2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步练习(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练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 829.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-19 06:02:43

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文档简介

2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习
一、单选题
1.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是(  )
A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现
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瞬间,刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高
D.图丁是微安表的表头,在运输时要把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
2.图甲的铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触.闭合电键给S,给铜盘一个初动能,铜盘转动方向和所处磁场如图乙所示,不计一切摩擦和空气阻力,下列说话正确的是( )
A.通过圆盘平面的磁通量增加
B.通过电阻R的电流方向向下
C.断开电键S,圆盘将减速转动
D.断开电键S,圆盘将匀速转动
3.如图所示,在光滑绝缘水平面上固定一通电直导线,其右侧有闭合圆形线圈,某时刻线圈获得一个如图所示的初速度。若通电直导线足够长,且已知通电直导线周围某处磁场的磁感应强度大小(为常数,为导线中的电流,为到直导线的距离),则下列说法正确的是(  )
A.线圈中将产生交变电流
B.线圈中将产生顺时针方向的恒定电流
C.线圈最终会停下来并保持静止
D.线圈最终会以某一速度做匀速直线运动
4.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.下列表述符 合物理学史实的是
A.库仑提出了库仑定律并最早测出了元电荷e的数值
B.奥斯特发现了电流的磁效应并提出了电磁感应定律
C.法拉第发明了人类历史上第一台发电机
D.麦克斯韦最先提出了场的概念
5.如图所示,相同材料、横截面积相等的导线制成的单匝正方形线框A和线框B,边长之比为2:1,在外力作用下以相同速度匀速进入匀强磁场,在线框A和线框B进入磁场的过程中,下列说法正确的是(  )
A.线框A和线框B中感应电流之比为2:1
B.线框A和线框B所受外力做功的功率之比为2:1
C.线框A和线框B产生的热量之比为2:1
D.通过线框A和线框B导线横截面的电荷量之比为1:1
6.如图所示,一矩形线圈与长直通电导线在同一平面内,且长直导线正好位于线圈的正中间,现将线圈向右平移,此时线圈中的感应电流及线圈所受磁场力的方向分别是( )
A.顺时针,向右 B.顺时针,向左
C.逆时针,向右 D.逆时针,向左
7.如图所示,轻弹簧上端固定,下端悬挂一质量为m的条形磁铁,磁铁穿过固定的水平闭合金属线圈。将磁铁托起到弹簧压缩x后由静止放开,磁铁会上下运动并逐渐停下来,静止时弹簧伸长x。不计空气阻力,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,则(  )
A.弹簧处于原长时,磁铁的加速度可能大于g
B.磁铁中央通过线圈时,线圈中感应电流最大
C.磁铁向下运动时,线圈受到的安培力方向向上
D.线圈在整个过程中产生的焦耳热为mgx
8.以下现象中属于涡流现象的应用的是(  )
A.某家用电烤箱 B.监考老师手中的探测仪
C.高压带电作业屏蔽服 D.车载充电器
二、多选题
9.电磁感应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(a)中利用了发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器,从而实现手机充电
B.图(b)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
C.图(c)中如果线圈B不闭合,S断开将不会产生延时效果
D.图(d)中给电子感应加速器通以恒定电流时,被加速的电子获得恒定的加速度
10.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,下列表述中不正确的是(  )
A.与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是和中心软铁配合产生稳定的辐射状磁场
B.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
C.铝框的作用是为了防止涡流,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垂直纸面向内,b垂直纸面向外,线框将顺时针转动
11.下列关于四幅图的说法正确的有( )
A.图甲中的两位摇绳的同学沿东西方向站立摇着柔软的导线绳,闭合的导线绳中将会产生方向变化的电流
B.图乙是法拉第圆盘发电机模型。导电圆盘按如图方向转动,C点的电势高于D点的电势
C.图丙是动圈式扬声器的结构示意图,这样的扬声器也能当话筒使。
D.图丁是磁电式电表。线圈常用铝框做骨架,当线圈中有电流时,铝框随着线圈转动,而产生感应电流,铝框将受到安培力的作用而加速线圈的转动使指针能够迅速指到位
12.如图所示,轻弹簧上端固定,下端悬挂一质量为m的条形磁铁,磁铁穿过固定的水平闭合金属线圈.将磁铁托起到弹簧压缩x后由静止放开,磁铁会上下运动并逐渐停下来,静止时弹簧伸长x.不计空气阻力,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A.弹簧处于原长时,磁铁的加速度可能大于g
B.磁铁中央通过线圈时,线圈中感应电流最大
C.磁铁向下运动时,线圈受到的安培力方向向上
D.线圈在整个过程中产生的焦耳热为2mgx
13.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示,则(  )
A.线圈中0时刻的感应电动势最大 B.线圈中时刻的感应电动势最大
C.线圈中0至时间内平均感应电动势为 D.线圈中至时间内感应电动势逐渐减小
14.机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品,安检门中接有线圈,线圈中通以交变电流,关于其工作原理,以下说法正确的是(  )
A.人身上携带的金属物品会被地磁场磁化,在线圈中产生感应电流
B.人体在线圈交变电流产生的磁场中运动,产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流
C.线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流
D.金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流
15.如图所示,把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场),蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动。当蹄形磁铁匀速转动时,线圈也开始转动,当线圈的转动稳定后,有(  )
A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同
B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反
C.线圈中产生交变电流
D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验,研究的电流的磁效应,这一现象是物理学家奥斯特首先发现,选项A错误;
B.图乙中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,炉内金属产生大量热量,从而冶炼金属,选项B错误;
C.图丙中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,选项C错误;
D.图丁在运输时要把两个接线柱连在一起,产生了闭合回路,目的保护电表指针,利用了电磁阻尼原理,选项D正确。
故选D。
2.C
【解析】
【详解】
A.由于磁感线的条数不变,故铜盘转动过程中,穿过铜盘的磁通量不变,故A错误;
B.根据右手定则可知,电流从D点流出,流向C点,因此通过电阻R的电流方向向上,故B错误;
CD.圆盘看成无数金属棒组成,转动过程中切割磁感线形成电流,在磁场中的每一条金属棒受安培力阻碍棒的运动,所以断开电键S,圆盘将减速转动,故C正确,D错误.
3.D
【解析】
【详解】
AB.通电直导线周围的磁场离导线越远磁场越小,由右手螺旋定则可知,导线右侧的磁场方向向下且不变,线圈向右运动,磁通量减小,由于磁场方向不变,且线圈磁通量减小,则圈中感应电流方向不变,则楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向,则能量守恒可知,线圈的速度减小,且磁场通电直导线周围某处磁场的磁感应强度大小,则感应电流大小变化,故AB错误;
CD.当环在该平面上以速度v0沿图示方向运动时,产生的感应电流,出现安培阻力,从而阻碍其运动,由于安培阻力与速度方向不共线,使线圈在垂直导线方向做减速运动,当垂直导线方向的速度减为零,只剩沿导线方向的速度,然后磁通量不变,无感应电流,水平方向合力为零,故为匀速直线运动,故C错误,D正确。
故选D。
4.C
【解析】
【详解】
试题分析:库伦发现了库仑定律,密立根测量元电荷的数值,A错误;奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第提出了电磁感应定律,发明了人类历史上第一台发电机,B错误C正确;法拉第第一次提出场的概念,D错误.
考点:考查了物理学史
5.B
【解析】
【详解】
A.设正方形的边长为,两正方形的边长之比为2:1,由电阻定律可知,电阻之比为2:1,则感应电流大小为
可得电流之比为1:1,故A错误;
B.线框匀速进入匀强磁场,则外力做功的功率为
故线框A和线框B所受外力做功的功率之比为2:1,故B正确;
C.线框产生的热量为
线框A和线框B产生的热量之比为4:1,故C错误;
D.通过线框导线横截面的电荷量为
则通过线框A和线框B导线横截面的电荷量之比为2:1,故D错误;
故选B。
6.D
【解析】
【详解】
根据右手螺旋定则可知,左边的磁场方向垂直纸面向外,右边的磁场方向垂直纸面向内,当线圈向右移动后,左边的磁通量减小,右边的增大,故移动后穿过线圈总磁通量方向垂直纸面向内增大,根据楞次定律可得产生的感应电流方向为逆时针,根据“来拒去留”可知线圈受到向左的安培力。
A.综上所述,感应电流方向为顺时针,线圈受到向左的安培力,A错误;
B.综上所述,感应电流方向为顺时针,线圈受到向左的安培力,B错误;
C.综上所述,感应电流方向为顺时针,线圈受到向左的安培力,C错误;
D.综上所述,感应电流方向为顺时针,线圈受到向左的安培力,D正确;
故选D。
7.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.弹簧处于原长时,没有弹力,除受到重力外,若磁铁向上运动,则受到向下的安培阻力,若向下运动,则受到向上的安培阻力,因此磁铁的加速度可能大于g,选项A正确;
B.磁铁中央通过线圈时,线圈的磁通量变化率为零,则线圈中感应电流为零,最小,选项B错误;
C.当磁铁向下运动时,根据楞次定律来拒去留可知磁铁受到向上的安培力,那么线圈受到的安培力方向向下,选项C错误;
D.根据能量守恒定律,从静止至停止,弹簧的弹性势能不变,那么减小的重力势能转化为电能,从而产生焦耳热为
选项D错误。
故选A。
【点睛】
利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向,并利用楞次定律力的角度“来拒去留”去分析安培力方向,最后依据能量守恒定律,即可求解产生的焦耳热是来自于重力势能的减小。
本题巧妙的考查了楞次定律的应用,只要记住“来拒去留”这一规律,即可判断受力方向以及运动方向;磁铁受到的阻碍,安培力方向向上,那么线圈受到的安培力则向下。
8.B
【解析】
【详解】
A、电烤箱是利用电流发热的原理,故A错误.
B、监考老师手中的探测仪,可以探测人身是否携带通讯设备(金属物品),是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告的,故B正确.
C、工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理,故C错误.
D、车载充电器是电容器,故D错误;
9.AC
【解析】
【详解】
A.电流流过发射线圈会产生变化的磁场,当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电,即利用发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器,从而实现手机充电,故A正确;
B.恒定的电流激发恒定的磁场,穿过金属锅的磁通量不变,不会发生电磁感应现象,没有涡流产生,故B错误;
C.如果线圈不闭合,则B线圈中会有电磁感应现象,但不产生感应电流,故不会产生延时效果,故C正确;
D.给电子感应加速器通以恒定电流时产生的磁场不变,即磁通量不变,则不会产生感生电场,则不能加速电子,故D错误。
故选AC。
10.CD
【解析】
【分析】
【详解】
A.与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是和中心软铁配合产生稳定的辐射状磁场,A正确,不符合题意;
B.当通电线圈转动时,螺旋弹簧将被扭动,产生一个阻碍线圈转动的阻力矩,其大小与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,线圈停止转动,则通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大,B正确,不符合题意;
C.磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架,把线圈绕铝框上,这样做的目的是为利用涡流而设计的,起电磁阻尼的作用,让指针快速指向稳定的平衡位置,C错误,符合题意;
D.乙图中电流方向a垂直纸面向内,b垂直纸面向外,由左手定则可知,a受力向下,b受力向上,则线框将逆时针转动,D错误,符合题意。
故选CD。
11.AC
【解析】
【详解】
A.图甲,导线切割磁场的方向不断的变化,所以产生的电流方向也变化,A正确。
B.图乙根据右手定则可以判断,D点电势高于C点电势,B错误。
C.图丁,对着锥形纸盆讲话,锥形纸盆振动,产生随声音信号变化的交变电流,所以可以当话筒使用,C正确。
D.图丁,铝框随着转动,会产生涡流,阻碍线圈转动,可以避免指针来回振动,D错误。
故选AC。
12.AD
【解析】
【详解】
弹簧处于原长时,没有弹力,除受到重力外,若磁铁向上运动,则受到向下的安培阻力,若向下运动,则受到向上的安培阻力,因此磁铁的加速度可能大于g,故A正确;磁铁中央通过线圈时,线圈的磁通量变化率为零,则线圈中感应电流为零,最小,故B错误;当磁铁向下运动时,根据楞次定律:来拒去留,则磁铁受到向上的安培力,那么线圈受到的安培力方向向下,故C错误;根据能量守恒定律,从静止至停止,弹簧的弹性势能不变,那么减小的重力势能转化为电能,从而产生焦耳热为,故D正确;故选AD.
【点睛】
利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向,并利用楞次定律力的角度“来拒去留”去分析安培力方向,最后依据能量守恒定律,即可求解产生的焦耳热是来自于重力势能的减小.
13.AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由法拉第电磁感应定律
可知,图像的斜率表示感应电动势,所以线圈中0时刻的感应电动势最大,则A正确;
B.线圈中时刻的感应电动势最小为0,所以B错误;
C.线圈中0至时间内平均感应电动势为
所以C正确;
D.线圈中至时间内感应电动势逐渐增大,所以D错误;
故选AC。
14.CD
【解析】
【详解】
AB.般金属物品不一定能被磁化,且地磁场很弱,即使金属被磁化磁性也很弱,由于人体电阻很大,且一般不会与金属物品构成回路,故AB错误;
C.安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是:线圈中交变电流产生交变磁场,使金属物品中产生涡流,故C正确;
D.该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流,而线圈中交变电流的变化可以被检测到,故D正确。
故选CD。
15.AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.根据楞次定律可知,为阻碍磁通量变化,则导致线圈与磁铁转动方向相同,但快慢不一,线圈的转速一定比磁铁转速小,故A正确,B错误;
CD.最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大,则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周运动,所以产生的电流为交流电,故C正确,D错误。
故选AC。
答案第1页,共2页
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