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第四章 电磁感应
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习题
（考试时间为60分钟，试卷满分60分）
选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分）
1.下列做法中可能产生涡流的是( )
A．把金属块放在匀强磁场中
B．让金属块在匀强磁场中匀速运动
C．让金属块在匀强磁场中做变速运动
D．把金属块放在变化的磁场中
【答案】:D
【解析】:涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D项正确．
2．下列应用哪些与涡流无关( )
A．高频感应冶炼炉
B．汽车的电磁式速度表
C．家用转盘式电度表
D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流
【答案】:D
【解析】：真空冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内金属中产生涡流；汽车速度表是磁电式电流表，指针摆动时，铝框骨架中产生涡流；家用转盘式电表的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，D选项错误．21cnjy.com
3.(多选）如图所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是（ ）
A.圆环中将有感应电流产生
B.圆环能滑到轨道左侧与P点等高处
C.圆环最终停到轨道最低点
D.圆环将会在轨道上永远滑动下去
【答案】:AC
【解析】：由于导线中的电流的磁场离导线越远越弱，所以圆环运动时圈内磁通量发生变化，有感应电流产生，A正确；因圆环中有电能产生，机械能减少，圆环不能滑到轨道左侧与P点等高处，B错误；圆环来回滑动时，始终有电流产生，机械能一直减小，最后停在轨道最低点，C对，D错。2·1·c·n·j·y
4.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )
A．mgb B.mv2
C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋mv2
【答案】:D
【解析】:金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好飞不出磁场后，就往复运动永不停止，由能量守恒可得Q＝ΔE＝mv2＋mg(b－a)．【来源：21·世纪·教育·网】
5.下列哪些仪器不是利用涡流工作的( )
A．电磁炉 B．微波炉
C．金属探测器 D．真空冶炼炉
【答案】:B
【解析】：电磁炉利用变化的电场产生变化的磁场，从而形成涡流，使锅产生大量热量．故A正确；微波炉是产生电磁波，没有利用涡流工作．故B错误；探测器中变化电流遇到金属物体，在金属物体上产生涡流．故C正确；真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在冶炼炉中产生涡流，从而产生大量的热量．故D正确．21·cn·jy·com
6．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )21·世纪*教育网
A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
【答案】:C
【解析】：通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．【出处：21教育名师】
7.(多选）如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )
A．2是磁铁，在1中产生涡流
B．1是磁铁，在2中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
【答案】:AD
【解析】：这是涡流的典型应用之一．当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用．所以它能使指针很快地稳定下来．
8.如图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，当磁铁按图示方向绕OO′轴转动，线圈的运动情况是( )
A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同
B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同
C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速
D．线圈静止不动
【答案】:C
【解析】：当磁铁转动时，由楞次定律知，线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，即感应电流的方向必定是使其受到的力的方向与磁铁转动方向相同，以减小磁通量的增加，因而线圈跟着转起来，但转速小于磁铁的转速．如果转速相等，线圈中的磁通量不再变化，起“驱动”作用的安培力将消失．
9.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( )21教育网
A．均匀增大
B．先增大，后减小
C．逐渐增大，趋于不变
D．先增大，再减小，最后不变
【答案】:C
【解析】:小磁铁在圆环中下落的过程由于穿过圆环的磁通量发生变化，所以在圆环中会有感应电流阻碍磁铁的下落，又因为圆筒很长，所以当磁铁受到的阻力等于重力时，其速度保持趋于不变，C项正确．www-2-1-cnjy-com
10.(多选）磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )
A．防止涡流而设计的
B．利用涡流而设计的
C．起电磁阻尼的作用
D．起电磁驱动的作用
【答案】:BC
【解析】:线圈通电后，在安培力作用下而转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流，涡流阻碍线圈转动，使线圈转动后较快停下来，所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用．www.21-cn-jy.com
二、解答题（本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
11.（7分）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？2-1-c-n-j-y
【答案】：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．21世纪教育网版权所有
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．
【解析】：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． 21*cnjy*com
12.（6分）如图所示，让一金属圆盘接近磁铁的两极，但不接触．使磁铁转动，圆盘也会跟着转动．这种现象称为“电磁驱动”．请你说明电磁驱动的原理．【来源：21cnj*y.co*m】
【答案】：当蹄形磁铁转动时，圆盘上不同位置的磁通量发生变化，因而圆盘中会有涡流形成，该涡流的磁场阻碍磁通量的变化，使圆盘随着磁铁一起转，但圆盘转动速度比磁铁慢．【版权所有：21教育】
【解析】:当蹄形磁铁转动时，圆盘上不同位置的磁通量发生变化，因而圆盘中会有涡流形成，该涡流的磁场阻碍磁通量的变化，使圆盘随着磁铁一起转，但圆盘转动速度比磁铁慢．21*cnjy*com
13.（7分）如图所示，质量为m=100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h=0.8m，有一质量为M=200g的小磁铁（长度可忽略），以10m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6m，则磁铁与铝环发生相互作用时（小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动），求：
（1）铝环向哪边偏斜？
（2）若铝环在磁铁穿过后速度为2m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？（g=10m/s2）21教育名师原创作品
【答案】： （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）W电=1.7J
【解析】：（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）由磁铁穿过铝环后飞行的水平距离可求出穿过后的速度
v=9m/s
由能量守恒可得：
W电=1.7J。
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第四章 电磁感应
涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习题
（考试时间为60分钟，试卷满分60分）
选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分）
1.下列做法中可能产生涡流的是( )
A．把金属块放在匀强磁场中
B．让金属块在匀强磁场中匀速运动
C．让金属块在匀强磁场中做变速运动
D．把金属块放在变化的磁场中
2．下列应用哪些与涡流无关( )
A．高频感应冶炼炉
B．汽车的电磁式速度表
C．家用转盘式电度表
D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流
3.(多选）如图所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是（ ）
A.圆环中将有感应电流产生
B.圆环能滑到轨道左侧与P点等高处
C.圆环最终停到轨道最低点
D.圆环将会在轨道上永远滑动下去
4.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )
A．mgb B.mv2
C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋mv2
5.下列哪些仪器不是利用涡流工作的( )
A．电磁炉 B．微波炉
C．金属探测器 D．真空冶炼炉
6．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )21世纪教育网版权所有
A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
7.(多选）如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )
A．2是磁铁，在1中产生涡流
B．1是磁铁，在2中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
8.如图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，当磁铁按图示方向绕OO′轴转动，线圈的运动情况是( )
A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同
B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同
C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速
D．线圈静止不动
9.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( )21·cn·jy·com
A．均匀增大
B．先增大，后减小
C．逐渐增大，趋于不变
D．先增大，再减小，最后不变
10.(多选）磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )
A．防止涡流而设计的
B．利用涡流而设计的
C．起电磁阻尼的作用
D．起电磁驱动的作用
二、解答题（本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
11.（7分）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？www.21-cn-jy.com
12.（6分）如图所示，让一金属圆盘接近磁铁的两极，但不接触．使磁铁转动，圆盘也会跟着转动．这种现象称为“电磁驱动”．请你说明电磁驱动的原理．21教育网
13.（7分）如图所示，质量为m=100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h=0.8m，有一质量为M=200g的小磁铁（长度可忽略），以10m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6m，则磁铁与铝环发生相互作用时（小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动），求：
（1）铝环向哪边偏斜？
（2）若铝环在磁铁穿过后速度为2m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？（g=10m/s2）21cnjy.com
