2021-2022年高中物理4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动随堂检测含解析新人教版

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2021年高中物理第四章电磁感应7涡流电磁阻尼和电磁驱动课后作业含解析人教版选修3_2.doc

涡流、电磁阻尼和电磁驱动时间：45分钟一、单项选择题1.如图所示，一个铜质圆环，无初速度地自位置Ⅰ下落到位置Ⅱ，若圆环下落时其轴线与磁铁悬线重合，圆环面始终水平．位置Ⅰ与位置Ⅱ的高度差为h ，则运动时间( B )A ．等于2h gB ．大于2h gC ．小于2h gD ．无法判定解析：由于电磁阻尼作用，阻碍铜质圆环的下落，所以下落时间大于2h g，故B 项正确． 2．一个半径为r 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环，用一根长为L 的绝缘细绳悬挂于O 点，离O 点下方L 2处有一宽度为L4、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示．现使圆环从与悬点O 等高位置A 处由静止释放(细绳张直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( C )A ．mgLB ．mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2＋r C ．mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫34L ＋r D ．mg (L ＋2r ) 解析：线圈在进入磁场和离开磁场时，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能减少．最后线圈在磁场下面摆动，机械能守恒．在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摆动的整个过程中，金属环减少的机械能为mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫34L ＋r . 3．如图所示，四根等长的铝管和铁管(其中C 中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是( A )A ．t A >tB ＝tC ＝tD B ．t C ＝t A ＝t B ＝t DC ．t C >t A ＝t B ＝tD D ．t C ＝t A >t B ＝t D解析：A 中闭合铝管不会被磁铁磁化，但当磁铁穿过铝管的过程中，铝管可看成很多圈水平放置的铝圈，据楞次定律知，铝圈将发生电磁感应现象，阻碍磁铁的相对运动；因C 中铝管不闭合，所以磁铁穿过铝管的过程不发生电磁感应现象，磁铁做自由落体运动；铁块在B 中铝管和D 中铁管中均做自由落体运动，所以磁铁和铁块在管中运动时间满足t A >t C ＝t B ＝t D ，A 正确．4.如图所示，闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO ′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内，若条形磁铁突然绕OO ′轴N 极向纸里、S 极向纸外转动，在此过程中，圆环将( A )A ．产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动B ．产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动C ．产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动D ．产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动解析：当条形磁铁的N 极向纸内、S 极向纸外转动时，通过闭合导线环的总的磁通量是向里增加的，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场应向外，故感应电流的方向沿逆时针方向；再根据电磁驱动的原理知，导线环应与条形磁铁同向转动，即上端向里、下端向外随磁铁转动．5．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( C )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、玻璃杯和小铁锅解析：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，感生电场使导体内产生涡流，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．故选C.二、多项选择题6．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，以下说法正确的是( CD )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．人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，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解析：一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，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，故A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故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到，故D项正确．7．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( AD )。

高中物理第四章7课涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后知能检测新人教版选修32

（同步核心辅导）高中物理第四章7课涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后知能检测新人教版选修3-21．如图所示，A、B两图是把带绝缘层的线圈绕在软铁上，C、D两图是把带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上，则能产生涡流的是( )【解析】只有穿过整个导体的磁通量发生变化，才产生涡流，B是直流电源不能产生涡流，C、D不是导体，故只有A能产生涡流．【答案】 A2.图4710(2014·泉州高二检测)如图4710所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘(不计各种摩擦)，现让铜盘转动．下面对观察到的现象描述及解释正确的是( ) A．铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去B．铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去C．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下D．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快【解析】铜盘转动时，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律知，盘中有感应电动势，也产生感应电流，并且受到阻尼作用，机械能很快转化为电能进而转化为焦耳热，铜盘将很快停下，故C对，A、B、D错．【答案】 C3．(多选)(2014·衡水中学高二检测)如图4711所示，一光滑水平桌面的左半部分处于垂直于纸面向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时( )图4711A ．若整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动B ．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做加速运动C ．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做减速运动D ．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必定放热【解析】整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A 对；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，选项B 错，C 、D 对．【答案】 ACD图47124．(2014·山西省实验中学高二检测)光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图4712所示，抛物线的方程为y ＝x 2.其下半部分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，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A ．mgb B.12mv 2＋mgb C ．mg(b －a) D ．mg(b －a)＋12mv 2 【解析】金属块运动过程中，机械能转化为内能．要注意分析金属块的最终运动状态，以便计算金属块总共损失的机械能，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，最后刚好滑不出磁场后，就往复运动永不停止．根据能量转化与守恒，整个过程中产生的焦耳热应等于机械能的损失，即Q ＝ΔE ＝12mv 2＋mg(b －a)．故正确答案为D.【答案】 D图47135．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，高频感应炉的示意图如图4713所示．冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中．因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是( ) A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用红外线C．利用交变电流的磁场在冶炼炉内的金属中产生的涡流D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁场【解析】高频感应炉是利用了电磁感应的原理，给线圈通入高频交变电流后，冶炼炉内待冶炼的金属在快速变化的磁场中产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化．【答案】 C6．甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当给以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度B大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图4714所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断正确的是( )甲乙图4714A．甲环先停B．乙环先停C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后【解析】由于转动过程中穿过甲环的磁通量不变，穿过乙环的变化，所以甲环中不产生感应电流，乙环中产生感应电流．乙环的机械能不断地转化为电能，最终转化为焦耳热散失掉，所以乙环先停下来．【答案】 B图47157．(2014·西安交大附中高二检测)如图4715所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中，线圈ab 将( )A．静止不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动方向【解析】电源极性的不同接法，只是使两磁极之间的磁场方向不同．若电源的正极在右端．则磁场方向水平向右，反之水平向左．P向右端滑动时，变阻器的阻值减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以线圈的转动方向应该是使线圈的磁通量减小，由此可见，线圈将绕O轴顺时针方向转动，选项B正确．【答案】 B8．如图4716所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，将整个装置悬挂起来，当接通开关瞬间，整个圆盘将( )图4716A．顺时针转动一下B．逆时针转动一下C．顺时针不断转动D．逆时针不断转动【解析】开关接通瞬间，穿过带电小球所在空间向下的磁通量突然增加，由楞次定律知，在带电小球所处空间将产生逆时针方向(从上往下看)的电动势(确切讲，应为逆时针方向电场)，从而使带负电小球受到顺时针方向作用力，由于该变化是瞬间的，故选项A正确．【答案】 A9．在现代家庭的厨房中，电磁炉(如图4717甲)是家庭主妇非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、安全性好、清洁卫生等特点．利用以下材料并结合已学习的电磁学知识分析、讨论相关问题．甲乙图4717如图4717乙所示是描述电磁炉工作原理的示意图．电磁炉的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用．因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．综合以上材料分析下列问题：(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①____________________________________________________；②_______________________________________________________；③_________________________________________________________.(2)电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是_________________________________________________________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是____________________________________________________________________．(3)在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？【解析】 (1)①电流的磁效应(或电生磁)；②电磁感应现象(或磁生电)；③电流的热效应(或焦耳定律)．(2)陶瓷和玻璃是绝缘体，不能产生电磁感应现象铝、铜的导磁性太差，效率低(3)能起到加热作用，因为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．【答案】见解析图471810．(多选)如图4718所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，一铜环R 沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平．铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a 1、a 2、a 3.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则( )A ．a 1<a 2＝gB ．a 3<a 1<gC ．a 1＝a 3<a 2D ．a 3<a 1<a 2【解析】圆环落入螺线管及从螺线管飞出时，环中感应电流所受安培力向上，故a 1<g ，a 3<g ，但经过3时速度较大，ΔΦΔt较大，所受安培力较大，故a 3<a 1<g.圆环经过位置2时，磁通量不变，不受安培力，a 2＝g ，故A 、B 、D 正确．【答案】 ABD11．如图4719所示，质量为m ＝100 g 的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h ＝0.8 m ，有一质量为M ＝200 g 的小磁铁(长度可忽略)，以v 0＝10 m/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3.6 m ，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做平抛运动)：图4719(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v′ ＝2 m/s ，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g ＝10 m/s 2)【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)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v ＝3.62hg m/s ＝9 m/sE 电＝12Mv 20－12Mv 2－12mv ′2＝1.7 J. 【答案】 (1)铝环向右偏 (2)1.7 J12．如图4720所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A.在弧形轨道上高为h 的地方，无初速释放一磁铁B(可视为质点)，B 下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A 的中心轴运动，设A 、B 的质量分别为M 、m ，若最终A 、B 速度分别为v A 、v B .图4720(1)螺线管A 将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能．【解析】 (1)磁铁B 向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A 向右运动．(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A 、B 的动能和螺线管中的电能，所以mgh ＝12Mv 2A ＋12mv 2B ＋E 电即E 电＝mgh －(12Mv 2A ＋12mv 2B )．【答案】 (1)向右 mgh －(12Mv 2A ＋12mv 2B )。

新人教版高中物理第四章电磁感应第七节涡流电磁阻尼和电磁驱动自我小测含解析选修3_2

涡流、电磁阻尼和电磁驱动一、选择题(其中第1～5题为单选题，第6～8题为多选题)1．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。

下列相关的说法中正确的是( )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2．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( )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3．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4．如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且各种摩擦等阻力不计。

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．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定5．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，在薄木板的下面有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等。

当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( )B．先向左、后向右、再向左A．先向左，后向右D．一直向左C．一直向右6．如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器的结构，下列说法中正确的是( )B．1是磁铁，在2中产生涡流A．2是磁铁，在1中产生涡流D．该装置的作用是使指针能很快地稳定C．该装置的作用是使指针能够转动7．如图所示，abcd是一小金属块，用一根绝缘细杆挂在固定点O，使金属块绕在直线OO′两边来回摆动，O的正下方有一水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟纸面垂直，若摩擦和空气阻力均不计，则( )A．金属块进入或离开磁场区域时，都会产生感应电流B．金属块完全进入磁场区域后，金属块中无感应电流C．金属块开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小D．金属块摆动过程中，机械能会完全转化为金属块中产生的电能8．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。

新人教版第4章第七节涡流电磁阻尼和电磁驱动练习题及答案解析

1．(2021年哈师大附中高二检测)下列应用与涡流有关的是()A．家用电磁炉B．家用微波炉C．真空冶炼炉D．探雷器解析:选ACD.家用电磁炉、真空冶炼炉、探雷器都是利用涡流工作，而家用微波炉是利用微波直接作用于食物．图4－7－82．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图4－7－8所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是()A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用线圈中电流产生的磁场C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电解析:选C.高频感应炉的线圈通入高频交变电流时，产生变化的磁场，变化的磁场就能使金属中产生涡流，利用涡流的热效应加热进行冶炼．故选项C正确．A、B、D错误．图4－7－93.如图4－7－9所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)()A．做等幅振动B．做阻尼振动C．振幅不断增大D．无法判定解析:选B.小球在通电线圈的磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用阻碍它与线圈的相对运动，做阻尼振动．图4－7－104.老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，如图4－7－10所示，同学们看到的现象是()A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析:选B.右环闭合，在此过程中可产生感应电流，环受安培力作用，横杆转动，左环不闭合，无感应电流，无以上现象，选B.图4－7－115．如图4－7－11所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则()A．若是匀强磁场，球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，球滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，球滚上的高度小于h解析:选BD.若是匀强磁场，则穿过球的磁通量不发生变化，球中无涡流，机械能没有损失，故球滚上的高度等于h，选项A错B对；若是非匀强磁场，则穿过球的磁通量发生变化，球中有涡流产生，机械能转化为内能，故球滚上的高度小于h，选项C错D对．一、选择题图4－7－121．如图4－7－12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()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、玻璃杯解析:选C.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．2．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了() A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯中的电阻，以减少发热量解析:选BD.不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，是防止涡流而采取的措施．图4－7－133．(2021年合肥高二检测)如图4－7－13所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是()A．铁B．木C．铝D．塑料解析:选C.木球、塑料球在光滑水平面上将做匀速运动，B、D错误；铁球受磁铁的吸引在光滑水平面上将做加速运动，A错误；铝球受电磁阻尼作用在光滑水平面上将做减速运动，C正确．图4－7－144.某磁场磁感线如图4－7－14所示，有铜圆板自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，圆板中的涡电流方向是()A．始终顺时针B．始终逆时针C．先顺时针再逆时针D．先逆时针再顺时针解析:选C.把圆板从A至B的全过程分成两个阶段处理:第一阶段是圆板自A位置下落到具有最大磁通量的位置O，此过程中穿过圆板磁通量的磁场方向向上且不断增大．由楞次定律判断感应电流方向(自上向下看)是顺时针的；第二阶段是圆板从具有最大磁通量位置O落到B位置，此过程穿过圆板磁通量的磁场方向向上且不断减小，由楞次定律判得感应电流方向(自上向下看)是逆时针的．图4－7－155．如图4－7－15所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则下列说法中正确的是()A．磁铁的振幅不变B．磁铁做阻尼振动C．线圈中产生方向不变的电流D．线圈中产生方向变化的电流解析:选BD.尽管不知道条形磁铁的下端是N极还是S极，但是，在条形磁铁上下振动的过程中，周期性地靠近(或远离)闭合线圈，使穿过闭合线圈的磁通量不断变化，从而产生感应电流．根据楞次定律可知，闭合线圈产生感应电流的磁场必然阻碍条形磁铁的振动，使其机械能不断减小，从而做阻尼振动；同时由于条形磁铁在靠近线圈和远离线圈时，穿过闭合线圈的磁通量方向不变，但磁通量的增减情况刚好相反．根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向不断地做周期性变化，即线圈中产生的感应电流是方向变化的电流．图4－7－166．如图4－7－16所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( )A ．先向左，后向右B ．先向左、后向右、再向左C ．一直向右D ．一直向左解析:选D.当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈内产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动，故线圈有相对木板向右运动的趋势，故受到的静摩擦力总是向左．选项D 正确，A 、B 、C 错误．图4－7－177．如图4－7－17所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )A ．整个过程都做匀速运动B ．进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动C ．整个过程都做匀减速运动D ．穿出时的速度一定小于初速度解析:选D.小球的运动主要研究两个阶段:一是球进入磁场的过程，由于穿过小球的磁通量增加，在球内垂直磁场的平面上产生涡流，有电能产生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以产生的电能只能是由球的机械能转化而来，由能的转化与守恒可知，其速度减小；二是穿出磁场的过程，同理可得速度进一步减小，故选项D 正确．图4－7－188．如图4－7－18所示，条形磁铁从h 高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S 断开时，至落地用时t 1，落地时速度为v 1；S 闭合时，至落地用时t 2，落地时速度为v 2，则它们的大小关系正确的是( )A ．t 1＞t 2，v 1＞v 2B ．t 1＝t 2，v 1＝v 2C ．t 1＜t 2，v 1＜v 2D ．t 1＜t 2，v 1＞v 2解析:选D.开关S 断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a ＝g ；当S 闭合时，线圈中有感应电流阻碍磁铁下落，故a ＜g ，所以t 1＜t 2，v 1＞v 2.9．一个半径为r 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环，用一根长为L 的绝缘细绳悬挂于O 点，离O 点下方L 2处有一宽度为L 4、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图4－7－19所示．现使圆环从与悬点O 等高位置A 处由静止释放(细绳张直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( )图4－7－19 A ．mgL B ．mg (L 2＋r ) C ．mg (34L ＋r ) D ．mg (L ＋2r ) 解析:选C.线圈在进入磁场和离开磁场时，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能减少．最后线圈在磁场下面摆动，机械能守恒．在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摆动的整个过程中，金属环减少的机械能为mg (34L ＋r )．图4－7－2010. (2021年高考大纲全国卷Ⅱ)如图4－7－20，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d解析:选D.金属线圈进入与离开磁场的过程中，产生感应电流，线圈受到向上的磁场力即安培力，根据F ＝IlB ，E ＝Bl v ，I ＝E r 可得:F ＝B 2l 2v r ，由此可知线圈所受到的磁场力大小与速度大小成正比．当线圈完全进入磁场时，没有安培力，故F c ＝0；通过水平面b 时，有v 2b ＝2gh ab ，则v b ＝2gh ab ；通过水平面d 时设线圈刚完全进入时的速度为v ′b ，有v 2d－v ′2b ＝2gh bd ，则v d ＝v ′2b ＋2gh bd ，而h bd ＞h ab ，故v d ＞v b ，则F d ＞F b ，所以本题答案为D.二、非选择题图4－7－2111.如图4－7－21所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管A .在弧形轨道上高为h 的地方，无初速度释放一磁铁B (可视为质点)，B 下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A 的中心轴运动，设A 、B 的质量分别为M 、m ，若最终A 、B 速度分别为v A 、v B .(1)螺旋管A 将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能．解析:(1)磁铁B 向右运动时，螺旋管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺旋管A 向右运动．(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A 、B 的动能和螺旋管中的电能，所以mgh ＝12M v 2A ＋12m v 2B ＋E 电．即E 电＝mgh －12M v 2A －12m v 2B . 答案:(1)向右运动 (2)mgh －12M v 2A －12m v 2B 图4－7－2212．如图4－7－22所示，在光滑的水平面上有一半径r ＝10 cm 、电阻R ＝1 Ω、质量m ＝1 kg 的金属环，以速度v ＝10 m/s 向一有界磁场滑去．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B ＝0.5 T ，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环一共释放了32 J 的热量，求:(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环运动的加速度．解析:(1)设刚好有一半进入磁场时，圆环的速度为v ′，由能量守恒，得12m v 2＝Q ＋12m v ′2 此时圆环切割磁感线的有效长度为2r ，圆环的感应电动势E ＝B ·2r ·v ′而圆环此时的瞬时功率P ＝E 2R ＝(B ·2r ·v ′)2R两式联立代入数据可得v ′＝6 m/s ，P ＝0.36 W(2)此时圆环在水平方向受向左的安培力F ＝ILB ，圆环的加速度为a ＝ILB m ＝B 2(2r )2v ′mR ＝6×10－2 m/s 2，方向向左．答案:(1)0.36 W (2)6×10－2 m/s 2 向左。

高中物理 4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动随堂检测(含解析)新人教版选修3-2(2021年最新整理)

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涡流、电磁阻尼和电磁驱动1．（对应要点一）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，而是一种有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解析：涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A对B错。

涡流不仅有热效应,同其他电流一样也有磁效应,C错。

硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错.答案：A2。

（对应要点一)如图4－7－6所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零,曲面光滑，则（）A．若是匀强磁场,金属球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，金属球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度等于h 图4－7－6D．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度小于h解析：若磁场为匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变,不产生感应电流,即无机械能向电能转化,机械能守恒,故A错，B正确;若磁场为非匀强磁场，金属球内要产生电能，机械能减少，故D正确。

答案：BD3。

（对应要点二)如图4－7－7所示,是电表中的指针和电磁阻器,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图4－7－7D．该装置的作用是使指针能很快地稳定解析：当1在磁场2中摆动时，1中产生涡流，阻碍它来回摆动,使其很快地稳定下来.答案：AD4.(对应要点二)如图4－7－8所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等,当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( ) 图4－7－8 A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左解析：根据楞次定律的“阻碍变化"和“来拒去留"，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势,受木板的摩擦力向左,当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确。

高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：涡流、电磁阻尼和电磁驱动(课后习题)【含答案及解析】

第二章电磁感应涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后篇素养形成必备知识基础练1.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.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向,其方向与所产生的感应电流方向相同,只能由楞次定律判断,A 项正确。

2.(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则下列说法中正确的是()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错误,B正确;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错误,D正确。

3.(多选)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小随时间变化而变化。

下列说法中正确的是()A.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变E=ΔBΔt S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=ER=ΔBSΔtR,因为B增大或减小时,ΔBΔt可能减小,可能增大,也可能不变。

故选项A、D正确。

4.(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了()A.增大涡流B.减小涡流C.产生更多的热量D.减小发热量,从而降低涡流强度,减少能量损耗,提高变压器的效率。

5.(2020全国Ⅱ卷)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。

焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。

4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动随堂检测归纳小结(人教高中选修3-2)

1．(对应要点一)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，而是一种有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解析：涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A对B错。

涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C错。

硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错。

答案：A2.(对应要点一)如图4－7－6所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则( )A．若是匀强磁场，金属球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，金属球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度等于h 图4－7－6D．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度小于h解析：若磁场为匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化，机械能守恒，故A错，B正确；若磁场为非匀强磁场，金属球内要产生电能，机械能减少，故D正确。

答案：BD3.(对应要点二)如图4－7－7所示，是电表中的指针和电磁阻器，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图4－7－7D．该装置的作用是使指针能很快地稳定解析：当1在磁场2中摆动时，1中产生涡流，阻碍它来回摆动，使其很快地稳定下来。

答案：AD4.(对应要点二)如图4－7－8所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( ) 图4－7－8A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左解析：根据楞次定律的“阻碍变化”和“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确。

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2021-2022年高中物理4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动随堂检测含解析新人
教版
1．(对应要点一)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，而是一种有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
解析：涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A对B错。

涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C 错。

硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错。

答案：A
2.(对应要点一)如图4－7－6所示，光滑金属球从高h
的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，
曲面光滑，则( )
A．若是匀强磁场，金属球滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，金属球滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度等于h 图4－7－6
D．若是非匀强磁场，金属球滚上的高度小于h
解析：若磁场为匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化，机械能守恒，故A错，B正确；若磁场为非匀强磁场，金属球内要产生电能，机械能减少，故D正确。

答案：BD
3.(对应要点二)如图4－7－7所示，是电表中的指针和电
磁阻器，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图4－7－7
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
解析：当1在磁场2中摆动时，1中产生涡流，阻碍它来回摆动，使其很快地稳定下来。

答案：AD
4.(对应要点二)如图4－7－8所示，矩形线圈放置在水
平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离
相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( ) 图
4－7－8
A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左
C．一直向右D．一直向左
解析：根据楞次定律的“阻碍变化”和“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确。

答案：D34335 861F 蘟,25767 64A7 撧34782 87DE 蟞39162 98FA 飺25682 6452 摒 23088 5A30 娰iQY27915 6D0B 洋37461 9255 鉕!。

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