律的推论“来拒去留”可知，从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向均向右，C错误；
D．由于有部分机械能转化为电能，故在A、E两处的重力势能不相等，D错误。
故选B。
12．A
【分析】
考查磁电式电流表的原理．
【详解】
A．如图乙所示，通电线圈所在的磁场是辐向磁场，不是匀强磁场，A错误；
B．电流表由于蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，因此不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．因此，磁力矩与通电线圈中电流成正比（与线圈位置无关）．当通电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍通电线圈转动的阻力矩，其大小与通电线圈转动的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，通电线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故电流表的刻度是均匀的，B正确；
C．铁芯是导体，仪表指针偏转时铁芯随之转动，并切割磁感线产生感应电流，感应电流又会受到安培阻力，即电磁阻尼，阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快稳定下来，不至于反复摆动，方便读数，C正确；
D．指针偏向的角度与电流成正比，通过偏转角度可测电流大小，通电方向不同时，转动方向不同，即偏转方向不同，通过观察偏转方向可测电流方向，D正确．
故选A．
13．A
【详解】
A、圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度了，故A正确．
B、当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，根据楞次定律可知，感应电流的方向相反．故B错误．
C、整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，故C错误．
D、在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置．故D错误．
14．C
【详解】
A．因为v1=2v2，根据
E=BLv
知感应电动势之比2：1，故A错误；
B．感应电流
由于v1=2v2，则感应电流之比为2：1，故B错误；
C．v1=2v2，知时间比为1：2，根据焦耳定律得
Q=I2Rt
可知热量之比为2：1，故C正确；
D．根据
两种情况磁通量的变化量相同，所以通过某截面的电荷量之比为1：1。故D错误；
故选C。
15．C
【详解】
AB．管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而b不受安培阻力，所以小磁铁b在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b一定不会同时落地，由于a球克服安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误；
CD．由于小磁铁b只受重力，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小磁铁b的加速度较大，所以落地时，a比b的速度小，故C正确，D错误。
故选C。
16．（1）（2）
【详解】
（1）线框进入磁场前做自由落体运动，根据机械能守恒定律可以得到：
根据法拉第电磁感应定得到：
根据闭合电路欧姆定律： ，则：．
（2）从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程中：
根据安培力则： ，
根据闭合电路欧姆定律：
根据法拉第电磁感应定律：，，则：．
点睛：本题考查了求感应电动势与电压问题，分析清楚线框的运动过程、应用、欧姆定律即可正确解题．
17．（1）见解析；（2）NM、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方
【详解】
（1）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到安培力即为驱动力。
（2）为使列车获得最大驱动力，NM、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，导致线框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大，因此，d应为的奇数倍，即
或（）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线O竖直向上，磁场中竖直固定一个轻质弹簧。在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线O重合。从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（）
A．在圆盘内磁通量逐渐增大
B．从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流
C．在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动
D．圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量
2．下列说法正确的是（ ）
A．把金属块放在变化的磁场中可产生涡流
B．在匀强磁场中匀速运动的金属块会产生涡流
C．涡流对于生产和实验，既有有利的一面，也有不利的一面
D．大块金属中无感应电动势产生,直接产生了涡流
3．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是
A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔
B．封口机工作时封口头内的线圈有短时间的恒定电流
C．可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率
D．封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直
4．下列说法中正确的是（ ）
A．电动机应用了“自感”对交流电的阻碍作用
B．电磁灶应用了“涡流”的加热原理
C．电磁流量计应用了“涡流”所产生的电磁阻尼作用
D．日光灯启动时利用了“自感”所产生的高压
5．如图所示，以下现象中与涡流有关的是（ ）
A．真空冶炼炉熔化金属
B．磁电式仪表用铝框做线圈的骨架
C．处于磁场中的导电液体旋转起来
D．磁电式仪表中的线圈通电后发生偏转
二、单选题
6．如图所示，水平桌面上的轻弹簧一端固定，另一端与小物块相连；弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未画出）；物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止开始向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中（ ）
A．物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W-μmga
B．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga
C．经O点时，物块的动能等于W-μmga
D．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能
7．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽。有一质量为、电荷量为的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动。现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，则（ ）
A．小球速度变大
B．小球速度变小
C．小球速度不变
D．小球速度可能变大也可能变小
8．1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”．罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转．下列说法正确的是
A．使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场
B．使小磁针发生转动的原因是圆盘上产生了涡流
C．仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变
D．如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变
9．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是( )
A．库仑发现了电流的磁效应
B．安培提出磁现象的电本质：分子电流假说
C．法拉第发现了电磁感应现象
D．牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础
10．1831年，法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机，揭开了人类进入电气时代的序幕。现在，日常生活中我们使用着大量的用电器，下列用电器使用电能的过程中，用到电磁感应原理的是（ ）
A．洗衣机 B．电磁炉 C．电热水器 D．电风扇
11．如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁从B到C的过程中，圆环中产生逆时针方向的电流（从上往下看）
B．磁铁从A摆到D的过程中，圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力
C．磁铁从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相反
D．磁铁在A、E两处的重力势能相等
12．如图甲所示是磁电式电流表的结构示意图，图乙是里面的线圈在通电后的正视图，关于磁电式电流表，以下说法错误的是
A．通电线圈所在的磁场是匀强磁场
B．磁电式电流表的刻度是均匀的
C．线圈绕在铁芯上，起到电磁阻尼的作用
D．磁电式电流表能够测量电流的大小和方向
13．如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，不能摆至原高度
B．在进入和离开磁场时，圆环中感应电流方向相同
C．圆环进入磁场后，感应电流方向不变
D．圆环最终停止在最低点
14．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2，则在先后两种情况下（ ）
A．线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=1∶2
B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=4∶1
C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1
15．如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。下列说法正确的是（ ）
A．a、b一定同时落地
B．a、b下落过程中都是机械能守恒
C．落地时，a比b的速度小
D．落地时，a、b的速度相等
三、解答题
16．如图所示，竖直平面内，水平线OO，下方足够大的区域内存在水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个单匝正方形导体框，边长为L，质量为为m，总电阻为r，从ab边距离边界OO/为L的位置由静止释放；已知从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场所用时间t，重力加速度为g，空气阻力不计，导体框不翻转；求：
（1）ab边刚进入磁场时，b、a间电势差大小Uba
（2）cd边刚进入磁场时，导体框的速度；
17．磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具，如图（a）所示。它的驱动系统可简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形金属框，电阻为R的金属框置于xOy平面内，MN长为l平行于y轴，NP宽为d平行于x轴，如图（b）所示。轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按波长为的正弦规律分布，如图（c）所示。整个磁场以一定的速率沿Ox方向匀速平移，忽略一切阻力，列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶。
（1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理。
（2）为使列车获得最大驱动力，MN、PQ边应处于磁场中的什么位置？
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．AB
【详解】
A．磁通量的计算式为：
BS
S不变，B增大，故磁通量增大，A正确；
B．根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向竖直向下，由右手定则可知：自上而下看，圆盘会产生顺时针方向的涡旋电流，B正确；
C．根据楞次定律，接触弹簧之前，除重力外，下落过程中圆盘会受到向上的阻碍磁通量增大的力，故C错误；
D．根据能量守恒定律可知，接触弹簧下落过程中，圆盘的重力势能转化为弹簧的弹性势能、圆盘的动能以及因涡流效应产生的内能，故D错误。
故选AB。
2．AC
【详解】
A、英国物理学家麦克斯韦认为，金属块处于变化的磁场中会产生涡流．故A正确．B、把金属块在匀强磁场中匀速运动，有感应电动势，但没有磁通量的变化，不产生感应电流．故B 错误.C、涡流有利有弊，如真空冶炼炉，硅钢片铁心，金属探测器，电磁灶等，故C正确.D、大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中,都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗，故选项D错误．故选AC.
【点睛】本题考查涡流的工作原理，要注意明确只有穿过金属物体的磁通量发生变化，才能产生涡流，掌握产生感应电流的条件．
3．CD
【详解】
A．由涡流的原理可知，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热；而如果封口材料用普通塑料来代替铝箔，则不能产生涡流，所以不能起到加热的作用，故A错误；
B．由涡流的原理可知，穿过线圈的磁场必须是变化的磁场，才能使铝箔内产生涡流，所以封口机工作时封口头内的线圈有变化的电流，故B错误；
C．若改变封口头内线圈电流的频率，则电流产生的磁场变化的频率也发生改变，则周期发生，根据法拉第电磁感应定律可知在铝箔内产生的电动势改变，由闭合电路欧姆定律可知，产生的涡流的电流值改变，所以封口过程中铝箔发热的功率，所以可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率，故C正确；
D．由封口机的原理可知，封口头内线圈中电流产生的磁场发生改变时，铝箔表面的磁通量发生改变，所以封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直，故D正确；
故选CD。
4．BD
【详解】
电动机应用了线圈在磁场中受到安培力转动．故A错误．电磁灶里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热．故B正确．电磁流量计应用了带电粒子在磁场中受力的原理制成的，选项C错误；日光灯启动时利用了“自感”所产生的高压．故D正确．故选BD．
5．AB
【详解】
A．真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在冶炼炉中产生涡流，从而产生大量的热量，故A正确。
B．磁电式仪表的线圈常用铝框做线圈骨架，当铝框转动时产生涡流，铝框受到安培力阻碍很快停止转动，故B正确。
CD．处于磁场中的导电液体旋转起来以及磁电式仪表中的线圈通电后发生偏转是电流在磁场中的受力问题，不是涡流，选项CD错误。
故选AB。
6．B
【详解】
据题意分析：物块到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处．弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数μ很小，则动能为最大时时弹簧伸长量小（此时弹力等于摩擦力μmg），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量，B点势能可能小于动能最大处势能．至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可．
如果没有摩擦力，则O点应该在AB的中点，由于有摩擦力，物体从A到B过程中有机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点．故．设物块在A点时弹簧的弹性势能为，物块从A点运动到O点的过程，由能量守恒定律得，则得，即物块在A点时，弹簧的弹性势能小于，故A错误；由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故B正确；从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于，故C正确；物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在B点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在B点时弹簧伸长量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系不好判断，故D错误．
7．D
【详解】
磁场的变化使空间内产生感生电场，但没有说明磁场是变大还是变小，所以产生的感生电场的方向可能与小球运动方向相同也可能相反，则小球速度可能变大也可能变小，所以D正确；ABC错误；
故选D。
8．A
【详解】
AB．由题意可知，磁针受到磁场力的作用，原因是由于电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，本题中不符合感应电流的产生条件，故无法产生涡流；故A正确，B错误；
C．仅改变圆盘的转动方向，即电荷的定向移动方向改变，磁场方向改变，则小磁针的偏转方向改变，选项C错误；
D．如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，则产生的电流方向反向，磁场反向，则小磁针的偏转方向改变，选项D错误；
9．A
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围存在磁场，故A错误，A符合题意；
B．安培提出磁现象的电本质，即分子电流假说，磁体和通电导线产生磁场都源于电荷的运动，故B正确，B不合题意；
C．法拉第研究了电磁感应现象，发现了磁场产生电流的条件和规律，故C正确，C不合题意；
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，故D正确，D不合题意。
故选A。
10．B
【详解】
AD．洗衣机和电风扇中的电动机利用的是通电导体在磁场中会受到力的作用，故AD不符合题意；
B．电磁炉的原理是交变电流产生的交变磁场使金属容器中产生涡流，从而使容器产生热量，所以电磁炉利用了电磁感应原理，故B符合题意；
C．电热水器利用的是电流的热效应，故C不符合题意。
故选B。
11．B
【详解】
A．从B到C的过程中，圆环中的磁场向上且磁通量增大，据“增反减同”可判断产生顺时针方向的电流（从上往下看），A错误；
B．摆到D处时，圆环中产生的感应电流有使圆环远离阻碍磁通量增大的趋势，故给桌面的压力大于圆环受到的重力，B正确；
C．由楞次定律的推论“来拒去留”可知，从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向均向右，C错误；
D．由于有部分机械能转化为电能，故在A、E两处的重力势能不相等，D错误。
故选B。
12．A
【分析】
考查磁电式电流表的原理．
【详解】
A．如图乙所示，通电线圈所在的磁场是辐向磁场，不是匀强磁场，A错误；
B．电流表由于蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，因此不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．因此，磁力矩与通电线圈中电流成正比（与线圈位置无关）．当通电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍通电线圈转动的阻力矩，其大小与通电线圈转动的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，通电线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故电流表的刻度是均匀的，B正确；
C．铁芯是导体，仪表指针偏转时铁芯随之转动，并切割磁感线产生感应电流，感应电流又会受到安培阻力，即电磁阻尼，阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快稳定下来，不至于反复摆动，方便读数，C正确；
D．指针偏向的角度与电流成正比，通过偏转角度可测电流大小，通电方向不同时，转动方向不同，即偏转方向不同，通过观察偏转方向可测电流方向，D正确．
故选A．
13．A
【详解】
A、圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度了，故A正确．
B、当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，根据楞次定律可知，感应电流的方向相反．故B错误．
C、整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，故C错误．
D、在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置．故D错误．
14．C
【详解】
A．因为v1=2v2，根据
E=BLv
知感应电动势之比2：1，故A错误；
B．感应电流
由于v1=2v2，则感应电流之比为2：1，故B错误；
C．v1=2v2，知时间比为1：2，根据焦耳定律得
Q=I2Rt
可知热量之比为2：1，故C正确；
D．根据
两种情况磁通量的变化量相同，所以通过某截面的电荷量之比为1：1。故D错误；
故选C。
15．C
【详解】
AB．管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而b不受安培阻力，所以小磁铁b在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b一定不会同时落地，由于a球克服安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误；
CD．由于小磁铁b只受重力，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小磁铁b的加速度较大，所以落地时，a比b的速度小，故C正确，D错误。
故选C。
16．（1）（2）
【详解】
（1）线框进入磁场前做自由落体运动，根据机械能守恒定律可以得到：
根据法拉第电磁感应定得到：
根据闭合电路欧姆定律： ，则：．
（2）从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程中：
根据安培力则： ，
根据闭合电路欧姆定律：
根据法拉第电磁感应定律：，，则：．
点睛：本题考查了求感应电动势与电压问题，分析清楚线框的运动过程、应用、欧姆定律即可正确解题．
17．（1）见解析；（2）NM、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方
【详解】
（1）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到安培力即为驱动力。
（2）为使列车获得最大驱动力，NM、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，导致线框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大，因此，d应为的奇数倍，即
或（）
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