2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 综合检测（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 综合检测（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-07 07:00:46 | ||
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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15题）
1．如图甲所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术.其原理是用载流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及其位置的信息.如图乙所示的是一个带铁芯的线圈、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起.对以上两个实例的理解正确的是 （ ）
A．涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象
B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料
C．以上两个实例中的线圈所连接的电源都必须是变化的交流电源
D．以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是稳恒电源
2．关于电磁感应现象，下列叙述正确的有( )
A．奥斯特发现了电磁感应现象，并利用电磁感应的原理制成了人类历史上的第一台发电机
B．真空冶炼炉是利用涡流工作的
C．麦克斯韦在对理论和实验资料进行严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律
D．楞次发现了电流的磁效应，并提出了楞次定律
3．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
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
4．关于电磁感应现象，下列说法错误的是（ ）
A．变压器铁芯做成片状是为了减小涡流
B．真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电
C．灵敏电流表在运输时总要把两接线柱用导体连接起来，是利用了电磁驱动
D．车站和重要场所的安检门可以探测人身携带的金属物品
5．下列实验现象，属于电磁感应现象的是
A．导线通电后其下方的小磁针发生偏转
B．通电导线AB在磁场中运动
C．通电线圈在磁场中转动
D．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转
6．机场用于安全检查的“安全门”是应用了下列哪个现象
A．涡流 B．静电除尘 C．磁体产生磁场 D．安全用电
7．下列情况中不可能产生涡流的是（ ）
A．把金属块放于匀强磁场中 B．让金属块在磁场中匀速运动
C．让金属块在磁场中加速运动 D．把金属块放于变化的磁场中
8．以下属于电磁驱动现象的（ ）
A．线圈能使振动的磁铁快速停下来
B．无缺口的铝管比有缺口的铝管更快使磁铁匀速运动
C．用手把磁铁转动，线框跟随转动
D．U磁铁能使旋转的金属圆盘快速停下来
9．英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )
A．0 B． r2qk/2 C．2πr2qk D．πr2qk
10．如图所示，这是机场、车站等场所的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情形，其基本原理是当探测线圈靠近金属物体时，会在金属物体中感应出电流。下列科技实例的工作原理，与金属探测器的工作原理不同的是（ ）
A．真空冶炼炉 B．交流感应电动机
C．回旋加速器 D．电子感应加速器
11．如图1所示，线圈abcd固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度随时间的变化情况如图2所示．下列关于ab边所受安培力随时间变化的F-t图像（规定安培力方向向右为正）正确的是 （ ）
A．B．C． D．
12．纯电动汽车是一种节能、环保的交通工具，它的制动能量回收系统通过能量回收再利用，可提高汽车对能量的利用效率，制动能量回收的原理是利用线圈在磁场中转动，将车辆制动时的部分动能转化为其他形式的能存储起来。关于制动能量回收，下列说法正确的是（ ）
A．制动能量回收利用了电磁感应现象
B．制动能量回收利用了电流的热效应
C．制动能量回收时，将车辆制动时的部分动能转化为内能
D．制动能量回收时，将车辆制动时的部分动能转化为重力势能
13．如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（ ）
A．磁体做匀加速直线运动
B．磁体的机械能守恒
C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量
D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和
14．如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上往下看磁铁作逆时针转动时，则（ ）
A．线圈将作逆时针转动，转速与磁铁相同
B．线圈将作逆时针转动，转速比磁铁小
C．线圈中产生恒定电流
D．线圈中感应电流方向始终是 abcda
15．如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L．现有一边长为L的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是（ ）
A． B．
C． D．
二、综合题
16．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．
(1)使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)：________________和________________．
(2)在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．
(3)“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？__________________和_______________ (请写出两点)
17．(1)某同学欲将如图1所示的微安表改装成量程为的电压表。已知微安表的内阻为，需要_____（选填“串联”或“并联”）________的电阻。
(2)该同学用改装后的电压表测量某段电路两端的电压时，指针所指位置如图2所示，则所测的电压为________。
(3)微安表在运输时需要用导体把正负两个接线柱连在一起，请说明这样做的理由______。
18
．人造卫星绕地球运行时，轨道各处地磁场的强弱并不相同。因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流。查找资料，了解这一现象产生的原因和能量转化情况，以及对卫星的运行可能会产生怎样的影响。
19．如图所示，一狭长的铜片能绕O点在纸面平面内摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动，如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么。
20．如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，宽度为，上、下边界与地面平行，下边界与地面相距．将一个边长为，质量为m，总电阻为R的正方形刚性导电线框ABCD置于匀强磁场区域上方，线框CD边与磁场上边界平行，从高于磁场上边界h的位置静止释放，h的值能保证AB边匀速通过磁场区域．从AB边离开磁场到CD边落在地面所用时间是AB边界通过磁场时间的2倍（重力加速度为g），求：
（1）线框通过磁场过程中电流的方向；
（2）磁场区域磁感应强度的大小；
（3）根据CD边刚进入磁场时线框加速度a与h的函数关系，分析h在不同情况下加速度的大小和方向，计算线框通过磁场区域产生的热量．
21．如图所示，线圈中的电流随时间变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？
参考答案：
1．B
2．B
3．A
4．C
5．D
6．A
7．A
8．C
9．D
10．C
11．C
12．A
13．C
14．B
15．C
16． 电流产生磁场 热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高 锅 电磁炉 电 内 热效率高 功率调节范围大
17． 串联 利用电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏
18．当穿过人造卫星的磁通量发生变化时，外壳中会有涡流产生，这一电能的产生是由机械能转化来的。它会导致卫星机械能减少，会使轨道半径减小，造成卫星离地高度下降。
19．
没有开长缝的铜片绕O点在纸面内摆动时，由于磁场有圆形边界，通过铜片的磁通量会发生变化，在铜片内产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动；如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片就可以摆动较多的次数。
20．（1）cd边在磁场中时电流方向为DCBAD，AB边在磁场中时电流方向为ABCDA；（2）；（3）mgh．
21．
有，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，使导体中的自由电子发生定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
一、选择题（共15题）
1．如图甲所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术.其原理是用载流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及其位置的信息.如图乙所示的是一个带铁芯的线圈、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起.对以上两个实例的理解正确的是 （ ）
A．涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象
B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料
C．以上两个实例中的线圈所连接的电源都必须是变化的交流电源
D．以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是稳恒电源
2．关于电磁感应现象，下列叙述正确的有( )
A．奥斯特发现了电磁感应现象，并利用电磁感应的原理制成了人类历史上的第一台发电机
B．真空冶炼炉是利用涡流工作的
C．麦克斯韦在对理论和实验资料进行严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律
D．楞次发现了电流的磁效应，并提出了楞次定律
3．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
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
4．关于电磁感应现象，下列说法错误的是（ ）
A．变压器铁芯做成片状是为了减小涡流
B．真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电
C．灵敏电流表在运输时总要把两接线柱用导体连接起来，是利用了电磁驱动
D．车站和重要场所的安检门可以探测人身携带的金属物品
5．下列实验现象，属于电磁感应现象的是
A．导线通电后其下方的小磁针发生偏转
B．通电导线AB在磁场中运动
C．通电线圈在磁场中转动
D．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转
6．机场用于安全检查的“安全门”是应用了下列哪个现象
A．涡流 B．静电除尘 C．磁体产生磁场 D．安全用电
7．下列情况中不可能产生涡流的是（ ）
A．把金属块放于匀强磁场中 B．让金属块在磁场中匀速运动
C．让金属块在磁场中加速运动 D．把金属块放于变化的磁场中
8．以下属于电磁驱动现象的（ ）
A．线圈能使振动的磁铁快速停下来
B．无缺口的铝管比有缺口的铝管更快使磁铁匀速运动
C．用手把磁铁转动，线框跟随转动
D．U磁铁能使旋转的金属圆盘快速停下来
9．英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )
A．0 B． r2qk/2 C．2πr2qk D．πr2qk
10．如图所示，这是机场、车站等场所的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情形，其基本原理是当探测线圈靠近金属物体时，会在金属物体中感应出电流。下列科技实例的工作原理，与金属探测器的工作原理不同的是（ ）
A．真空冶炼炉 B．交流感应电动机
C．回旋加速器 D．电子感应加速器
11．如图1所示，线圈abcd固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度随时间的变化情况如图2所示．下列关于ab边所受安培力随时间变化的F-t图像（规定安培力方向向右为正）正确的是 （ ）
A．B．C． D．
12．纯电动汽车是一种节能、环保的交通工具，它的制动能量回收系统通过能量回收再利用，可提高汽车对能量的利用效率，制动能量回收的原理是利用线圈在磁场中转动，将车辆制动时的部分动能转化为其他形式的能存储起来。关于制动能量回收，下列说法正确的是（ ）
A．制动能量回收利用了电磁感应现象
B．制动能量回收利用了电流的热效应
C．制动能量回收时，将车辆制动时的部分动能转化为内能
D．制动能量回收时，将车辆制动时的部分动能转化为重力势能
13．如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（ ）
A．磁体做匀加速直线运动
B．磁体的机械能守恒
C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量
D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和
14．如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上往下看磁铁作逆时针转动时，则（ ）
A．线圈将作逆时针转动，转速与磁铁相同
B．线圈将作逆时针转动，转速比磁铁小
C．线圈中产生恒定电流
D．线圈中感应电流方向始终是 abcda
15．如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L．现有一边长为L的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是（ ）
A． B．
C． D．
二、综合题
16．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．
(1)使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)：________________和________________．
(2)在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．
(3)“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？__________________和_______________ (请写出两点)
17．(1)某同学欲将如图1所示的微安表改装成量程为的电压表。已知微安表的内阻为，需要_____（选填“串联”或“并联”）________的电阻。
(2)该同学用改装后的电压表测量某段电路两端的电压时，指针所指位置如图2所示，则所测的电压为________。
(3)微安表在运输时需要用导体把正负两个接线柱连在一起，请说明这样做的理由______。
18
．人造卫星绕地球运行时，轨道各处地磁场的强弱并不相同。因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流。查找资料，了解这一现象产生的原因和能量转化情况，以及对卫星的运行可能会产生怎样的影响。
19．如图所示，一狭长的铜片能绕O点在纸面平面内摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动，如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么。
20．如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，宽度为，上、下边界与地面平行，下边界与地面相距．将一个边长为，质量为m，总电阻为R的正方形刚性导电线框ABCD置于匀强磁场区域上方，线框CD边与磁场上边界平行，从高于磁场上边界h的位置静止释放，h的值能保证AB边匀速通过磁场区域．从AB边离开磁场到CD边落在地面所用时间是AB边界通过磁场时间的2倍（重力加速度为g），求：
（1）线框通过磁场过程中电流的方向；
（2）磁场区域磁感应强度的大小；
（3）根据CD边刚进入磁场时线框加速度a与h的函数关系，分析h在不同情况下加速度的大小和方向，计算线框通过磁场区域产生的热量．
21．如图所示，线圈中的电流随时间变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？
参考答案：
1．B
2．B
3．A
4．C
5．D
6．A
7．A
8．C
9．D
10．C
11．C
12．A
13．C
14．B
15．C
16． 电流产生磁场 热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高 锅 电磁炉 电 内 热效率高 功率调节范围大
17． 串联 利用电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏
18．当穿过人造卫星的磁通量发生变化时，外壳中会有涡流产生，这一电能的产生是由机械能转化来的。它会导致卫星机械能减少，会使轨道半径减小，造成卫星离地高度下降。
19．
没有开长缝的铜片绕O点在纸面内摆动时，由于磁场有圆形边界，通过铜片的磁通量会发生变化，在铜片内产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动；如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片就可以摆动较多的次数。
20．（1）cd边在磁场中时电流方向为DCBAD，AB边在磁场中时电流方向为ABCDA；（2）；（3）mgh．
21．
有，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，使导体中的自由电子发生定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。