2024人教版高中物理选择性必修第二册同步练习题--2.3-涡流、电磁阻尼和电磁驱动（有解析）
文档属性
| 名称 | 2024人教版高中物理选择性必修第二册同步练习题--2.3-涡流、电磁阻尼和电磁驱动（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-17 17:33:25 | ||
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文档简介
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2024人教版高中物理选择性必修第二册同步
第二章 电磁感应
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
基础过关练
题组一 电磁感应现象中的感生电场
1.【多选题】下列说法中正确的是 ( )
A.感生电场由变化的磁场产生
B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场
C.感生电场的方向同样也可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定
D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是逆时针方向
2.【经典题】【多选题】如图所示,一个闭合线圈静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,线圈中产生了感应电动势,下列说法中正确的是 ( )
A.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
B.磁场变化时,会在空间激发一个电场
C.从上往下看,当磁场增强时,线圈中有逆时针方向的感应电流
D.使电荷定向移动形成电流的力是电场力
题组二 涡流
3.【经典题】(2022北京人大附中期末)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.电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食物加热
B.电磁炉面板采用陶瓷材料,发热部分为铁锅底部
C.电磁炉面板采用金属材料,通过面板涡流发热传导到锅里,再加热锅内食物
D.电磁炉的锅具一般不用铜锅,是因为铜锅中不能形成涡流
4.下列应用中与涡流无关的是 ( )
A.高频感应冶炼炉
B.汽车的电磁式速度表
C.家用电度表(转盘式)
D.闭合线圈在匀强磁场中转动,切割磁感线产生的电流
5.【多选题】(2023广东东莞高级中学期中)考生入场时,监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈,当探测器靠近金属材料物体时,就会引起探测器内线圈中电流变化,报警器就会发出警报;靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器的工作原理,下列说法正确的是 ( )
A.探测器利用的是静电感应现象
B.探测器利用的是磁场对金属的吸引作用
C.探测器利用的是电磁感应现象
D.当探测器靠近金属物体时,能在金属中形成涡流,进而引起线圈中电流的变化
题组三 电磁阻尼和电磁驱动
6.(2023北京海淀期末)下列关于四幅图的说法正确的是 ( )
A.图甲中,当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时,铝框会同向转动,且和磁铁转得一样快
B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈中产生大量热量,从而冶炼金属
C.图丙中铜盘靠惯性转动,手持磁铁靠近铜盘,铜盘转动加快
D.图丁是微安表的表头,运输时把正、负两个接线柱用导线连接,可以减小电表指针摆动角度
7.【多选题】(2023河南郑州期末)2021年7月25日,台风“烟花”登陆上海后,“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动,给大楼进行减振。如图所示,该阻尼器采用了涡电流技术,带有永磁铁的质量块附着在阻尼器的底部。质量块在摆动中通过导体板上方时,导体板内产生涡电流。关于阻尼器,下列说法正确的是 ( )
A.阻尼器摆动时产生的涡电流源于电磁感应现象
B.阻尼器摆动时产生的涡电流源于外部电源供电
C.阻尼器将电能转化成机械能
D.质量块通过导体板上方时,导体板中涡电流大小与质量块的速率有关
8.(2023吉林长春第二中学期末)太空单车是利用电磁阻尼的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识,设计了这样的单车原理图:在铜质轮子的外侧有一些磁铁(与轮子不接触),人在健身时带动轮子转动,磁铁会对轮子产生阻碍,磁铁与轮子间的距离可以改变,则下列说法正确的是 ( )
A.轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关
B.若轮子用绝缘材料替换,也能保证相同的效果
C.轮子受到的阻力主要来源于铜质轮内产生的感应电流受到的安培力
D.磁铁与轮子间距离不变时,轮子转速越大,受到的阻力越小
9.(2023天津宝坻第一中学期中)汽车使用的电磁制动装置原理示意图如图所示,当导体在固定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,导体不会发热
B.制动力的大小与导体运动的速度无关
C.改变线圈中的电流方向,导体就可获得动力
D.制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
10.(2023湖北武汉武钢三中月考)车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置,其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上,当车运动时,驱动轴会带动磁铁转动,由于电磁感应,由金属做成的速度盘也会随之转动,从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是 ( )
A.速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动
B.在速度盘转动过程中,穿过整个速度盘的磁通量发生了变化
C.速度盘中产生感应电流而受到安培力,驱使速度盘转动
D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的
能力提升练
题组一 涡流的产生及应用
1.(2023山东济南期中)涡流内检测技术是一项用来检测各种金属管道是否有破损的技术。如图是检测仪在管道内运动及其工作原理剖面示意图,当激励线圈中通以正弦式交流电(电流大小、方向周期性变化)时,金属管道壁内会产生涡流,涡流的磁场会影响检测线圈的电流。以下说法正确的是 ( )
A.检测线圈消耗功率等于激励线圈输入功率
B.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电频率,则检测线圈的电流大小不变
C.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电频率,则检测仪消耗的功率将变大
D.当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时,管道壁中将产生更强的涡流
题组二 电磁阻尼、电磁驱动的应用
2.【多选题】(2023吉林通化梅河口第五中学期末)如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场,从入口A进入的硬币沿斜面滚落,通过磁场区域后,由测速器测出速度大小,若速度在某一合适范围,挡板B自动开启,硬币就会沿斜面进入接收装置;否则挡板B不开启,挡板C开启,硬币进入另一个通道被拒绝接收。下列说法正确的是 ( )
A.磁场能使硬币的速度增大得更快
B.由于磁场的作用,硬币的机械能减小
C.硬币进入磁场过程会受到来自磁场的阻力
D.如果没有磁场,则测速器示数会更大一些
3.【经典题】扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 ( )
4.(2023四川内江第六中学期中)著名物理学家费曼曾设计过一个实验,如图所示,在一块绝缘圆盘的中部安一个线圈,并接有电源,圆盘的四周固定有许多带负电的小球,将整个装置支撑起来。忽略各处的摩擦,当开关接通的瞬间,整个圆盘将(从上往下看) ( )
A.顺时针转动
B.静止不动
C.电路稳定情况下,断开开关瞬间圆盘的转动方向与开关接通瞬间圆盘转动方向相反
D.不管圆盘上小球的电性如何,接通开关瞬间,圆盘转动方向都是一样的
答案与分层梯度式解析
第二章 电磁感应
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
基础过关练
1.AC 2.BD 3.B 4.D 5.CD 6.D
7.AD 8.C 9.D 10.C
1.AC 变化的电场一定产生磁场,磁场变化时可以在周围空间激发电场,选项A正确。恒定的磁场在周围空间不能产生电场,选项B错误。感生电场的方向同样可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定,选项C正确。感生电场的电场线是闭合曲线,其方向可根据磁场的变化情况由楞次定律和右手螺旋定则判断,选项D错误。
2.BD 变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场,选项B正确;因线圈处于激发的电场中,电场力使线圈中的自由电荷定向移动,从而产生了感应电流,选项A错误,D正确;当磁场增强时,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向下,从上往下看,线圈中有顺时针方向的感应电流,选项C错误。
3.B 电磁炉不可用陶瓷器皿作为锅具对食物加热,因为陶瓷锅不能产生涡流,选项A错误。电磁炉面板采用陶瓷材料;铁锅底部产生涡流,发热部分为铁锅底部,直接加热锅内食物,选项B正确,C错误。电磁炉的锅具一般不用铜锅,是因为铁磁性材料的磁化性质加强了涡流的效果,铜锅能产生涡流但是效果不明显,选项D错误。
4.D 高频感应冶炼炉线圈中的电流做周期性变化,使冶炼炉内的金属中产生涡流,从而产生大量的热量,与涡流有关,A不符合题意;汽车的电磁式速度表与电磁感应有关,指针摆动时,铝框骨架中产生涡流,与涡流有关,B不符合题意;家用转盘式电度表的工作原理是当用电时,电压线圈与电流线圈产生的两个磁场在铝质转盘上相互作用,会推动铝质转盘从左向右正向转动,从而带动齿轮机构并最终带动机械数字码盘实现用电计量,家用电表的转盘中有涡流产生,与涡流有关,C不符合题意;闭合线圈在匀强磁场中转动,切割磁感线产生电流属于一般的电磁感应,不是涡流,与涡流无关,D符合题意。故选D。
5.CD 当探测器靠近金属物体时,金属物体中会产生涡电流,而金属物体中的电流产生的磁场又引起探测器内线圈中的磁通量发生变化,进而引起探测器内线圈中电流的变化,报警器就会发出警报,D正确;由以上分析可知探测器利用的是电磁感应原理,而不是静电感应现象,也不是磁场对金属的吸引作用,A、B错误,C正确。故选C、D。
6.D 图甲中,当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时,根据电磁驱动原理,铝框会同向转动,但铝框比磁铁转得慢,A错误;图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,产生高频交变磁场,使炉内金属块中产生涡流,金属块中产生大量热量,从而冶炼金属,B错误;图丙中,铜盘转动时切割磁感线,产生感应电流,感应电流使铜盘受到安培力,安培力阻碍铜盘运动,铜盘转动变慢,C错误;图丁是微安表的表头,运输时把正、负两个接线柱用导线连接,可以减小电表指针摆动角度,这是利用电磁阻尼原理,D正确。故选D。
7.AD 阻尼器摆动时产生的涡电流源于电磁感应现象,A正确,B错误;阻尼器将机械能转化成电能,C错误;质量块通过导体板上方时,导体板中涡电流大小与质量块的速率有关,速率越大,磁通量变化越快,产生的感应电动势越大,D正确。故选A、D。
8.C 轮子在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电动势和感应电流,轮子中感应电流受到安培力,阻碍轮子与磁场之间的相对运动,而安培力大小与材料电阻率有关,A错误,C正确;若轮子用绝缘材料替换,轮子中不能产生感应电流,B错误;磁铁与轮子间的距离不变时,轮子转速越大,产生的感应电流越大,轮子受到的阻力越大,D错误。故选C。
9.D 制动过程中,导体中会产生涡流,可知导体会发热,A错误;导体运动速度越大,产生的涡流越大,导体所受安培力即制动力越大,即制动力的大小与导体运动的速度有关,B错误;根据楞次定律,原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动,改变线圈中的电流方向,导体受到的安培力仍然为阻力,C错误;制动过程中,导体的速度逐渐减小,产生的涡流变小,导体所受安培力即制动力变小,D正确。故选D。
10.C 由电磁驱动原理知,当磁铁开始转动时,速度盘也会随磁铁发生转动,但会略有滞后,故A错误;在速度盘转动的过程中,穿过整个速度盘的磁通量不发生变化,故B错误;当磁铁转动时,速度盘中会产生感应电流,在磁铁产生的磁场中受到安培力,安培力驱使速度盘转动,故C正确;速度盘中的感应电流是由电磁感应产生的,不是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的,故D错误。故选C。
能力提升练
1.C 2.BCD 3.A 4.C
1.C 由于检测时管道壁中产生涡流,有一定的热功率,P激励=P检测+P热,故激励线圈的输入功率大于检测线圈消耗的功率,A错误;增大激励线圈中交流电的频率,通过检测线圈的磁通量的变化率变大,产生的感应电动势变大,则电流变大,B错误;增大激励线圈中交流电的频率,检测线圈的功率和管道产生的涡流的热功率变大,则检测仪消耗的功率将变大,C正确;当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时,金属管道的厚度减小,则管道壁中产生的涡流变小,D错误。
2.BCD 根据题意可知,硬币进入磁场和离开磁场过程,穿过硬币的磁通量发生变化,硬币中产生感应电流,受到安培力,会阻碍硬币相对磁场的运动,即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力,速度不可能增大得更快,故A错误,C正确;安培力对硬币做负功,使硬币的机械能减小,故B正确;如果没有磁场,硬币不受安培力作用,由动能定理可知,硬币到达测速器位置时速度会更大一些,故D正确。
3.A 题图A中,薄板上、下、左、右运动时,磁通量都会发生变化,都会产生感应电流,所以都会受到安培力作用而很快停下来,符合题意;题图B中,只对薄板向左运动时衰减有效;题图C中,只对薄板向左运动较大距离时衰减有效;题图D中,只对薄板向左右运动时衰减有效,故B、C、D不符合题意。
导师点睛 该装置的原理是电磁阻尼。薄板出现扰动时,穿过薄板的磁通量如果发生变化,薄板中就会产生感应电流,薄板就会受到安培力作用,安培力总是阻碍薄板相对磁场的运动,从而使薄板尽快停下来。
4.C 当开关接通的瞬间,由安培定则可知,线圈内的磁场方向向上,线圈中的电流增大,将产生增强的磁场,变化的磁场会产生电场,根据楞次定律和安培定则可知,线圈周围产生顺时针方向的电场(俯视),负电荷受到的电场力与电场方向相反,则带负电的小球会受到逆时针方向的电场力(俯视),故圆盘将沿逆时针方向运动;若小球带正电,小球将受到顺时针方向的电场力(俯视)而转动,故A、B、D错误。当断开开关时,线圈内的向上的磁场减弱,根据楞次定律和安培定则可知,线圈周围产生逆时针方向的电场(俯视),带负电的小球会受到顺时针方向的电场力(俯视),故圆盘将沿顺时针方向运动,与开关接通瞬间圆盘的转动方向相反,C正确。
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第二章 电磁感应
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
基础过关练
题组一 电磁感应现象中的感生电场
1.【多选题】下列说法中正确的是 ( )
A.感生电场由变化的磁场产生
B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场
C.感生电场的方向同样也可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定
D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是逆时针方向
2.【经典题】【多选题】如图所示,一个闭合线圈静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,线圈中产生了感应电动势,下列说法中正确的是 ( )
A.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
B.磁场变化时,会在空间激发一个电场
C.从上往下看,当磁场增强时,线圈中有逆时针方向的感应电流
D.使电荷定向移动形成电流的力是电场力
题组二 涡流
3.【经典题】(2022北京人大附中期末)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.电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食物加热
B.电磁炉面板采用陶瓷材料,发热部分为铁锅底部
C.电磁炉面板采用金属材料,通过面板涡流发热传导到锅里,再加热锅内食物
D.电磁炉的锅具一般不用铜锅,是因为铜锅中不能形成涡流
4.下列应用中与涡流无关的是 ( )
A.高频感应冶炼炉
B.汽车的电磁式速度表
C.家用电度表(转盘式)
D.闭合线圈在匀强磁场中转动,切割磁感线产生的电流
5.【多选题】(2023广东东莞高级中学期中)考生入场时,监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈,当探测器靠近金属材料物体时,就会引起探测器内线圈中电流变化,报警器就会发出警报;靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器的工作原理,下列说法正确的是 ( )
A.探测器利用的是静电感应现象
B.探测器利用的是磁场对金属的吸引作用
C.探测器利用的是电磁感应现象
D.当探测器靠近金属物体时,能在金属中形成涡流,进而引起线圈中电流的变化
题组三 电磁阻尼和电磁驱动
6.(2023北京海淀期末)下列关于四幅图的说法正确的是 ( )
A.图甲中,当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时,铝框会同向转动,且和磁铁转得一样快
B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈中产生大量热量,从而冶炼金属
C.图丙中铜盘靠惯性转动,手持磁铁靠近铜盘,铜盘转动加快
D.图丁是微安表的表头,运输时把正、负两个接线柱用导线连接,可以减小电表指针摆动角度
7.【多选题】(2023河南郑州期末)2021年7月25日,台风“烟花”登陆上海后,“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动,给大楼进行减振。如图所示,该阻尼器采用了涡电流技术,带有永磁铁的质量块附着在阻尼器的底部。质量块在摆动中通过导体板上方时,导体板内产生涡电流。关于阻尼器,下列说法正确的是 ( )
A.阻尼器摆动时产生的涡电流源于电磁感应现象
B.阻尼器摆动时产生的涡电流源于外部电源供电
C.阻尼器将电能转化成机械能
D.质量块通过导体板上方时,导体板中涡电流大小与质量块的速率有关
8.(2023吉林长春第二中学期末)太空单车是利用电磁阻尼的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识,设计了这样的单车原理图:在铜质轮子的外侧有一些磁铁(与轮子不接触),人在健身时带动轮子转动,磁铁会对轮子产生阻碍,磁铁与轮子间的距离可以改变,则下列说法正确的是 ( )
A.轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关
B.若轮子用绝缘材料替换,也能保证相同的效果
C.轮子受到的阻力主要来源于铜质轮内产生的感应电流受到的安培力
D.磁铁与轮子间距离不变时,轮子转速越大,受到的阻力越小
9.(2023天津宝坻第一中学期中)汽车使用的电磁制动装置原理示意图如图所示,当导体在固定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,导体不会发热
B.制动力的大小与导体运动的速度无关
C.改变线圈中的电流方向,导体就可获得动力
D.制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
10.(2023湖北武汉武钢三中月考)车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置,其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上,当车运动时,驱动轴会带动磁铁转动,由于电磁感应,由金属做成的速度盘也会随之转动,从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是 ( )
A.速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动
B.在速度盘转动过程中,穿过整个速度盘的磁通量发生了变化
C.速度盘中产生感应电流而受到安培力,驱使速度盘转动
D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的
能力提升练
题组一 涡流的产生及应用
1.(2023山东济南期中)涡流内检测技术是一项用来检测各种金属管道是否有破损的技术。如图是检测仪在管道内运动及其工作原理剖面示意图,当激励线圈中通以正弦式交流电(电流大小、方向周期性变化)时,金属管道壁内会产生涡流,涡流的磁场会影响检测线圈的电流。以下说法正确的是 ( )
A.检测线圈消耗功率等于激励线圈输入功率
B.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电频率,则检测线圈的电流大小不变
C.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电频率,则检测仪消耗的功率将变大
D.当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时,管道壁中将产生更强的涡流
题组二 电磁阻尼、电磁驱动的应用
2.【多选题】(2023吉林通化梅河口第五中学期末)如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场,从入口A进入的硬币沿斜面滚落,通过磁场区域后,由测速器测出速度大小,若速度在某一合适范围,挡板B自动开启,硬币就会沿斜面进入接收装置;否则挡板B不开启,挡板C开启,硬币进入另一个通道被拒绝接收。下列说法正确的是 ( )
A.磁场能使硬币的速度增大得更快
B.由于磁场的作用,硬币的机械能减小
C.硬币进入磁场过程会受到来自磁场的阻力
D.如果没有磁场,则测速器示数会更大一些
3.【经典题】扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 ( )
4.(2023四川内江第六中学期中)著名物理学家费曼曾设计过一个实验,如图所示,在一块绝缘圆盘的中部安一个线圈,并接有电源,圆盘的四周固定有许多带负电的小球,将整个装置支撑起来。忽略各处的摩擦,当开关接通的瞬间,整个圆盘将(从上往下看) ( )
A.顺时针转动
B.静止不动
C.电路稳定情况下,断开开关瞬间圆盘的转动方向与开关接通瞬间圆盘转动方向相反
D.不管圆盘上小球的电性如何,接通开关瞬间,圆盘转动方向都是一样的
答案与分层梯度式解析
第二章 电磁感应
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
基础过关练
1.AC 2.BD 3.B 4.D 5.CD 6.D
7.AD 8.C 9.D 10.C
1.AC 变化的电场一定产生磁场,磁场变化时可以在周围空间激发电场,选项A正确。恒定的磁场在周围空间不能产生电场,选项B错误。感生电场的方向同样可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定,选项C正确。感生电场的电场线是闭合曲线,其方向可根据磁场的变化情况由楞次定律和右手螺旋定则判断,选项D错误。
2.BD 变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场,选项B正确;因线圈处于激发的电场中,电场力使线圈中的自由电荷定向移动,从而产生了感应电流,选项A错误,D正确;当磁场增强时,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向下,从上往下看,线圈中有顺时针方向的感应电流,选项C错误。
3.B 电磁炉不可用陶瓷器皿作为锅具对食物加热,因为陶瓷锅不能产生涡流,选项A错误。电磁炉面板采用陶瓷材料;铁锅底部产生涡流,发热部分为铁锅底部,直接加热锅内食物,选项B正确,C错误。电磁炉的锅具一般不用铜锅,是因为铁磁性材料的磁化性质加强了涡流的效果,铜锅能产生涡流但是效果不明显,选项D错误。
4.D 高频感应冶炼炉线圈中的电流做周期性变化,使冶炼炉内的金属中产生涡流,从而产生大量的热量,与涡流有关,A不符合题意;汽车的电磁式速度表与电磁感应有关,指针摆动时,铝框骨架中产生涡流,与涡流有关,B不符合题意;家用转盘式电度表的工作原理是当用电时,电压线圈与电流线圈产生的两个磁场在铝质转盘上相互作用,会推动铝质转盘从左向右正向转动,从而带动齿轮机构并最终带动机械数字码盘实现用电计量,家用电表的转盘中有涡流产生,与涡流有关,C不符合题意;闭合线圈在匀强磁场中转动,切割磁感线产生电流属于一般的电磁感应,不是涡流,与涡流无关,D符合题意。故选D。
5.CD 当探测器靠近金属物体时,金属物体中会产生涡电流,而金属物体中的电流产生的磁场又引起探测器内线圈中的磁通量发生变化,进而引起探测器内线圈中电流的变化,报警器就会发出警报,D正确;由以上分析可知探测器利用的是电磁感应原理,而不是静电感应现象,也不是磁场对金属的吸引作用,A、B错误,C正确。故选C、D。
6.D 图甲中,当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时,根据电磁驱动原理,铝框会同向转动,但铝框比磁铁转得慢,A错误;图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,产生高频交变磁场,使炉内金属块中产生涡流,金属块中产生大量热量,从而冶炼金属,B错误;图丙中,铜盘转动时切割磁感线,产生感应电流,感应电流使铜盘受到安培力,安培力阻碍铜盘运动,铜盘转动变慢,C错误;图丁是微安表的表头,运输时把正、负两个接线柱用导线连接,可以减小电表指针摆动角度,这是利用电磁阻尼原理,D正确。故选D。
7.AD 阻尼器摆动时产生的涡电流源于电磁感应现象,A正确,B错误;阻尼器将机械能转化成电能,C错误;质量块通过导体板上方时,导体板中涡电流大小与质量块的速率有关,速率越大,磁通量变化越快,产生的感应电动势越大,D正确。故选A、D。
8.C 轮子在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电动势和感应电流,轮子中感应电流受到安培力,阻碍轮子与磁场之间的相对运动,而安培力大小与材料电阻率有关,A错误,C正确;若轮子用绝缘材料替换,轮子中不能产生感应电流,B错误;磁铁与轮子间的距离不变时,轮子转速越大,产生的感应电流越大,轮子受到的阻力越大,D错误。故选C。
9.D 制动过程中,导体中会产生涡流,可知导体会发热,A错误;导体运动速度越大,产生的涡流越大,导体所受安培力即制动力越大,即制动力的大小与导体运动的速度有关,B错误;根据楞次定律,原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动,改变线圈中的电流方向,导体受到的安培力仍然为阻力,C错误;制动过程中,导体的速度逐渐减小,产生的涡流变小,导体所受安培力即制动力变小,D正确。故选D。
10.C 由电磁驱动原理知,当磁铁开始转动时,速度盘也会随磁铁发生转动,但会略有滞后,故A错误;在速度盘转动的过程中,穿过整个速度盘的磁通量不发生变化,故B错误;当磁铁转动时,速度盘中会产生感应电流,在磁铁产生的磁场中受到安培力,安培力驱使速度盘转动,故C正确;速度盘中的感应电流是由电磁感应产生的,不是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的,故D错误。故选C。
能力提升练
1.C 2.BCD 3.A 4.C
1.C 由于检测时管道壁中产生涡流,有一定的热功率,P激励=P检测+P热,故激励线圈的输入功率大于检测线圈消耗的功率,A错误;增大激励线圈中交流电的频率,通过检测线圈的磁通量的变化率变大,产生的感应电动势变大,则电流变大,B错误;增大激励线圈中交流电的频率,检测线圈的功率和管道产生的涡流的热功率变大,则检测仪消耗的功率将变大,C正确;当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时,金属管道的厚度减小,则管道壁中产生的涡流变小,D错误。
2.BCD 根据题意可知,硬币进入磁场和离开磁场过程,穿过硬币的磁通量发生变化,硬币中产生感应电流,受到安培力,会阻碍硬币相对磁场的运动,即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力,速度不可能增大得更快,故A错误,C正确;安培力对硬币做负功,使硬币的机械能减小,故B正确;如果没有磁场,硬币不受安培力作用,由动能定理可知,硬币到达测速器位置时速度会更大一些,故D正确。
3.A 题图A中,薄板上、下、左、右运动时,磁通量都会发生变化,都会产生感应电流,所以都会受到安培力作用而很快停下来,符合题意;题图B中,只对薄板向左运动时衰减有效;题图C中,只对薄板向左运动较大距离时衰减有效;题图D中,只对薄板向左右运动时衰减有效,故B、C、D不符合题意。
导师点睛 该装置的原理是电磁阻尼。薄板出现扰动时,穿过薄板的磁通量如果发生变化,薄板中就会产生感应电流,薄板就会受到安培力作用,安培力总是阻碍薄板相对磁场的运动,从而使薄板尽快停下来。
4.C 当开关接通的瞬间,由安培定则可知,线圈内的磁场方向向上,线圈中的电流增大,将产生增强的磁场,变化的磁场会产生电场,根据楞次定律和安培定则可知,线圈周围产生顺时针方向的电场(俯视),负电荷受到的电场力与电场方向相反,则带负电的小球会受到逆时针方向的电场力(俯视),故圆盘将沿逆时针方向运动;若小球带正电,小球将受到顺时针方向的电场力(俯视)而转动,故A、B、D错误。当断开开关时,线圈内的向上的磁场减弱,根据楞次定律和安培定则可知,线圈周围产生逆时针方向的电场(俯视),带负电的小球会受到顺时针方向的电场力(俯视),故圆盘将沿顺时针方向运动,与开关接通瞬间圆盘的转动方向相反,C正确。
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