新课标人教版选修3-2第四章电磁感应第七节涡流、电磁阻尼和电磁驱动

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选修3-2第四章电磁感应第七节涡流、电磁阻尼和电磁驱动
第I卷（选择题）
评卷人 得分
一、选择题
1．下列描述中正确的是
A．相对论和量子力学的出现说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，那么经典力学就失去了它的意义
B．交流感应电动机就是利用电磁阻尼的原理工作的
C．地磁场在北半球的上空有垂直于地表向上的磁场分量
D．电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为该电路的内能
2．以下叙述不正确的是（ ）
A．伽利略在研究自由落体运动时运用了实验和逻辑推理相结合的方法
B．奥斯特通过理想实验，推理出电流周围存在磁场
C．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
D．交流感应电动机是利用电磁驱动的原理工作的
3．如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是www.21-cn-jy.com
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A．A、B两点在同一水平线
B．A点高于B点
C．A点低于B点
D．铜环将做等幅摆动
4．磁电式仪表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为
A．塑料材料的坚硬程度达不到要求
B．在铝框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动
C．其它相同下，在通电后铝框比塑料框更容易摆动起来
D．塑料是绝缘体，塑料框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动
5．（2012 闵行区二模）下列家用电器中，利用电磁感应原理进行工作的是（ ）
A.电吹风 B.电冰箱 C.电饭煲 D.电话机
6．（2014 盐城三模）金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是（ ）
A.金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中
B.金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流
C.金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流
D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同
7．（2013 深圳一模）物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．在下面器件中，利用电磁感应原理工作的是（ ）2·1·c·n·j·y
A.回旋加速器 B.电磁炉 C.质谱仪 D.示波管
8．（2013 浙江模拟）关于器材的原理和用途，下列说法不正确的是（ ）
A.电表中的铝框就是为了绕线圈方便
B.扼流圈的作用原理就是利用自感效应
C.电磁炉的工作原理就是利用涡流热效应
D.变压器的铁芯做成薄片叠合就是为了减少涡流损耗
9．（2014 宿迁二模）低频电涡流传感 ( http: / / www.21cnjy.com )器可用来测量自动化生产线上金属板的厚度．如图，在线圈L1中通以低频交流电，它周围会产生交变磁场，其正下方有一个与电表连接的线圈L2，金属板置于L1、L2之间．当线圈L1产生的变化磁场透过金属板，L2中会产生感应电流．由于金属板厚度不同，吸收电磁能量强弱不同，导致L2中感应电流的强弱不同，则（ ）
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A.金属板吸收电磁能量，是由于穿过金属板的磁场发生变化，板中产生涡流
B.金属板越厚，涡流越弱
C.L2中产生的是直流电
D.L2中产生的是与L1中同频率的交流电
10．（2014 天门模拟）实验高中南、北 ( http: / / www.21cnjy.com )校区之间要辅设一条输电线路，该线路要横穿两校区之间的公路，为了保护线路不至被压坏，必须在地下预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．校方将该要求在学校的物理探究小组中公布并征求电线穿管的方案．经过遴选，目前有如图所示的两种方案进入最后的讨论阶段：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过．如果输电导线输送的电流很强大，那么，下列讨论的结果正确的是（ ）
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A.若输送的电流是恒定电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的
B.若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的
C.若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的
D.无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的
11．（2014 浙江二模）下列说法中正确的是（ ）
A.电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的
B.磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止电磁感应
C.精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场
D.交流发电机的工作原理是电磁感应
12．（2014秋 徐州期末）下列说法正确的是（ ）
A.电动势在数值上等于非静电力将1C的正电荷在电源内从正极移到负极所做的功
B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属材料的电阻率随温度的升高而减小
C.电磁炉是应用电磁感应原理进行加热工作的
D.家用电饭煲加热食物主要利用了电流的磁效应
13．（2015 佛山一模）如图为手机无线充电的原理图，下列哪种装置的工作原理与其相同（ ）
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A.电磁炉 B.电动机 C.回旋加速器 D.速度选择器
14．（2015 丽水一模）关于电磁现象，下列说法正确的是（ ）
A.MP3的耳机是把电信号转化为声信号
B.煤气灶电子打火针尖做成球形比做成针尖状好，有利于和空气接触
C.连接电路的导线一般用电阻率较小的铝或者铜制作，必要时可在导线上镀银
D.丽水某地的避雷针，打雷时电流方向向下，地磁场的作用使其受到安培力方向向西
15．电磁炉热效率高达90%，炉面无明火， ( http: / / www.21cnjy.com )无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（ ）
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A.当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好
B.电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热性能较差
D.在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用
16．（2014 盐城三模）金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是（ ）
A.金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中
B.金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流
C.金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流
D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同
17．电磁炉热效率高达90 ( http: / / www.21cnjy.com )%，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（ ）
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A.当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好
B.电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热性能较差
D.在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用
18．如图，用一根长为L、质量不计的细 ( http: / / www.21cnjy.com )杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0.下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0 L.先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法正确的是21世纪教育网版权所有
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A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动
评卷人 得分
二、多选题
19．1824年，法国科学家阿拉果 ( http: / / www.21cnjy.com )完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是【来源：21·世纪·教育·网】
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A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
第II卷（非选择题）
评卷人 得分
三、计算题
20．选修1-1模块（本题共2小题，共16分，第（1）小题4分，第（2）小题12分）
（1）（4分）下面关于各种电器应用的电磁学原理的说法中，错误的是 （ ）
A．微波炉是用电热棒加热食物的
B．变压器应用了电磁感应现象
C．电视机的显像管应用了磁场使电子束偏转的原理
D．电磁灶是利用电磁感应原理制成的
（2）（12分）如图所示，质量为1 ( http: / / www.21cnjy.com )kg的金属杆放在相距1m的两水平轨道上，金属杆与轨道间的动摩擦因数为0.6，两轨道间存在着竖直方向的匀强磁场，当杆中通有方向如图所示大小为5A的恒定电流时，可使金属杆向右匀速运动（g=10m/s2）www-2-1-cnjy-com
①判断两轨道间磁场的方向；
②磁感应强度B的大小为多少？
参考答案
1．D
【解析】
试题分析：相对论和量子力学的出现说明人类对自 ( http: / / www.21cnjy.com )然界的认识更加广泛和深入，经典力学仍然有它的意义，故选项A错误；交流感应电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理工作的，选项错误；地磁场在北半球的上空有垂直于地表向下的磁场分量，故选项C错误；电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为该电路的内能，故选项D正确。
考点：物理学史，地磁场，电磁感应等。
2．B
【解析】
试题分析：伽利略在研究自由落体运动时方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学验算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，所以A项错误；伽利略理想斜面实验，所以B项正确；速度的定义式，时间可以表示物体的瞬时速度，运用了极限的思想，所以C项错误；交流感应电动机利用了电磁驱动，所以D项错误。
考点：本题考查了物理学史
3．B
【解析】
试题分析：由于铜环刚进入和 ( http: / / www.21cnjy.com )要离开磁场过程中，会产生感应电流，一部分机械能转化为电能，所以铜环运动不到与A点等高点，即B点低于A点，故B正确。
考点：考查了感应电流产生条件
4．B
【解析】
试题分析：把线圈绕在铝框 ( http: / / www.21cnjy.com )上而不用塑料做骨架是因为：在铝框和指针一起摆动时，铝框切割磁感线产生感应电流，此时铝框受安培力作用，阻碍铝框的相对运动，故更容易使指针很快停止摆动，故选B。21·cn·jy·com
考点：楞次定律；阻尼振动.
5．D
【解析】
试题分析：分析各用电器的工作原理，然后答题．
解：A、电吹风主要部件是电动机，电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的，没有利用电磁感应现象，故A错误；　　21*cnjy*com
B、电冰箱主要靠压缩机进行工作的，压缩机实际上是一个电动机，电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的，没有利用电磁感应现象，故B错误；【来源：21cnj*y.co*m】
C、电饭煲是利用电流的热效应进行工作的，故C错误；
D、电话机利用了电磁感应原理，故D正确；
故选D．
点评：本题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题．
6．C
【解析】
试题分析：金属探测器在探测金属时，由于在被测金属中产生的涡流从而使报警器工作．
解：A、金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中；故A错误；
B、金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流；故B错误，C正确；
D、探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动；相对静止时无法得出探测效果；故D错误；
故选：C．
点评：本题考查涡流的工作原理，要注意明确只有金属物体相对探测器运动时才能产生涡流．
7．B
【解析】
试题分析：回旋加速器利用磁场使带电粒子 ( http: / / www.21cnjy.com )旋转，电场使粒子加速．电磁炉是利用电磁感应原理．质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转．示波器利用了电场加速和偏转的原理．
解：A、回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．故A错误．
B、电磁炉是利用电磁感应原理使产生涡流，将电能最终转化成内能．故B正确．
C、质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象．故C错误．
D、利用了电场加速和电场偏转的原理．故D错误．
故选B
点评：本题的解题关键是要理解现代科技装置和产品的工作原理．
8．A
【解析】
试题分析：电表中的铝框就是电磁阻尼；
扼流圈就是利用自感效应；
电磁炉就是利用涡流热效应；
铁芯做成薄片叠合就是为了减少涡流损耗．
解：A、电表中的铝框就是起到电磁阻尼作用，当线圈在转动时，磁通量变化，出现感应电流，受力安培阻力，从而保护电表，故A错误；21·世纪*教育网
B、扼流圈的作用原理就是利用自感现象，故B正确；
C、电磁炉的工作原理就是利用涡流热效应，由变化的磁场产生变化的电场，故C正确；
D、铁芯做成薄片叠合就是为了减少涡流，带来的电能损耗，故D正确；
本题选择错误的，故选：A
点评：考查电磁阻尼原理，理解电磁感应现象与涡流热效应，知道电磁炉的工作原理，理解变压器的铁芯的制成要求．【出处：21教育名师】
9．AD
【解析】
试题分析：根据变化的电流产生变化磁场， ( http: / / www.21cnjy.com )导致金属板有变化的电场，从而出现涡流，使电磁能量转化内能，板越厚，产生内能越多，由电磁感应可知，L2中产生是同频率的交流电，从而即可求解．【版权所有：21教育】
解：A、当L1中通过有交流电时，根 ( http: / / www.21cnjy.com )据右手螺旋定则可知，穿过金属板的磁场发生变化，从而出现变化的电场，导致金属板产生涡流，进而吸收电磁能量，转化成板的内能，故A正确；
B、当金属板越厚，在变化的电场作用下，产生涡流越强，故B错误；
C、根据电磁感应原理，L2中产生的是与L1中同频率的交流电，故C错误，D正确；
故选：AD．
点评：考查电磁感应现象的原理，掌握产生涡流的原理，注意板的厚度与涡流的大小关系，结合变压器与电磁炉，更能便于解题．21教育名师原创作品
10．B
【解析】
试题分析：当通恒定电流时，钢管对导线没有阻碍作用；当通入交流电时，若分开套，则由于磁场的变化，导致钢管中产生涡旋电流，便能源损耗．
解：1．若甲图通交流电，由于正弦变化的电 ( http: / / www.21cnjy.com )场产生余弦变化的磁场，而余弦变化的磁场又产生正弦变化的电场，则每根钢管中都产生涡旋电流；导致能源损耗较大．
2．若乙图通交流电，由于两根导线一根是火线，一根是零线，它们的电流方向是相反的．故相互吸引．但工程上可以将其在一根管内做好绝缘隔离．
问题在于由交流电产生的涡旋电流：由于 ( http: / / www.21cnjy.com )两根导线方向相反，所以如果它们相互足够靠近，则它们在周围的每一点上产生大小几乎相等，方向相反的感应电流．这样能使涡旋电流强度减弱到很小．
3．若甲乙两图通恒定电流，则都产生恒定的磁场，恒定的磁场不产生电场．因此不产生涡流．没有能量损耗．因此B正确，ACD错误；
故选：B
点评：此题类似于课本中提到的“双线并绕”，考查恒定电流与交流电的区别与联系，掌握由磁场的变化，导致涡旋电流的产生，从而对电能输送的影响．
11．AD
【解析】
试题分析：电磁炉是采用电磁感应原理，利 ( http: / / www.21cnjy.com )用涡流，使锅体发热；铝框做骨架，起到电磁阻尼作用，是为了利用电磁感应；双线绕法，是减弱通电时产生的磁场；发电机的工作原理是电磁感应，从而即可求解．
解：A、电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的，与微波炉工作原理不同，故A正确；
B、常常用铝框做骨架，起到电磁阻尼作用，是为了利用电磁感应，故B错误；
C、采用双线绕法，磁场相互抵消，可以减弱线绕电阻通电时产生的磁场，故C错误；
D、发电机的工作原理是电磁感应，而电动机是电流的磁效应，故D正确；
故选：AD．
点评：考查电磁感应的应用与防止，注意与电流的磁效应的区别，理解双线绕法能减弱产生磁场原理．
12．C
【解析】
试题分析：解答本题应明确电源电动势反应电源非静电力做功能力大小的物理量；明确电流的磁效应及电磁感应的应用．2-1-c-n-j-y
解：A、根据电动势的定义式E=可知电动势在数值上等于将1C正电荷在电源内从负极移到正极时非静电力做的功，故A错误．
B、各种材料的电阻率都与温度有关，金属材料的电阻率随温度的升高而增大；故B错误；
C、电磁炉是应用电磁感应原理进行加热工作的；故C正确；
D、家用电饭煲加热食物是利用电流的热效应；故D错误；
故选：C．
点评：本题考查电源电动势的意义、电阻与温度变化间的关系及电流的热效应和电磁感应，要注意明确身边的常见工具的工作原理．
13．A
【解析】
试题分析：明确各种仪器的工作原理，即可得出哪些是应用了电磁感应现象．
解：手机无线充电及电磁炉均应用 ( http: / / www.21cnjy.com )了电磁感应原理；而电动机是导线在磁场中受力；回放旋加速度利用电场的加速及磁场中的偏转；速度选择器采用的是复合场中的运动；
故选：A．
点评：电磁感应在生产生活有很多的应用，要注意明确它们的工作原理．
14．AC
【解析】
试题分析：利用静电屏蔽和尖端放电原理进行逐项分析，知道金属才具有静电屏蔽现象．
电阻率只与导体材料和温度有关，与导体的形状、横截面积及长度无关；
并由左手定则，即可判定安培力的方向．
解：A、耳机是把电信号转化为声信号．所以A正确；
B、因为电荷集中于形状比较尖端的地方，即尖端放电，故燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖型比球形好，所以B错误；21*cnjy*com
C、铝、铜的电阻率较小，故常用的导线是用铝、铜材料做成的，所以C正确．
D、根据左手定则，电流向下，而磁场由南向北，则安培力方向向东．所以D错误．
故选：AC．
点评：此题考查静电常识，知道静电屏蔽和尖端放电在生活中的应用和防止，注意静电屏蔽的条件与适用范围，并掌握左手定则，及电阻定律的内容．
15．B
【解析】
试题分析：电磁炉就是采用涡流感应加热原 ( http: / / www.21cnjy.com )理；其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。故A错误B正确；电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属于金属导体，不能产生感应电流，C错误；由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．D错误；
考点：考查了电磁炉工作原理
16．C
【解析】
试题分析：金属探测器在探测金属时，由于在被测金属中产生的涡流从而使报警器工作．
解：A、金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中；故A错误；
B、金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流；故B错误，C正确；
D、探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动；相对静止时无法得出探测效果；故D错误；
故选：C．
点评：本题考查涡流的工作原理，要注意明确只有金属物体相对探测器运动时才能产生涡流．
17．B
【解析】
试题分析：电磁炉就是采用涡流感应加热原理； ( http: / / www.21cnjy.com )其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。故A错误B正确；电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属于金属导体，不能产生感应电流，C错误；由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．D错误；
考点：考查了电磁炉工作原理
18．D
【解析】
试题分析：金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为 a→d→c→b→a，故A错误．金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误．根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知，金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等．如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，由于，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 度，故最终在磁场内做简谐运动，故D正确．21cnjy.com
考点：楞次定律；功能关系；简谐运动；右手定则．
19．AB
【解析】圆盘运动过程中，半径 ( http: / / www.21cnjy.com )方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A对，圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生，选项B对。圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错。圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错。
【考点定位】电磁感应
【规律总结】把握磁通量的变化才是关键，根据对称性，圆盘磁通量始终等于零，无磁通量变化。
20．（1）A
（2） 磁场方向竖直向上 1.2T
【解析】
试题分析：（1）微波炉产生的微波直接进入食物内部引起水分子的剧烈振动，内能增加温度升高，故A项说法错；其它项说法正确。21教育网
（2）解：①根据题意，金属杆受到的安培力向右，根据左手定则可判断磁场方向竖直向上。
②金属杆匀速运动，合力为零，，，，，可得T
考点：本题考查了电磁感应原理在生产生活实际中应用、左手定则、安培力公式等。
I
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