2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-18 21:25:35 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习
一、单选题
1．如图所示为高频电磁炉的工作示意图。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是（ ）
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底部产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
2．电磁炉是我们生活中常见的厨具，它的工作原理是：当线圈中通入交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在铁锅内产生感应电流，利用电流的热效应来加热食物。加热过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A．牛顿 B．库仑 C．法拉第 D．洛伦兹
3．如图是一种电加热装置，当把一铁块放入线圈中且不接触线圈，稍等片刻，铁块就会烧得通红，小明同学由此做出了以下一些猜想，其中正确的是（ ）
A．若把一干燥的木棍伸入线圈中，木棍会被烧着
B．线圈内部一定通有随时间变化的电流
C．线圈内部一定通有强度很大的恒定直流
D．铁块是否会变红与线圈中电流是否变化无关
4．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上放一小铁锅冷水。现接通交流电源，几分钟后，锅中的水沸腾起来，时刻的电流方向已在图中标出，且此时电流正在增大，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中电流变化越大，自感电动势越大，自感系数也增大
B．小铁锅中产生涡流，涡流的热效应使水沸腾起来
C．时刻，从上往下看，小铁锅中的涡流沿逆时针方向
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
5．如图所示分别是真空冶炼炉、微安表、动圈式扬声器和磁电式电流表。关于这四种器件的说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉工作时线圈中应通低频交变电流
B．微安表在运输时要用导体短路电流计的两个极，目的是保护微安表
C．动圈式扬声器是利用电磁感应原理进行工作的
D．磁电式电流表在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
6．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱。对这些现象做出正确解释的是（ ）
A．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
7．如图，真空冶炼炉、动圈式扬声器和磁电式电流表都有导线绕制的线圈，关于这三种器件的说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉线圈中应通较大的恒定电流，才能使炉中金属容易熔化
B．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的
C．磁电式电流表在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
D．动圈式扬声器和磁电式电流表都是根据电磁感应原理进行工作的
8．目前金属探测器已经广泛应用于地铁站、火车站、高考考场等重要场所的安检。关于金属探测器，下列有关论述正确的是（ ）
A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止金属颗粒混入月饼馅中
B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流
C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好
D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电
9．下面四幅图展示了一些物理学的应用，下列说法正确的是（ ）
A．甲图，其工作原理是线圈通以变化电流后，在锅体中产生涡流，进而发热工作
B．乙图，它可以指示南北方向，其工作原理是由于指针受到重力作用
C．丙图，其内部用包含金属丝的织物制成，因为金属丝很坚韧，有利于保护人体
D．丁图，在运输途中为防止指针猛烈偏转而损坏，会将其正负接线柱用导线连接，这是利用了电磁感应中的电磁驱动现象
10．教材中介绍了很多利用电场和磁场工作的装置，以下各装置中哪一个工作原理不同于另外三个装置（ ）
A．速度选择器 B．磁流体发电机 C．电磁流量计 D．电磁炉
11．如图所示，物理课上老师做了这样一个实验，将一厚度均匀且足够长的光滑铝板固定在绝缘支架上，铝板与永平面的倾角为，现将一质量为m的永磁体静止地放置在铝板的上端，它将沿斜面向下运动，则运动过程中永磁体（ ）
A．做加速度为a的匀加速直线运动，且
B．做加速度为a的匀加速直线运动，且
C．重力势能先逐渐减小，最后保持不变
D．动能先逐渐增加，最后保持不变
12．涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成如图所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统，能在长L1＝0.6 m、宽L2＝0.2 m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不超过B1＝2 T。长大于L1、宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L2，每个线圈的电阻为R＝0.1 Ω，导线粗细忽略不计。在某次实验中，模型车速度为v＝20 m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度a＝2 m/s2做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为m＝36 kg，空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。则模型车的制动距离为（ ）
A．200 m B．50 m C．106.25 m D．137.75 m
二、填空题
13．当导体在______中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是______导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
14．金属块放在_________的磁场中，或者让它在磁场中_________时，金属块内将产生_________，即涡流。
15．涡流有热效应，但没有磁效应。( )
16．如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测到地下的金属物时，______（选填“金属物”或“探头”）中产生涡流。
17．用来冶炼合金钢的真空___________，炉外有___________，线圈中通入___________电流，炉内的金属中产生___________，涡流产生的___________使金属熔化并达到很高的温度。
三、解答题
18．利用高频交变电流焊接自行车零件的原理如图所示。图中M是高频交流线圈，N是自行车零件，a是待焊接口。当线M中通入高频电流时，把a的两端相接触，接口便会被自动焊接起来。这是为什么？
19．如图所示，质量为的铝环，用细线悬挂起来，环中心距地面的高度.现有一质量为的小磁铁（长度可忽略），以的水平速度射入并穿过铝环，落地点与铝环原位置的水平距离为，小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动.
（1）小磁铁与铝环发生相互作用时铝环向哪边偏斜？
（2）若铝环在小磁铁穿过后的速度为，在小磁铁穿过铝环的整个过程中，铝环中产生了多少电能？（g取10m/s2）
20．如图所示装置，可以用来演示电磁阻尼现象.把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆.在电磁铁线圈（图中未画出）未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来.而电磁铁线圈通电后，铜片会很快稳定并停下来.为什么？
21．如图所示，相距L=0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角，导轨电阻不计，导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上．ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为m=0.5kg、电阻均为R=2Ω．ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd棒从静止开始下滑，直至与ab相连的细绳刚好被拉断，在此过程中cd棒电阻R上产生的热量为1J，已知细线能承受的最大拉力为T=5N，g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8．求细绳被拉断时：
（1）ab棒中电流的方向与大小
（2）cd棒的速度大小
（3）cd棒沿导轨下滑的距离
22．如图所示，两根平行且足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距L＝1 m，电阻忽略不计，导轨上端接一阻值为R＝0.5 Ω的电阻，导轨处在垂直于轨道平面的匀强磁场中、导体棒ab的质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.5 Ω，由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，流过电阻R的电流逐渐增大，最终达到最大值I＝1 A．整个运动过程中ab棒与导轨垂直，且接触良好，g＝10 m/s2，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）导体棒下落的最大速度；
（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的加速度。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物。
故选B。
2．C
【详解】
电磁炉是利用电磁感应原理工作的，电磁感应现象的发现者是英国物理学家法拉第。故C正确。
故选C。
3．B
【详解】
A．由题意可知这是电磁感应现象，木棍不能形成电流，故木棍不会烧着，A错误；
BCD．变化的电流能产生变化的磁场，变化的磁场可在铁块内部产生涡流，由于电流的热效应才把铁块烧红，CD错误，B正确。
故选B。
4．B
【详解】
A．线圈中电流变化越快，自感电动势越大，与电流变化的大小没有必然的关系，线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的电流变化无关，选项A错误；
B．由于交流电在线圈中产生变化的磁场，变化的磁场穿过小铁锅可以在小铁锅中产生感生电场，从而产生涡流，涡流的热效应使水沸腾起来，选项B正确；
C．时刻电流从线圈的上端流入且电流正在增大，根据安培定则可知穿过小铁锅的磁场是向上增大的，根据楞次定律可知，小铁锅中涡流的磁场方向一定是向下的，再根据安培定则可知，从上往下看，小铁锅中的涡流沿顺时针方向，选项C错误；
D．由于导体中的涡流会损耗能量，所以变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，其目的是为了减小涡流，选项D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．真空冶炼炉的工作原理是利用涡流使炉内产生大量的热量而使金属熔化，根据法拉第电磁感应定律可知频率越高、相同条件下产生的感应电动势越大，感应电流就会越大，所以真空冶炼炉线圈中应通高压高频交流电，故A错误；
B．微安表在线圈转动的范围内，各处的磁场为幅状磁场，在运输时要用导体短路电流计的两个极，把接线柱连在一起，线圈在摆动的时候就产生感应电流，这个感应电流可以阻碍线圈的摆动，使指针迅速停止摆动，防止指针打坏、防止游丝震乱，减少轴承磨损，目的是保护微安表，B正确；
C．动圈式扬声器动圈式扬声器是利用电流在磁场中受到安培力作用的原理制成的，动圈式扬声器不是利用电磁感应原理进行工作的。C错误；
D．磁电式电流表在线圈转动的范围内，各处的磁场为幅状磁场，不是匀强磁场，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．未接导线时，表针晃动过程中线圈转动切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误；
B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误；
CD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，回路闭合有感应电流，根据楞次定律可知，线圈会受到与转动方向相反的安培力作用，所以表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．真空冶炼炉利用的是涡流原理，因此线圈中应通交变电流，选项A错误；
B．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项B正确；
C．磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，特点是大小相等，方向不同，因此不是匀强磁场，选项C错误；
D．动圈式扬声器和磁电式电流表都是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项D错误。
故选B。
8．A
【详解】
ABD．金属探测器是通过其通有交流电的探测线圈，在隐藏金属中激起涡流，反射回探测线圈，从而改变原交流电的大小和相位，从而起到探测作用，A正确，B、D错误；
C．当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测器中线圈的交流电产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，C错误。
故选A。
9．A
【详解】
A．甲图，其工作原理是线圈通以变化电流后，在锅体中产生涡流，进而发热工作，A正确；
B．乙图，它可以指示南北方向，其工作原理是由于指针受到地磁场的作用力，B错误；
C．丙图，电工服不应含金属丝，内部用包含金属丝的织物制成的服装应作为防辐射服，有静电屏蔽作用，C错误；
D．丁图，在运输途中为防止指针猛烈偏转而损坏，会将其正负接线柱用导线连接，这是利用了电磁感应中的电磁阻尼现象，D错误。
故选A。
10．D
【详解】
速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计都是带电粒子在电磁场中的运动。而电磁炉是电磁感应现象。
故选D。
11．D
【详解】
永磁体沿斜面向下运动的过程中，铝板内会产生涡流，铝板所受安培力的反作用力将阻碍永磁体的运动，由牛顿第二定律有
由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，故永磁体将先做加速度逐渐变小的变加速运动，且；当安培力的反作用力与永磁体的重力沿斜面的分力等大反向时，永磁体开始做匀速运动，故重力势能一直减小，动能先增加后保持不变。
故选D。
12．C
【详解】
设电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为，则
联立得
匀变速运动过程的位移为
对磁感应强度达到最大以后的减速过程，由动量定理可得
又
得此过程的位移
则模型车的制动距离
故选C。
13． 磁场 阻碍
【详解】
略
14． 变化 运动 感应电流
【详解】
[1] [2][3]把金属块放在变化的磁场中，变化的磁场产生电场，电场会驱动电荷定向运动能够产生涡流；把金属块在磁场中运动时，切割磁感线有感应电动势，也会产生感应电流。
15．错误
【详解】
涡流既有热效应，也有磁效应。故此说法错误。
16．金属物
【详解】
[1]探头中有磁铁，当探头靠近金属物时，金属物中产生涡流。
17． 冶炼炉； 线圈； 周期性变化的； 涡流； 热量
【详解】
在真空冶炼炉中，炉外的高频交变电流产生的高频的周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又在炉内产生感应电流，进而产生涡流，将电能转化为热量，使金属熔化并达到很高的温度来冶炼合金。
18．线圈中通以高频交变电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝口的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升的很高，将金属熔化，焊接在一起；
【详解】
线圈中通以高频交变电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝口的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升的很高，将金属熔化，焊接在一起；
19．（1）铝环向右偏斜 （2）1.7J
【详解】
（1）由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜（阻碍相对运动）。
（2）由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过铝环后磁铁的速度
由能量守恒定律可得
。
20．见解析
【详解】
当电磁铁被励磁之后，由于穿过运动的钢片的磁通量发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。因此铜片的摆动便因受到阻力而迅速停止，这就是电磁阻尼作用的结果。
21．（1）电流的方向是从a流向b， I=1A （2）v= 4 m/s (3) 2m
【详解】
（1）cd棒切割，由右手定则可知，ab棒中电流的方向是从a流向b．
细绳被拉断瞬时，对ab棒有:
T cos37°=mgsin37°+BIL
解得：I=1A
（2）由闭合电路欧姆定律可得BLv=I(R+R)
解得 v= 4 m/s
(3) 金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中，ab、cd电流相同，电阻相同：
可得Qab= Qcd=1J
在此过程中电路产生的总热量 Q =Qab+ Qcd=2J
由能量守恒得mgs sin370=mv2+Q
解得 s = 2m
22．（1）1 T；（2）1 m/s；（3）8 m/s2，方向竖直向下
【详解】
（1）电流最大时导体棒速度最大，之后做匀速直线运动，根据平衡条件可得
解得
（2）根据法拉第电磁感应定律可得
根据闭合电路的欧姆定律可得
联立解得
（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的安培力为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向竖直向下
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示为高频电磁炉的工作示意图。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是（ ）
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底部产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
2．电磁炉是我们生活中常见的厨具，它的工作原理是：当线圈中通入交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在铁锅内产生感应电流，利用电流的热效应来加热食物。加热过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A．牛顿 B．库仑 C．法拉第 D．洛伦兹
3．如图是一种电加热装置，当把一铁块放入线圈中且不接触线圈，稍等片刻，铁块就会烧得通红，小明同学由此做出了以下一些猜想，其中正确的是（ ）
A．若把一干燥的木棍伸入线圈中，木棍会被烧着
B．线圈内部一定通有随时间变化的电流
C．线圈内部一定通有强度很大的恒定直流
D．铁块是否会变红与线圈中电流是否变化无关
4．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上放一小铁锅冷水。现接通交流电源，几分钟后，锅中的水沸腾起来，时刻的电流方向已在图中标出，且此时电流正在增大，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中电流变化越大，自感电动势越大，自感系数也增大
B．小铁锅中产生涡流，涡流的热效应使水沸腾起来
C．时刻，从上往下看，小铁锅中的涡流沿逆时针方向
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
5．如图所示分别是真空冶炼炉、微安表、动圈式扬声器和磁电式电流表。关于这四种器件的说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉工作时线圈中应通低频交变电流
B．微安表在运输时要用导体短路电流计的两个极，目的是保护微安表
C．动圈式扬声器是利用电磁感应原理进行工作的
D．磁电式电流表在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
6．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱。对这些现象做出正确解释的是（ ）
A．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动明显减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
7．如图，真空冶炼炉、动圈式扬声器和磁电式电流表都有导线绕制的线圈，关于这三种器件的说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉线圈中应通较大的恒定电流，才能使炉中金属容易熔化
B．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的
C．磁电式电流表在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
D．动圈式扬声器和磁电式电流表都是根据电磁感应原理进行工作的
8．目前金属探测器已经广泛应用于地铁站、火车站、高考考场等重要场所的安检。关于金属探测器，下列有关论述正确的是（ ）
A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止金属颗粒混入月饼馅中
B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流
C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好
D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电
9．下面四幅图展示了一些物理学的应用，下列说法正确的是（ ）
A．甲图，其工作原理是线圈通以变化电流后，在锅体中产生涡流，进而发热工作
B．乙图，它可以指示南北方向，其工作原理是由于指针受到重力作用
C．丙图，其内部用包含金属丝的织物制成，因为金属丝很坚韧，有利于保护人体
D．丁图，在运输途中为防止指针猛烈偏转而损坏，会将其正负接线柱用导线连接，这是利用了电磁感应中的电磁驱动现象
10．教材中介绍了很多利用电场和磁场工作的装置，以下各装置中哪一个工作原理不同于另外三个装置（ ）
A．速度选择器 B．磁流体发电机 C．电磁流量计 D．电磁炉
11．如图所示，物理课上老师做了这样一个实验，将一厚度均匀且足够长的光滑铝板固定在绝缘支架上，铝板与永平面的倾角为，现将一质量为m的永磁体静止地放置在铝板的上端，它将沿斜面向下运动，则运动过程中永磁体（ ）
A．做加速度为a的匀加速直线运动，且
B．做加速度为a的匀加速直线运动，且
C．重力势能先逐渐减小，最后保持不变
D．动能先逐渐增加，最后保持不变
12．涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成如图所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统，能在长L1＝0.6 m、宽L2＝0.2 m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不超过B1＝2 T。长大于L1、宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L2，每个线圈的电阻为R＝0.1 Ω，导线粗细忽略不计。在某次实验中，模型车速度为v＝20 m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度a＝2 m/s2做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为m＝36 kg，空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。则模型车的制动距离为（ ）
A．200 m B．50 m C．106.25 m D．137.75 m
二、填空题
13．当导体在______中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是______导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
14．金属块放在_________的磁场中，或者让它在磁场中_________时，金属块内将产生_________，即涡流。
15．涡流有热效应，但没有磁效应。( )
16．如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测到地下的金属物时，______（选填“金属物”或“探头”）中产生涡流。
17．用来冶炼合金钢的真空___________，炉外有___________，线圈中通入___________电流，炉内的金属中产生___________，涡流产生的___________使金属熔化并达到很高的温度。
三、解答题
18．利用高频交变电流焊接自行车零件的原理如图所示。图中M是高频交流线圈，N是自行车零件，a是待焊接口。当线M中通入高频电流时，把a的两端相接触，接口便会被自动焊接起来。这是为什么？
19．如图所示，质量为的铝环，用细线悬挂起来，环中心距地面的高度.现有一质量为的小磁铁（长度可忽略），以的水平速度射入并穿过铝环，落地点与铝环原位置的水平距离为，小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动.
（1）小磁铁与铝环发生相互作用时铝环向哪边偏斜？
（2）若铝环在小磁铁穿过后的速度为，在小磁铁穿过铝环的整个过程中，铝环中产生了多少电能？（g取10m/s2）
20．如图所示装置，可以用来演示电磁阻尼现象.把铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆.在电磁铁线圈（图中未画出）未通电时，铜片可以自由摆动，要经过较长时间才会停下来.而电磁铁线圈通电后，铜片会很快稳定并停下来.为什么？
21．如图所示，相距L=0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角，导轨电阻不计，导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上．ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为m=0.5kg、电阻均为R=2Ω．ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd棒从静止开始下滑，直至与ab相连的细绳刚好被拉断，在此过程中cd棒电阻R上产生的热量为1J，已知细线能承受的最大拉力为T=5N，g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8．求细绳被拉断时：
（1）ab棒中电流的方向与大小
（2）cd棒的速度大小
（3）cd棒沿导轨下滑的距离
22．如图所示，两根平行且足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距L＝1 m，电阻忽略不计，导轨上端接一阻值为R＝0.5 Ω的电阻，导轨处在垂直于轨道平面的匀强磁场中、导体棒ab的质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.5 Ω，由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，流过电阻R的电流逐渐增大，最终达到最大值I＝1 A．整个运动过程中ab棒与导轨垂直，且接触良好，g＝10 m/s2，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）导体棒下落的最大速度；
（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的加速度。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物。
故选B。
2．C
【详解】
电磁炉是利用电磁感应原理工作的，电磁感应现象的发现者是英国物理学家法拉第。故C正确。
故选C。
3．B
【详解】
A．由题意可知这是电磁感应现象，木棍不能形成电流，故木棍不会烧着，A错误；
BCD．变化的电流能产生变化的磁场，变化的磁场可在铁块内部产生涡流，由于电流的热效应才把铁块烧红，CD错误，B正确。
故选B。
4．B
【详解】
A．线圈中电流变化越快，自感电动势越大，与电流变化的大小没有必然的关系，线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的电流变化无关，选项A错误；
B．由于交流电在线圈中产生变化的磁场，变化的磁场穿过小铁锅可以在小铁锅中产生感生电场，从而产生涡流，涡流的热效应使水沸腾起来，选项B正确；
C．时刻电流从线圈的上端流入且电流正在增大，根据安培定则可知穿过小铁锅的磁场是向上增大的，根据楞次定律可知，小铁锅中涡流的磁场方向一定是向下的，再根据安培定则可知，从上往下看，小铁锅中的涡流沿顺时针方向，选项C错误；
D．由于导体中的涡流会损耗能量，所以变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，其目的是为了减小涡流，选项D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．真空冶炼炉的工作原理是利用涡流使炉内产生大量的热量而使金属熔化，根据法拉第电磁感应定律可知频率越高、相同条件下产生的感应电动势越大，感应电流就会越大，所以真空冶炼炉线圈中应通高压高频交流电，故A错误；
B．微安表在线圈转动的范围内，各处的磁场为幅状磁场，在运输时要用导体短路电流计的两个极，把接线柱连在一起，线圈在摆动的时候就产生感应电流，这个感应电流可以阻碍线圈的摆动，使指针迅速停止摆动，防止指针打坏、防止游丝震乱，减少轴承磨损，目的是保护微安表，B正确；
C．动圈式扬声器动圈式扬声器是利用电流在磁场中受到安培力作用的原理制成的，动圈式扬声器不是利用电磁感应原理进行工作的。C错误；
D．磁电式电流表在线圈转动的范围内，各处的磁场为幅状磁场，不是匀强磁场，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．未接导线时，表针晃动过程中线圈转动切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误；
B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误；
CD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，回路闭合有感应电流，根据楞次定律可知，线圈会受到与转动方向相反的安培力作用，所以表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．真空冶炼炉利用的是涡流原理，因此线圈中应通交变电流，选项A错误；
B．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项B正确；
C．磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，特点是大小相等，方向不同，因此不是匀强磁场，选项C错误；
D．动圈式扬声器和磁电式电流表都是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项D错误。
故选B。
8．A
【详解】
ABD．金属探测器是通过其通有交流电的探测线圈，在隐藏金属中激起涡流，反射回探测线圈，从而改变原交流电的大小和相位，从而起到探测作用，A正确，B、D错误；
C．当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测器中线圈的交流电产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，C错误。
故选A。
9．A
【详解】
A．甲图，其工作原理是线圈通以变化电流后，在锅体中产生涡流，进而发热工作，A正确；
B．乙图，它可以指示南北方向，其工作原理是由于指针受到地磁场的作用力，B错误；
C．丙图，电工服不应含金属丝，内部用包含金属丝的织物制成的服装应作为防辐射服，有静电屏蔽作用，C错误；
D．丁图，在运输途中为防止指针猛烈偏转而损坏，会将其正负接线柱用导线连接，这是利用了电磁感应中的电磁阻尼现象，D错误。
故选A。
10．D
【详解】
速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计都是带电粒子在电磁场中的运动。而电磁炉是电磁感应现象。
故选D。
11．D
【详解】
永磁体沿斜面向下运动的过程中，铝板内会产生涡流，铝板所受安培力的反作用力将阻碍永磁体的运动，由牛顿第二定律有
由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，故永磁体将先做加速度逐渐变小的变加速运动，且；当安培力的反作用力与永磁体的重力沿斜面的分力等大反向时，永磁体开始做匀速运动，故重力势能一直减小，动能先增加后保持不变。
故选D。
12．C
【详解】
设电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为，则
联立得
匀变速运动过程的位移为
对磁感应强度达到最大以后的减速过程，由动量定理可得
又
得此过程的位移
则模型车的制动距离
故选C。
13． 磁场 阻碍
【详解】
略
14． 变化 运动 感应电流
【详解】
[1] [2][3]把金属块放在变化的磁场中，变化的磁场产生电场，电场会驱动电荷定向运动能够产生涡流；把金属块在磁场中运动时，切割磁感线有感应电动势，也会产生感应电流。
15．错误
【详解】
涡流既有热效应，也有磁效应。故此说法错误。
16．金属物
【详解】
[1]探头中有磁铁，当探头靠近金属物时，金属物中产生涡流。
17． 冶炼炉； 线圈； 周期性变化的； 涡流； 热量
【详解】
在真空冶炼炉中，炉外的高频交变电流产生的高频的周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又在炉内产生感应电流，进而产生涡流，将电能转化为热量，使金属熔化并达到很高的温度来冶炼合金。
18．线圈中通以高频交变电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝口的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升的很高，将金属熔化，焊接在一起；
【详解】
线圈中通以高频交变电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝口的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升的很高，将金属熔化，焊接在一起；
19．（1）铝环向右偏斜 （2）1.7J
【详解】
（1）由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜（阻碍相对运动）。
（2）由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过铝环后磁铁的速度
由能量守恒定律可得
。
20．见解析
【详解】
当电磁铁被励磁之后，由于穿过运动的钢片的磁通量发生变化，铜片内将产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。因此铜片的摆动便因受到阻力而迅速停止，这就是电磁阻尼作用的结果。
21．（1）电流的方向是从a流向b， I=1A （2）v= 4 m/s (3) 2m
【详解】
（1）cd棒切割，由右手定则可知，ab棒中电流的方向是从a流向b．
细绳被拉断瞬时，对ab棒有:
T cos37°=mgsin37°+BIL
解得：I=1A
（2）由闭合电路欧姆定律可得BLv=I(R+R)
解得 v= 4 m/s
(3) 金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中，ab、cd电流相同，电阻相同：
可得Qab= Qcd=1J
在此过程中电路产生的总热量 Q =Qab+ Qcd=2J
由能量守恒得mgs sin370=mv2+Q
解得 s = 2m
22．（1）1 T；（2）1 m/s；（3）8 m/s2，方向竖直向下
【详解】
（1）电流最大时导体棒速度最大，之后做匀速直线运动，根据平衡条件可得
解得
（2）根据法拉第电磁感应定律可得
根据闭合电路的欧姆定律可得
联立解得
（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的安培力为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向竖直向下
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