选择性必修二2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步练习 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 选择性必修二2.3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 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-13 05:09:06 | ||
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文档简介
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，动圈式扬声器、磁电式电流表、小家电中的变压器和真空冶炼炉都有金属导线绕制的线圈，关于这几种器件下列说法正确的是（ ）
A．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的
B．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场
C．小家电中的变压器是利用电流的磁效应进行工作的
D．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
2．物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀足够长的铜板固定在绝缘支架上。一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的初速度，永磁体将沿斜面向下运动，如图所示。假设永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且fA． B．
C． D．
3．据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
B．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，从上往下看，闭合线圈B的电流方向是逆时针
D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落
4．一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁的振幅，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合时振幅迅速减小，S断开时振幅几乎不变
B．S闭合时振幅迅速增大，S断开时振幅几乎不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都几乎不发生变化
5．如图所示，电磁炉是利用感应电流（涡流）的加热原理工作的．下列关于电磁炉的说法，正确的是（ ）
A．电磁炉面板采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部
B．电磁炉面板采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品
C．电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热
D．改变电子线路的频率不能改变电磁炉的功率
6．如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕点O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，其中虚线为匀强磁场的理想边界，扇形铜框恰好可以与其中一份重合。下列线框停止最快的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。电磁制动是一种非接触的制动方式，其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会产生热量
B．如果导体反向转动，此装置将不起制动作用
C．制动力的大小与线圈中电流的大小无关
D．线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大
8．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
9．如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉，又名电磁灶，是现代厨房革命的产物。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，如图乙所示是电磁炉的工作示意图，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。下列关于电磁炉的说法正确的是（ ）
A．提高励磁线圈中电流变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的
C．利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热
D．电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流
10．法拉第发现了磁生电的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代。下列哪些器件工作时用到了磁生电的现象（ ）
A．电视机的显像管 B．磁流体发电机
C．指南针 D．电磁炉
11．四川三星堆新发现6个祭祀坑。挖掘之前考古人员用图示金属探测器在地面上进行探测定位，探测器中的发射线圈产生磁场，在地下的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场又影响线圈中的电流，使探测器发出警报。则（ ）
A．发射线圈产生的磁场是恒定磁场
B．被测金属物中产生的电流是恒定电流
C．探测的最大深度与发射线圈中的电流强弱无关
D．探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报
12．将图中A是三个一样的强磁体，B、C和D均是一样的紫铜管，在紫铜管C和D上锯去一部分（白色区域），如图中的乙和丙图所示。现将强磁体释放，强磁体在B、C和D中下落的时间分别是t1、t2和t3，关于下落时间说法正确的是（ ）
A．t1=t2=t3 B．t1>t2>t3
C．t1>t3>t2 D．t1二、填空题
13．直流电动机转动时产生的电动势总要________(填消弱或加强)电源电动势的作用，所以将其称为反电动势，电动机有负载时比空载时产生的反电动势________(填大或小)．
14．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。
15．人造卫星绕地球运行时，轨道各处的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。在卫星关闭发动机的运动过程中卫星的机械能转化为______，运动轨道距离地面的距离会________（变大、变小、保持不变）。
16．判断下列说法的正误。
（1）只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。( )
（2）处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。( )
（3）涡流跟其他感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。( )
（4）导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。( )
（5）电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律。( )
（6）电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化。( )
（7）电磁驱动中有感应电流产生，电磁阻尼中没有感应电流产生。( )
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。
三、解答题
18．找一块圆铝片（如铝锅盖），用一根长铁钉支撑在它的中心处，使其平衡。再用一块强磁铁在靠近铝片边缘的上方沿其边缘顺时针迅速移动，看看会出现什么现象。如果改变磁铁的移动方向（逆时针），情况又会发生怎样的改变 请你动手做一做，然后尝试解释其原因。
19．随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求：
（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差Uab；
（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；
（3）火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能。
20．磁悬浮列车的原理如图所示，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离的匀强磁场，大小分别为B1和B2，方向相反，导轨上有金属框abcd，当匀强磁场B1和B2同时以速度v沿直线向右运动时，金属框也会沿直导轨运动.设直导轨间距为，，磁场运动速度，金属框的电阻.试回答下列问题：
（1）金属框为什么会运动？若金属框不受阻力，将如何运动？
（2）当金属框始终受到的阻力时，金属框的最大速度是多少？
（3）当金属框始终受到的阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能量？这些能量是谁提供的？
21．涡流探伤是工业上常用的技术之一，该技术通过励磁线圈靠近导体，使导电构件中产生涡电流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。参考如图所示的示意图，解释涡流探伤技术是如何发现导体中的缺陷的。
22．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？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．A
5．A
6．D
7．D
8．D
9．A
10．D
11．D
12．B
13． 消弱 小
14． 见详解 见详解 见详解 见详解
15． 电能 变小
16． 正确 正确 正确 错误 正确 正确 错误
17． 安培力 安培力
18．见解析
19．（1）（2）（3）
20．（1）见解析 （2）1.875m/s （3）每秒钟消耗5J的能量，这些能量是由磁场提供的
21．见解析
22．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；
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，动圈式扬声器、磁电式电流表、小家电中的变压器和真空冶炼炉都有金属导线绕制的线圈，关于这几种器件下列说法正确的是（ ）
A．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的
B．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场
C．小家电中的变压器是利用电流的磁效应进行工作的
D．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
2．物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀足够长的铜板固定在绝缘支架上。一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的初速度，永磁体将沿斜面向下运动，如图所示。假设永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且f
C． D．
3．据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
B．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，从上往下看，闭合线圈B的电流方向是逆时针
D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落
4．一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁的振幅，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合时振幅迅速减小，S断开时振幅几乎不变
B．S闭合时振幅迅速增大，S断开时振幅几乎不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都几乎不发生变化
5．如图所示，电磁炉是利用感应电流（涡流）的加热原理工作的．下列关于电磁炉的说法，正确的是（ ）
A．电磁炉面板采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部
B．电磁炉面板采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品
C．电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热
D．改变电子线路的频率不能改变电磁炉的功率
6．如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕点O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，其中虚线为匀强磁场的理想边界，扇形铜框恰好可以与其中一份重合。下列线框停止最快的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。电磁制动是一种非接触的制动方式，其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会产生热量
B．如果导体反向转动，此装置将不起制动作用
C．制动力的大小与线圈中电流的大小无关
D．线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大
8．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
9．如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉，又名电磁灶，是现代厨房革命的产物。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，如图乙所示是电磁炉的工作示意图，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。下列关于电磁炉的说法正确的是（ ）
A．提高励磁线圈中电流变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的
C．利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热
D．电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流
10．法拉第发现了磁生电的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代。下列哪些器件工作时用到了磁生电的现象（ ）
A．电视机的显像管 B．磁流体发电机
C．指南针 D．电磁炉
11．四川三星堆新发现6个祭祀坑。挖掘之前考古人员用图示金属探测器在地面上进行探测定位，探测器中的发射线圈产生磁场，在地下的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场又影响线圈中的电流，使探测器发出警报。则（ ）
A．发射线圈产生的磁场是恒定磁场
B．被测金属物中产生的电流是恒定电流
C．探测的最大深度与发射线圈中的电流强弱无关
D．探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报
12．将图中A是三个一样的强磁体，B、C和D均是一样的紫铜管，在紫铜管C和D上锯去一部分（白色区域），如图中的乙和丙图所示。现将强磁体释放，强磁体在B、C和D中下落的时间分别是t1、t2和t3，关于下落时间说法正确的是（ ）
A．t1=t2=t3 B．t1>t2>t3
C．t1>t3>t2 D．t1
13．直流电动机转动时产生的电动势总要________(填消弱或加强)电源电动势的作用，所以将其称为反电动势，电动机有负载时比空载时产生的反电动势________(填大或小)．
14．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。
15．人造卫星绕地球运行时，轨道各处的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。在卫星关闭发动机的运动过程中卫星的机械能转化为______，运动轨道距离地面的距离会________（变大、变小、保持不变）。
16．判断下列说法的正误。
（1）只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。( )
（2）处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。( )
（3）涡流跟其他感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。( )
（4）导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。( )
（5）电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律。( )
（6）电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化。( )
（7）电磁驱动中有感应电流产生，电磁阻尼中没有感应电流产生。( )
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。
三、解答题
18．找一块圆铝片（如铝锅盖），用一根长铁钉支撑在它的中心处，使其平衡。再用一块强磁铁在靠近铝片边缘的上方沿其边缘顺时针迅速移动，看看会出现什么现象。如果改变磁铁的移动方向（逆时针），情况又会发生怎样的改变 请你动手做一做，然后尝试解释其原因。
19．随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求：
（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差Uab；
（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；
（3）火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能。
20．磁悬浮列车的原理如图所示，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离的匀强磁场，大小分别为B1和B2，方向相反，导轨上有金属框abcd，当匀强磁场B1和B2同时以速度v沿直线向右运动时，金属框也会沿直导轨运动.设直导轨间距为，，磁场运动速度，金属框的电阻.试回答下列问题：
（1）金属框为什么会运动？若金属框不受阻力，将如何运动？
（2）当金属框始终受到的阻力时，金属框的最大速度是多少？
（3）当金属框始终受到的阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能量？这些能量是谁提供的？
21．涡流探伤是工业上常用的技术之一，该技术通过励磁线圈靠近导体，使导电构件中产生涡电流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。参考如图所示的示意图，解释涡流探伤技术是如何发现导体中的缺陷的。
22．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．A
5．A
6．D
7．D
8．D
9．A
10．D
11．D
12．B
13． 消弱 小
14． 见详解 见详解 见详解 见详解
15． 电能 变小
16． 正确 正确 正确 错误 正确 正确 错误
17． 安培力 安培力
18．见解析
19．（1）（2）（3）
20．（1）见解析 （2）1.875m/s （3）每秒钟消耗5J的能量，这些能量是由磁场提供的
21．见解析
22．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；
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