2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习（Word版含答案）

涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一、单选题
下列现象中利用的主要原理与电磁感应无关的有
A. 如图甲所示，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内金属能迅速熔化
B. 如图乙所示，安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时，会触发报警
C. 如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来
D. 如图丁所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来
关于下列器材的原理和用途，正确的是
A. 变压器可以改变交变电压和频率
B. 电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速
C. 真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
下列现象中利用的原理主要不是电磁感应的是
A. 如图甲所示，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内的金属能迅速熔化
B. 如图乙所示，安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时，会触发报警
C. 如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来
D. 如图丁所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来
如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管和塑料管竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块
A. 在中的下落时间比在中的长
B. 落至底部时在中的速度比在中的长
C. 在和中都做自由落体运动
D. 在两个下落过程中的机械能都守恒
如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物下列相关的说法中正确的是
A. 电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
B. 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
C. 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D. 在电磁炉与铁锅之间放一层绝缘纸后电磁炉将无法使锅体发热
如图所示，一根两端开口的铜管竖直放置，一磁性较强的柱形磁体从上端放入管中，过了较长时间才从铜管下端落出，比自由落体慢了许多。则
A. 磁体下落变慢，主要是由于磁体受到了空气的阻力
B. 磁体下落变慢，主要是由于磁体受到金属铜的吸引
C. 铜管对磁体的作用力方向始终向上
D. 铜管内感应电流方向保持不变
二、多选题
如图所示，磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是
A. 防止涡流而设计的 B. 利用涡流
C. 起电磁阻尼的作用 D. 起电磁驱动的作用
下列情景中说法正确的是
A. 图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，因为铝框材质比较轻，同时在磁场中转动时能产生电磁阻尼，让线圈快速稳定下来
B. 图乙是动圈式扬声器的结构示意图，当话筒使用时，声音使纸盆振动，带动线圈切割磁感线，从而产生感应电流
C. 图丙是电子感应加速器中的俯视图，图中电子的运动方向为逆时针，为使电子沿轨道运动，轨道中的磁场方向应垂直纸面向内
D. 图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有裂缝，现让一块磁性很强的小磁铁依次从两管上方静止释放，小磁铁在左侧铝管中受到阻碍而缓慢下落，在右侧铝管中自由下落
如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是
A. 用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大
B. 用户功率越大，电流线圈在铝盘中产生的涡流越大
C. 永久磁铁在铝盘中产生的安培力推动铝盘转动
D. 当停止用电时，永久磁铁可以使铝盘尽快停止转动，避免由于惯性继续转动而带来计量误差
电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用，下列说法正确的是
A. 电磁炉利用变化的磁场使食物中的水分子形成涡流来对食物加热
B. 当金属探测器在探测到金属时，会在探测器内部产生涡流，致使蜂鸣器发出蜂鸣声
C. 磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏
D. 变压器的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠合而成主要是为了防止在铁芯中产生过大涡流
三、填空题
图示是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈是通有高频交变电流的线圈，是自行车的零件，是待焊接的接口，接口两端接触在一起。当中通以交变电流时，中会产生感应电动势，使得接口处的金属熔化而焊接起来。
在其他条件不变的情况下，交变电流的频率越高，金属熔化得越______填“快”或“慢”。
在焊接过程中，接口处最先被熔化的原因是_________________________。
如图所示，开关闭合到电路中电流稳定的时间内，灯立刻变亮，灯逐渐变亮，这种现象叫做_______。给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图中虚线所示的感应电流，这样的电流称为_______，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。
一些电风扇的调速器、日光灯的镇流器是把线圈绕在铁芯上制成的，当电风扇、日光灯工作时，线圈中通过交变电流，从而产生交变的磁场，变化的磁场通过铁芯；就在铁芯中产生______，使铁芯的温度升高。所以，电风扇、日光灯工作一段时间后，调速器、镇流器会发热。
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.真空冶炼炉中的线圈通有高频电流，由于电磁感应，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使其达到很高的温度
B.金属物体过安检门时，金属物在安全门的磁场中发生电磁感应现象内部出现感应电流，感应电流产生的磁场反作用于安检门发生报警；
C.导电液体之所以会旋转，是因为安培力的作用，不是电磁感应现象；
D.磁场中旋转铜盘由于切割磁感线发生电磁感应内部产生环形电流，电流在磁场力作用下使圆盘很快停下来，此为电磁阻尼现象；
本题选择不是电磁感应的，故选C。
2.【答案】
【解答】
A.变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等，所以它只能改变交变电压，不能改变频率，故A错误。
B.感应加速器是利用感生电场对电子加速的设备，不是利用磁场，故B错误。
C.真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化，故C错误。
D.铝框做支架能在线圈转动过程中产生涡流，涡流的安培力对线圈的转动起阻尼作用，故D正确。
故选：。
3.【答案】
【解答】
A.真空冶炼炉中的线圈通有高频电流，由于电磁感应，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使其达到很高的温度
B.金属物体过安检门时，金属物在安全门的磁场中发生电磁感应现象内部出现感应电流，感应电流产生的磁场反作用于安检门发生报警；
C.导电液体之所以会旋转，是因为安培力的作用，不是电磁感应现象；
D.磁场中旋转铜盘由于切割磁感线发生电磁感应内部产生环形电流，电流在磁场力作用下使圆盘很快停下来，此为电磁阻尼现象；
本题选择不是电磁感应的，故选C。
4.【答案】
【解答】
C.当小磁块在光滑的铜管下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因为磁场对电流有作用，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，做自由落体运动，故C错误；
A.在铜管中小磁块受到安培阻力，则在中的下落时间比在中的长，故A正确；
B.根据能量守恒可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在中的速度比在中的小，故B错误；
D.由选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解答】
A.直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故A错误；
B.根据电磁感应规律可知，锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B正确；
C.锅体只能用铁磁性导体材料才能发生电磁感应现象进行加热，故不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；
D.绝缘纸不会对铁锅发生电磁感应现象产生影响，不会影响锅体发热，故D错误；
故选B。
6.【答案】
【解答】
磁体下落变慢，产生该现象的原因是磁体下落，变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力，铜管对磁体的作用力方向始终向上，故AB错误，C正确；
D. 根据楞次定律知铜管对磁体先有向上的斥力，再有向上的吸引力，电流方向发生改变，故D错误。
故选C。

7.【答案】
【解答】
解：常用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。而塑料做骨架达不到电磁阻尼的作用，这样做的目的是利用涡流，起到电磁阻尼作用；
故选：。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查磁电式电流表、动圈式扬声器、电子感应加速器等相关器件，需要学生根据其工作原理及构造进行解答，难度不大。
【解答】
A.甲中原因是铝框在磁场中转动时能产生阻尼，让线圈快速稳定下来，A正确；
B.乙线圈切割磁感线产生感应电流，B正确；
C.由左手定则可判断磁场方向为垂直纸面向外，C错误；
D.丁中管子有裂缝，涡流仍旧存在，只不过没有完好时那么大，所以不可能做自由落体运动的，D错误。
故选AB。
9.【答案】
【解答】．用户功率越大，通过用户的电流越大，电流线圈串联在电路中，则电流线圈上的电流越大，根据法拉第电磁感应定律可知电流线圈在铝盘中产生的涡流越大，故A错误，B正确；
C.由于铝盘在永久磁铁的磁场中运动，切割磁感线铝盘中产生感应电流涡流，根据愣次定律及左手定则可以判定，该感应电流在磁铁的磁场中受到安培力的作用阻碍铝盘的转动，故C错误；
D.感应电流在磁铁的磁场中受到安培力的作用阻碍铝盘的转动，则当停止用电时，永久磁铁可以使铝盘尽快停止转动，避免由于惯性继续转动而带来计量误差，故D正确。
10.【答案】
【解答】
A.电磁炉利用变化的磁场使经过导磁性铁质锅具产生大量密集涡流，感应电流转化为热量来加热食物，故A错误；
B.当金属探测器在探测到金属时，会在金属内部产生涡流，涡流的磁场反过来影响金属探测器中的电流，致使蜂鸣器发出蜂鸣声，故B错误；
C.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏，故C正确；
D.变压器的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠合而成主要是为了防止在铁芯中产生过大涡流，故D正确。
故选CD。
11.【答案】快；接口处电阻大，产生热量多。
【解答】
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；焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高。
故答案为：快；接口处电阻大，产生热量多。
12.【答案】自感 涡流
【解答】
开关闭合到电路中电流稳定的时间内，灯立刻变亮，灯逐渐变亮，这种现象叫做自感；
给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图中虚线所示的感应电流，这样的电流称为涡流；
故填：自感；涡流。
13.【答案】涡流
【解析】解：当电风扇、日光灯工作时，线圈中通过交变电流，从而产生交变的磁场，变化的磁场通过铁芯；就在铁芯中产生涡流，使铁芯的温度升高。所以，电风扇、日光灯工作一段时间后，调速器、镇流器会发热。
故答案为：涡流。
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