4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步练习（含答案解析共7页）

4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步练习
一、选择题
1、下列关于涡流的说法中正确的是(　　)
A. 涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
B. 涡流不是感应电流，而是一种区别于感应电流的特殊电流
C. 涡流有热效应，但没有磁效应
D. 在硅钢中不能产生涡流
2、电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，下列相关的说法正确的是(　　)
A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递减少热损耗
3、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．家用电能表
D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流
4、机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品．安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流，关于其工作原理，下列说法正确的是(　　)
A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流
B．人体在通有交变电流的线圈产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流
C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流
D．金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流
5、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
6、金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是(　　)
A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场
B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到
C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流
D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流
7、如图所示，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
8、如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直轴线OO′自由转动．转动磁铁，会发现静止的铝框也会发生转动．下列说法正确的是(　　)
A．铝框与磁极转动方向相反
B．铝框始终与磁极转动的一样快
C．铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的
D．铝框是因为受到安培力而转动的
9、如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的．现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则(　　)
A．铜盘转动将变慢
B．铜盘转动将变快
C．铜盘仍以原来的转速转动
D．铜盘转动速度是否变化，要根据磁铁的上、下两端的极性来决定
10、弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅将会发现(　　)
A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都不发生变化
11、在科技馆中常看到这样的表演：一根长1m左右的空心铝管竖直放置（图甲），把一枚磁性很强的小圆柱型永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径，小圆柱在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦，则小圆柱从上端管口放入管中后，最终从下端管口落出经过的时间为t1，如果换用一条长度相同但有裂缝的铝管（图乙），小圆柱在铝管中下落的时间为t2，g=10m/s2，则下列关于小圆柱在两管中下落的说法中正确的是
A．t1 >t2
B．t1< t2
C．小圆柱在乙管内下落的过程中，管中不会产生感应电动势
D．小圆柱落到下端口时在甲中的速度大于在乙中的速度
12、物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：将1m长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出，如图所示。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁也没有与管壁接触）（ ）

A．如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来
B．如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来
C．磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒
D．如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间
13、如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部．则小磁块(　　)
A．在P和Q中都做自由落体运动
B．在两个下落过程中的机械能都守恒
C．在P中的下落时间比在Q中的长
D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大
14、图甲的铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。闭合电键给S，给铜盘一个初动能，铜盘转动方向和所处磁场如图乙所示，不计一切摩擦和空气阻力，下列说话正确的是
A．通过圆盘平面的磁通量增加
B．通过电阻R的电流方向向下
C．断开电键S，圆盘将减速转动
D．断开电键S，圆盘将匀速转动
15、如图所示光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直，环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确是(　　)
A. 两环都向右运动
B. 两环都向左运动
C. 环1静止，环2向右运动
D. 两环都静止













1、解析：涡流就是一种感应电流，同样是由于磁通量的变化产生的。A．涡流就是电磁感应的一种，跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的A对；B错。C、涡流既有磁效应也有热效应，C错；D、硅钢能被磁铁吸引，所以能产生涡流;D错；故答案选A。
2、解析：锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故A正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B错误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制成锅体，故C错误；电磁炉产生变化的磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量而不是靠热传递，故D错误。故选A。
3、解析：高频感应冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内的金属中产生涡流；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；家用电表(转盘式)的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生的感应电流，不同于涡流，D与涡流无关。故选D。
4、解析：地磁场很弱，即使金属物品被磁化，磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，选项A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是线圈中的交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，选项C正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，选项D正确。故选CD。
5、解析：金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，不能防止细小的砂石颗粒混入食品中，选项A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，选项B错误，C正确；探测过程中金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止时无法得到探测效果，选项D错误。故选C。
6、解析：金属探测器利用涡流探测金属物品原理是：探测器内线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．故A、B、D错误，C正确。故选C。
7、解析：.线圈通电后在安培力作用下转动，铝框随之转动，在铝框内产生涡流．涡流将阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，这样做是利用涡流来起电磁阻尼的作用。故选BC。
8、解析：根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，导致铝框与磁铁转动方向相同，但快慢不一，故A、B错误；由以上分析可知，铝框转动是因为由于电磁感应产生电流，而使铝框内受到安培力而转动，故C错误，D正确。
答故选D。
9、解析：当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知感应电流所受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘转动将变慢．本题也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电能，铜盘转动会逐渐变慢．选项A正确。故选A。
10、解析：若S断开，磁铁振动时穿过线圈的磁通量发生变化，但线圈中无感应电流，故振幅不变；若S闭合，有感应电流，有电能产生，磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减小，故选A。
11、解析、甲管是无缝铝管，小圆柱下落时，产生电磁感应，阻力很大，阻碍磁体与导体间的相对运动；乙为有竖直裂缝的铝管，则小圆柱在铝管中下落时，在侧壁也产生涡流，但对小圆柱产生向上的阻力较小，所以小圆柱穿越甲管的时间比穿越乙管的时间长，则有：t1 >t2，A正确，B错误；小圆柱在乙管内下落的过程中，管中磁通量变化，会产生感应电动势，C错误；因小圆柱在甲中所受的阻力大，故落到下端口时的速度较小，D错误。故选A。
12、解析：AB如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铜管中运动受到阻力更大，原因：当磁铁运动时才会导致钢管的磁通量发生变化，才出现感应磁场阻碍原磁场的变化，所以运动时间变长，但一定会落下，故A错误，B正确；C．磁铁在铜管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，出现安培力作功产生热能，所以机械能不守恒，故C错误；D．如果将铜管换成塑料管，磁铁不会受到安培力阻力，因此出来的时间不变，故D错误；故选B。
13、解析：小磁块从铜管P中下落时，P中的磁通量发生变化，产生感应电流，给小磁块一个向上的磁场力，阻碍小磁块向下运动，因此小磁块在P中不是做自由落体运动，而塑料管Q中不会产生电磁感应现象，因此Q中小磁块做自由落体运动，A错误；P中磁场力对小磁块做负功，机械能不守恒，B错误；由于在P中小磁块下落的加速度小于g，而Q中小磁块做自由落体运动，因此从静止开始下落相同高度，在P中下落的时间比在Q中长，C正确；根据动能定理可知，小磁块落到底部时在P中的速度比在Q中的小，D错误。故选C。
14、解析：A．由于磁感线的条数不变，故铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量不变，故A错误；B．根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此通过电阻R的电流方向向上，故B错误；CD．圆盘看成无数金属棒组成，转动过程中切割磁感线形成电流，在磁场中的每一条金属棒受安培力阻碍棒的运动，所以断开电键S，圆盘将减速转动，故C正确，D错误。
15、解析：做本题的关键是先判断两个线圈中磁通量的变化，然后根据“来拒去留”判断线圈的运动情况。由于线圈1竖直，所以当磁铁移动时，磁通量始终为零，即磁通量不变化，所以仍保持静止，当磁铁向右移动的过程中线圈2中的磁通量减小，所以根据楞次定律可得线圈2将向右运动，故选C。