2.3 涡流，电磁阻尼和电磁驱动 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.3 涡流，电磁阻尼和电磁驱动 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-08 06:04:06 | ||
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文档简介
2.3、涡流，电磁阻尼和电磁驱动
一、选择题（共16题）
1．如图所示的现象中涉及电磁感应的是( )
A．B．
C．D．
2．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
3．电磁炉作为新一代炊具，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势。电磁炉的工作原理是利用通电线圈产生磁场，当磁场通过铁质锅体时，锅体内会产生无数小涡流，使锅体自行高速发热，加热锅内食物。下列相关说法正确的是（ ）
A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的
C．恒定磁场越强，电磁炉的加热效率越高
D．降低磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效率
4．下列是课本中四幅插图，关于这四幅插图下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，赛车的质量不是很大，却安装着强劲的发动机，可以获得很大的惯性
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属
C．图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开的瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高
D．丁图中，无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，两球总是同时落地
5．以下关于电炉、微波炉、电磁炉和真空冶炼炉说法正确的是（ ）
A．电炉必须使用交流电才能工作
B． 微波炉发出的微波在金属容器中产生涡流，从而实现加热食物的目的
C． 电磁炉工作时既可以通交变电流，也可以通恒定电流
D． 真空冶炼炉通以高频交变电流产生交变磁场，在金属中产生涡流使金属发热熔化
6．下列设备中利用了电流热效应的是（ ）
A．电磁炉 B．热水器 C．电冰箱 D．电风扇
7．一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示，当磁感应强度均匀增加时，此粒子（ ）
A．动能不变 B．动能增加 C．动能减小 D．都可能
8．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（ ）
A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会反向转动，且跟磁体转动的一样快
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属
C．丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能不变，所需时间变短
D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理
9．如图所示，某同学在电磁炉面板上竖直放置一纸质圆筒，圆筒上套一环形轻质铝箱，电磁炉产生的交变磁场的频率、强度及铝箔厚度可以调节。现给电磁炉通电，发现铝箱悬浮了起来。若只改变其中一个变量，则（ ）
A．增强磁场，铝箔悬浮高度将不变
B．铝箔越薄，铝箔中产生的感应电流越大
C．增大频率，铝箱中产生的感应电流增大
D．在刚断开电源产生如图磁场的瞬间，铝箱中会产生如图所示的电流
10．如图为手机及无线充电板。如图为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，下列说法正确的是（ ）
A．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
B．如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中c点的电势高于d点的电势
C．在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压
D．受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
11．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
12．某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通讯储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以电流，附近的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报。则（ ）
A．探测环中的发射线圈通的是恒定电流
B．探测环中的发射线圈通的是交变电流
C．探测器与被测金属物相对静止时不能发出警报
D．违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到
13．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活．某品牌手机的无线充电原理如图所示．关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．充电底座中的发射线圈将磁场能转化为电能
B．充电底座可以直接使用直流电源实现对手机的无线充电
C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D．无线充电时手机接收线圈利用“电流的磁效应”获取电能
14．机场、车站和重要活动场所的安检门都安装有金属探测器，其探测金属物的原理简化为：探测器中有一个通有交变电流的线圈，当线圈周围有金属物时，金属物中会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使探测器报警．设线圈中交变电流的大小为I、频率为f，要提高探测器的灵敏度，可采取的措施有（ ）
A．增大I B．减小f
C．增大f D．同时减小I和f
15．在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中正确的是（ ）
A．圆环中有感应电流产生
B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高的C处
C．圆环最终停在轨道的最低点B处
D．安培力始终阻碍圆环的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化
16．下列说法正确的是（ ）
A．电场和磁场是客观存在的物质
B．实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用
C．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因此毛皮也是带负电的
D．运输过程中，把微安表表头的两个接线柱连在一起，是为了防止电磁阻尼
二、填空题
17．若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______的作用，______使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
18．涡流有热效应，但没有磁效应。( )
19．电磁感应现象中的感生电场
（1）感生电场
___________认为，磁场变化时会在空间激发一种___________，这种电场叫作感生电场。
（2）感生电动势
由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
（3）电子感应加速器
电子感应加速器是利用___________使电子加速的设备，当电磁铁线圈中___________的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
20．如图所示，在点O正下方有一个理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则A点___________B点（填高于、低于、同一水平线）
三、综合题
21．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘的边缘，但并不与铜盘接触，铜盘就能在较短的时间内停止。分析这个现象产生的原因。
22．如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流．电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示．
(1)求出线圈L的电阻RL；
(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？
(3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？
23．高二小明同学在华鼎中央城的广场看到小朋友在玩发光竹蜻蜓，它在飞起时能够持续闪烁发光。他对竹蜻蜒的电路作如下简化，如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连（假设LED灯电阻恒为r）。其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时。
(1)在辐条OP转过60°的过程中，求通过LED灯的电流；
(2)求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
电子束在显像管中的偏转是运动电荷在磁场中偏转，A错误；安全门报警是利用电磁感应原理工作的，B正确；灯丝颤抖是因为通电电流受到磁场力的作用，C错误；电子束在磁场中偏转是利用了运动电荷在磁场中偏转，D错误．
2．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．
3．B
【详解】
AB．电磁炉连接交流电，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，故A错误，B正确；
C．电磁炉的加热效率与磁场的强弱无关，只与磁场的变化快慢有关，故C错误；
D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效率，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．甲图中，赛车的惯性只与质量有关，与发动机的牵引力无关，选项A错误；
B．真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量涡流，从而冶炼金属，故B错误。
C．李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击感，这是电磁感应现象中的自感现象，故C错误。
D．丁图中，A球做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，B球同时做自由落体运动，故无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，A、B两球总是同时落地。故D正确；
故选D。
5．D
【详解】
A．电炉也可以使用直流电源工作，故A错误；
B．微波炉利用磁控管将电能转化为微波辐射能，微波辐射引起食物内部的水分子振动摩擦，从而产生热量，故B错误；
C．电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过含铁质锅底部时，即会产生无数的小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物，所以不可以使用直流电源，故C错误；
D．真空冶炼炉通以高频交变电流产生交变磁场，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，不是利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．热水器工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，故B符合题意；
C．电冰箱主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选B。
7．B
【详解】
磁感应强度均匀增强，产生恒定电场，由楞次定律知感应磁场方向垂直纸面向外，产生的感应电场为逆时针方向，带正电粒子的运动方向和电场方向相同，电场力对粒子做正功，粒子动能增加，ACD错误，B项正确。
故选B。
8．C
【详解】
A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的慢，故A错误；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误；
C．根据
可得
即粒子获得的最大动能与电压无关，但是加速电压变大时，粒子加速的时间变短，所以所需时间变短，故C正确；
D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．铝箔浮起，说明铝箔受到竖直向上的安培力作用，磁场频率不变，根据法拉第电磁感应定律
可知电动势不变，所以铝箔中感应电流不变，增强磁场，根据可知安培力增大，所以铝箔的悬浮高度增大，A错误；
B．铝箔越薄，厚度对应的横截面积越小，根据电阻定律可知铝箔的电阻越大，所以通过铝箔的感应电流变小，B错误；
C．增大频率，增大，铝箔中产生的感应电动势增大，感应电流增大，C正确；
D．刚断开电源瞬间，竖直向上的磁场减弱，根据楞次定律可知铝箔中产生竖直竖直向上的磁场，根据右手定则可知感应电流与图中电流方向相反，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．手机外壳使用金属材料会屏蔽电磁波，导致无线充电不能完成，故A错误；
B．根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，受电线圈相当于充电电流的电源，电源内部从电流从负极向正极运动，故d点的电势高，故B错误；
C．该设备电磁感应原理，因此根据原、副线圈感应电动势公式变形可得
则当送线圈匝数增加时，受电线圈的电压减小，故C错误。
D．该设备采用的是电磁感应原理，因此当发射线圈中电流方向改变时，受电线圈中的电流方向也会改变，即受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，故D正确。
故选D。
11．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。
12．B
【详解】
AB．附近的被测金属物中感应出电流，则探测环中的发射线圈通的应是交变电流，选项A错误，B正确；
C．因为探测环中的发射线圈通的是交变电流，被测金属物中的磁通量也是变化的，所以探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报，选项C错误；
D．违规携带的物品只要是金属就会被探测到，选项D 错误。
故选B。
13．C
【详解】
A.发射线圈中通入交变电流，交变电流周围形成交变磁场，交变磁场又形成交变电场，从而在接收线圈形成交变电流．发射线圈是将电能转化为磁场能，接收线圈是将磁场能转化为电能，选项A错误；
B.直流电周围形成恒定的磁场，恒定的磁场无法由电磁感应形成电场，选项B错误；
C.根据电磁感应规律知接收线圈与发射线圈中交变电流的频率一样，选项C正确；
D.无线充电时手机接收线圈利用“电磁感应”获得电能，选项D错误。
故选C。
14．AC
【详解】
增大，探测器中产生的感应电流增大，灵活度提高；增大，线圈中交变电流变化加快，根据法拉第电磁感应定律可知，探测器中产生的感应电流增大，灵活度提高．故AC正确，BD错误．
15．ACD
【详解】
A．水平通电直导线周围有磁场，且离导线越远磁感应强度越小，在圆环运动过程中，通过圆环的磁通量变化，故有感应电流产生，A正确；
B．因为圆环在运动的过程中，有感应电流产生，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上滑到轨道右侧与A点等高的C处，B错误；
C．由于圆环运动的过程中，磁通量不断变化，所以机械能不断转化为电能，故圆环的机械能越来越小，最终停在最低点B处，C正确；
D．由能量守恒定律可知，安培力始终对圆环做负功，这样便阻碍了圆环中磁通量的变化，D正确。
故选ACD。
16．AB
【详解】
A． 电场和磁场是客观存在的物质，故A正确；
B．为防止外界的电场进入某个需要保护的区域，称为静电屏蔽，所以静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用，故B正确；
C．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因此毛皮带正电，故C错误；
D． 运输过程中，把微安表表头的两个接线柱连在一起，连接后由于电磁效应动圈阻尼变得极大，运输时线圈不再容易摆动，可以防止指针打坏，防止游丝震乱，减少轴承磨损，是为了利用电磁阻尼，故D错误。
故选AB。
17． 安培力 安培力
【详解】
略
18．错误
【详解】
涡流既有热效应，也有磁效应。故此说法错误。
19． 见详解 见详解 见详解 见详解
【详解】
(1)麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场角感生电场；
(3)电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向变化时，产生的感生电场使电子加速。
20．高于
【详解】
铜环在穿越磁场时，产生电能，机械能减小，无法再摆到原来的高度，所以A点高于B点。
21．铜盘转动时如果加上磁场，则在铜盘中产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的转动铜盘能在较短的时间内停止转动。
【详解】
把磁铁加在铜盘边缘，铜盘内就会产生涡流，起到电磁阻尼作用。
22．(1)2.0 Ω (2)电灯中的电流方向自右向左 (3)3.0 V
【详解】
(1)由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0＝1.5 A，由欧姆定律得，解得：
(2) 断开开关前，流过线圈L的电流自左向右，断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左．
(3) 由题图可知，t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的电流I＝0.3 A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得
23．(1)；(2)
【详解】
(1)在辐条OP转过60°的过程中，OP、OQ均处在磁场中，电路的感应电动势为
E=BL2ω
电路的总电阻为
R=＋=r
由闭合电路的欧姆定律可得，电路的总电流为
I= =
通过LED灯的电流
I1=I=
(2)设圆环转动的周期为T，在辐条OP转过60°的过程中，LED灯消耗的电能
在辐条OP转过60°~120°的过程中，仅OP处在磁场中，电路的感应电动势为
E′=BL2ω
电路的总电阻为
R′=r＋=r
由闭合电路的欧姆定律可得，电路的总电流为
I′==
通过LED灯的电流
I2=I′=
LED灯消耗的电能
圆环每旋转一周，通过LED灯的电流发生三次周期性变化，故
Q=3×（Q1＋Q2)=
答案第1页，共2页
一、选择题（共16题）
1．如图所示的现象中涉及电磁感应的是( )
A．B．
C．D．
2．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
3．电磁炉作为新一代炊具，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势。电磁炉的工作原理是利用通电线圈产生磁场，当磁场通过铁质锅体时，锅体内会产生无数小涡流，使锅体自行高速发热，加热锅内食物。下列相关说法正确的是（ ）
A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的
C．恒定磁场越强，电磁炉的加热效率越高
D．降低磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效率
4．下列是课本中四幅插图，关于这四幅插图下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，赛车的质量不是很大，却安装着强劲的发动机，可以获得很大的惯性
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属
C．图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开的瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高
D．丁图中，无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，两球总是同时落地
5．以下关于电炉、微波炉、电磁炉和真空冶炼炉说法正确的是（ ）
A．电炉必须使用交流电才能工作
B． 微波炉发出的微波在金属容器中产生涡流，从而实现加热食物的目的
C． 电磁炉工作时既可以通交变电流，也可以通恒定电流
D． 真空冶炼炉通以高频交变电流产生交变磁场，在金属中产生涡流使金属发热熔化
6．下列设备中利用了电流热效应的是（ ）
A．电磁炉 B．热水器 C．电冰箱 D．电风扇
7．一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示，当磁感应强度均匀增加时，此粒子（ ）
A．动能不变 B．动能增加 C．动能减小 D．都可能
8．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（ ）
A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会反向转动，且跟磁体转动的一样快
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属
C．丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能不变，所需时间变短
D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理
9．如图所示，某同学在电磁炉面板上竖直放置一纸质圆筒，圆筒上套一环形轻质铝箱，电磁炉产生的交变磁场的频率、强度及铝箔厚度可以调节。现给电磁炉通电，发现铝箱悬浮了起来。若只改变其中一个变量，则（ ）
A．增强磁场，铝箔悬浮高度将不变
B．铝箔越薄，铝箔中产生的感应电流越大
C．增大频率，铝箱中产生的感应电流增大
D．在刚断开电源产生如图磁场的瞬间，铝箱中会产生如图所示的电流
10．如图为手机及无线充电板。如图为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，下列说法正确的是（ ）
A．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
B．如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中c点的电势高于d点的电势
C．在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压
D．受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
11．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
12．某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通讯储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以电流，附近的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报。则（ ）
A．探测环中的发射线圈通的是恒定电流
B．探测环中的发射线圈通的是交变电流
C．探测器与被测金属物相对静止时不能发出警报
D．违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到
13．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活．某品牌手机的无线充电原理如图所示．关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．充电底座中的发射线圈将磁场能转化为电能
B．充电底座可以直接使用直流电源实现对手机的无线充电
C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D．无线充电时手机接收线圈利用“电流的磁效应”获取电能
14．机场、车站和重要活动场所的安检门都安装有金属探测器，其探测金属物的原理简化为：探测器中有一个通有交变电流的线圈，当线圈周围有金属物时，金属物中会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使探测器报警．设线圈中交变电流的大小为I、频率为f，要提高探测器的灵敏度，可采取的措施有（ ）
A．增大I B．减小f
C．增大f D．同时减小I和f
15．在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中正确的是（ ）
A．圆环中有感应电流产生
B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高的C处
C．圆环最终停在轨道的最低点B处
D．安培力始终阻碍圆环的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化
16．下列说法正确的是（ ）
A．电场和磁场是客观存在的物质
B．实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用
C．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因此毛皮也是带负电的
D．运输过程中，把微安表表头的两个接线柱连在一起，是为了防止电磁阻尼
二、填空题
17．若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______的作用，______使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
18．涡流有热效应，但没有磁效应。( )
19．电磁感应现象中的感生电场
（1）感生电场
___________认为，磁场变化时会在空间激发一种___________，这种电场叫作感生电场。
（2）感生电动势
由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
（3）电子感应加速器
电子感应加速器是利用___________使电子加速的设备，当电磁铁线圈中___________的大小、方向发生变化时，产生的感生电场使电子加速。
20．如图所示，在点O正下方有一个理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则A点___________B点（填高于、低于、同一水平线）
三、综合题
21．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘的边缘，但并不与铜盘接触，铜盘就能在较短的时间内停止。分析这个现象产生的原因。
22．如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流．电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，A、B间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示．
(1)求出线圈L的电阻RL；
(2)在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何？
(3)在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？
23．高二小明同学在华鼎中央城的广场看到小朋友在玩发光竹蜻蜓，它在飞起时能够持续闪烁发光。他对竹蜻蜒的电路作如下简化，如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连（假设LED灯电阻恒为r）。其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时。
(1)在辐条OP转过60°的过程中，求通过LED灯的电流；
(2)求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
电子束在显像管中的偏转是运动电荷在磁场中偏转，A错误；安全门报警是利用电磁感应原理工作的，B正确；灯丝颤抖是因为通电电流受到磁场力的作用，C错误；电子束在磁场中偏转是利用了运动电荷在磁场中偏转，D错误．
2．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．
3．B
【详解】
AB．电磁炉连接交流电，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，故A错误，B正确；
C．电磁炉的加热效率与磁场的强弱无关，只与磁场的变化快慢有关，故C错误；
D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效率，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．甲图中，赛车的惯性只与质量有关，与发动机的牵引力无关，选项A错误；
B．真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量涡流，从而冶炼金属，故B错误。
C．李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击感，这是电磁感应现象中的自感现象，故C错误。
D．丁图中，A球做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，B球同时做自由落体运动，故无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，A、B两球总是同时落地。故D正确；
故选D。
5．D
【详解】
A．电炉也可以使用直流电源工作，故A错误；
B．微波炉利用磁控管将电能转化为微波辐射能，微波辐射引起食物内部的水分子振动摩擦，从而产生热量，故B错误；
C．电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过含铁质锅底部时，即会产生无数的小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物，所以不可以使用直流电源，故C错误；
D．真空冶炼炉通以高频交变电流产生交变磁场，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，不是利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．热水器工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，故B符合题意；
C．电冰箱主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选B。
7．B
【详解】
磁感应强度均匀增强，产生恒定电场，由楞次定律知感应磁场方向垂直纸面向外，产生的感应电场为逆时针方向，带正电粒子的运动方向和电场方向相同，电场力对粒子做正功，粒子动能增加，ACD错误，B项正确。
故选B。
8．C
【详解】
A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的慢，故A错误；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误；
C．根据
可得
即粒子获得的最大动能与电压无关，但是加速电压变大时，粒子加速的时间变短，所以所需时间变短，故C正确；
D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．铝箔浮起，说明铝箔受到竖直向上的安培力作用，磁场频率不变，根据法拉第电磁感应定律
可知电动势不变，所以铝箔中感应电流不变，增强磁场，根据可知安培力增大，所以铝箔的悬浮高度增大，A错误；
B．铝箔越薄，厚度对应的横截面积越小，根据电阻定律可知铝箔的电阻越大，所以通过铝箔的感应电流变小，B错误；
C．增大频率，增大，铝箔中产生的感应电动势增大，感应电流增大，C正确；
D．刚断开电源瞬间，竖直向上的磁场减弱，根据楞次定律可知铝箔中产生竖直竖直向上的磁场，根据右手定则可知感应电流与图中电流方向相反，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．手机外壳使用金属材料会屏蔽电磁波，导致无线充电不能完成，故A错误；
B．根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，受电线圈相当于充电电流的电源，电源内部从电流从负极向正极运动，故d点的电势高，故B错误；
C．该设备电磁感应原理，因此根据原、副线圈感应电动势公式变形可得
则当送线圈匝数增加时，受电线圈的电压减小，故C错误。
D．该设备采用的是电磁感应原理，因此当发射线圈中电流方向改变时，受电线圈中的电流方向也会改变，即受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，故D正确。
故选D。
11．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。
12．B
【详解】
AB．附近的被测金属物中感应出电流，则探测环中的发射线圈通的应是交变电流，选项A错误，B正确；
C．因为探测环中的发射线圈通的是交变电流，被测金属物中的磁通量也是变化的，所以探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报，选项C错误；
D．违规携带的物品只要是金属就会被探测到，选项D 错误。
故选B。
13．C
【详解】
A.发射线圈中通入交变电流，交变电流周围形成交变磁场，交变磁场又形成交变电场，从而在接收线圈形成交变电流．发射线圈是将电能转化为磁场能，接收线圈是将磁场能转化为电能，选项A错误；
B.直流电周围形成恒定的磁场，恒定的磁场无法由电磁感应形成电场，选项B错误；
C.根据电磁感应规律知接收线圈与发射线圈中交变电流的频率一样，选项C正确；
D.无线充电时手机接收线圈利用“电磁感应”获得电能，选项D错误。
故选C。
14．AC
【详解】
增大，探测器中产生的感应电流增大，灵活度提高；增大，线圈中交变电流变化加快，根据法拉第电磁感应定律可知，探测器中产生的感应电流增大，灵活度提高．故AC正确，BD错误．
15．ACD
【详解】
A．水平通电直导线周围有磁场，且离导线越远磁感应强度越小，在圆环运动过程中，通过圆环的磁通量变化，故有感应电流产生，A正确；
B．因为圆环在运动的过程中，有感应电流产生，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上滑到轨道右侧与A点等高的C处，B错误；
C．由于圆环运动的过程中，磁通量不断变化，所以机械能不断转化为电能，故圆环的机械能越来越小，最终停在最低点B处，C正确；
D．由能量守恒定律可知，安培力始终对圆环做负功，这样便阻碍了圆环中磁通量的变化，D正确。
故选ACD。
16．AB
【详解】
A． 电场和磁场是客观存在的物质，故A正确；
B．为防止外界的电场进入某个需要保护的区域，称为静电屏蔽，所以静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用，故B正确；
C．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因此毛皮带正电，故C错误；
D． 运输过程中，把微安表表头的两个接线柱连在一起，连接后由于电磁效应动圈阻尼变得极大，运输时线圈不再容易摆动，可以防止指针打坏，防止游丝震乱，减少轴承磨损，是为了利用电磁阻尼，故D错误。
故选AB。
17． 安培力 安培力
【详解】
略
18．错误
【详解】
涡流既有热效应，也有磁效应。故此说法错误。
19． 见详解 见详解 见详解 见详解
【详解】
(1)麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场角感生电场；
(3)电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，当电磁铁线圈中电流的大小、方向变化时，产生的感生电场使电子加速。
20．高于
【详解】
铜环在穿越磁场时，产生电能，机械能减小，无法再摆到原来的高度，所以A点高于B点。
21．铜盘转动时如果加上磁场，则在铜盘中产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的转动铜盘能在较短的时间内停止转动。
【详解】
把磁铁加在铜盘边缘，铜盘内就会产生涡流，起到电磁阻尼作用。
22．(1)2.0 Ω (2)电灯中的电流方向自右向左 (3)3.0 V
【详解】
(1)由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流I0＝1.5 A，由欧姆定律得，解得：
(2) 断开开关前，流过线圈L的电流自左向右，断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左．
(3) 由题图可知，t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的电流I＝0.3 A，此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得
23．(1)；(2)
【详解】
(1)在辐条OP转过60°的过程中，OP、OQ均处在磁场中，电路的感应电动势为
E=BL2ω
电路的总电阻为
R=＋=r
由闭合电路的欧姆定律可得，电路的总电流为
I= =
通过LED灯的电流
I1=I=
(2)设圆环转动的周期为T，在辐条OP转过60°的过程中，LED灯消耗的电能
在辐条OP转过60°~120°的过程中，仅OP处在磁场中，电路的感应电动势为
E′=BL2ω
电路的总电阻为
R′=r＋=r
由闭合电路的欧姆定律可得，电路的总电流为
I′==
通过LED灯的电流
I2=I′=
LED灯消耗的电能
圆环每旋转一周，通过LED灯的电流发生三次周期性变化，故
Q=3×（Q1＋Q2)=
答案第1页，共2页