物理选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步训练题
展开这是一份物理选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步训练题,共8页。试卷主要包含了下列说法中正确的是,下列应用中与涡流无关的是,关于电磁阻尼,下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
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)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,其方向一定是沿逆时针方向
2.(多选)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,而使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.(多选)下列磁场垂直加在金属圆盘上能产生涡流的是 ( )
4.(2021浙江嘉兴五中高二上期中)如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图。炉子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不断变化的,这个变化的磁场又会引起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,所以感应电流会在锅底产生热效应,这些热能便起到加热食物的作用。因为电磁炉是以电磁感应产生电流,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。以下说法正确的是 ( )
A.最好使用铝锅或铜锅
B.最好使用平底不锈钢锅或铁锅
C.最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅
D.在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热铁锅
5.(2021陕西汉中高二上质检)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
题组三 电磁阻尼和电磁驱动
6.(2019江苏常州高二期中)(多选)关于电磁阻尼,下列说法正确的是 ( )
A.当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力总是阻碍导体运动的现象称为电磁阻尼
B.磁电式仪表利用电磁阻尼原理使指针迅速停下来,从而便于读数
C.电磁阻尼是导体因感应电流受到的安培力对导体做负功的现象,阻碍导体运动
D.电磁阻尼现象实质上不是电磁感应现象,但分析时同样遵循楞次定律
7.(2021江苏徐州高二上期末)如图所示,磁电式电流表的线圈常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,铝框的两端装有转轴,转轴的两边各有一个螺旋弹簧(绕制方向相反)。关于磁电式电流表,下列说法正确的是 ( )
A.线圈通电后,由于螺旋弹簧的弹力作用,可以使指针尽快稳定下来
B.线圈通电后,由于铝框中的电磁阻尼作用,可以使指针尽快稳定下来
C.线圈骨架换成塑料,通电后也可以使指针尽快稳定下来
D.在运输时要把正负接线柱用导线连在一起,主要是为了增强铝框中的电磁阻尼作用
能力提升练
题组一 涡流的产生及应用
1.(2021江苏启东中学高二上月考,)(多选)某手持式考试金属探测器如图所示,它能检查出考生违规携带的电子通讯储存设备。工作时,探测环中的发射线圈通以非均匀变化的电流,附近的被测金属物中感应出电流,感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流,使探测器发出警报。则 ( )
A.被测金属物中产生的是恒定电流
B.被测金属物中产生的是变化电流
C.违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到
D.探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报
题组二 电磁阻尼和电磁驱动的比较及应用
2.(2021浙江嘉兴高二上期末,)如图甲所示,OO'轴沿竖直方向,把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间,蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO'轴转动,不计摩擦;如图乙所示,闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升,设环的初速度为零,不计摩擦,整个曲面处在垂直纸面的磁场中(图中未画出),下列说法正确的是 ( 易错 )
A.图甲中当逆时针(从上向下看)转动蹄形磁铁时,磁铁的磁极未知,故线圈转动方向未知
B.图甲中当蹄形磁铁不动时,给闭合线圈一初速度,使其沿OO'轴转动,由于不计摩擦,线圈将匀速转动
C.图乙中若磁场为非匀强磁场,因圆环面积不变,可知圆环磁通量不变,故圆环机械能守恒,滚上的高度仍为h
D.图乙中若磁场为非匀强磁场,圆环滚下过程中,圆环内有感应电流
3.(2020北京平谷二模,)如图1所示是一个电磁阻尼现象演示装置,钢锯条上端固定在支架上,下端固定有强磁铁,将磁铁推开一个角度释放,它会在竖直面内摆动较长时间;如图2所示,若在其正下方固定一铜块(不与磁铁接触),则摆动迅速停止。关于该实验,以下分析与结论正确的是 ( )
A.如果将磁铁的磁极调换,重复实验将不能观察到电磁阻尼现象
B.用闭合的铜制线圈替代铜块,重复实验将不能观察到电磁阻尼现象
C.在图2情况中,下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少
D.在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力
4.(2021江苏苏州高三下模拟,)物理课上老师做了这样一个实验:将一平整、厚度均匀且足够长的铜板固定在绝缘支架上,一质量为m的永磁体放置在铜板的上端,t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的初速度,永磁体将沿斜面向下运动,如图所示。假设永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变,且f<mg sin θ(式中θ为铜板与水平面的夹角),取铜板下端所在水平面为重力势能的零势能面。则下图中关于永磁体在下滑过程中的速率v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的图像一定错误的是 ( )
A B C D
答案全解全析 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 基础过关练 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,其电场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 在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;当磁场变强时,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.BCD 只有垂直加在金属圆盘上的是变化的磁场,才会引起磁通量的变化,使金属圆盘内产生涡流,选项B、C、D正确,A错误。 4.B 铝和铜不是磁性材料,所以电磁炉不能用这两种材料制作的锅具,最好使用平底不锈钢锅或铁锅,A错误,B正确;陶瓷、玻璃在磁场中不会产生感应电流,则不能使用陶瓷锅或耐热玻璃锅,C错误;因为磁感线能穿过白纸,铁质锅具底部有足够的磁感线穿过,故电磁炉能正常工作,D错误。故选B。 5.D 高频感应冶炼炉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,与涡流有关,A错误;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错误;家用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表盘上相互作用,会产生推动铝质表盘从左向右的正向转动,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错误;闭合线圈在匀强磁场中转动,切割磁感线产生的电流属于一般的电磁感应,不是涡流,与涡流无关,D正确。故选D。 6.ABC 根据电磁阻尼的定义知,当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力总是阻碍导体运动的现象称为电磁阻尼,选项A正确;磁电式仪表利用电磁阻尼原理使指针迅速停下来,从而便于读数,选项B正确;电磁阻尼是导体因感应电流受到的安培力对导体做负功的现象,阻碍导体运动,选项C正确;电磁阻尼现象实质上是电磁感应现象,分析时不仅遵循楞次定律,同样也遵循法拉第电磁感应定律,选项D错误。 7.B 线圈用铝框做骨架,当线圈在磁场中转动时,导致穿过铝框的磁通量变化,从而产生感应电流,出现安培阻力,使其很快停止摆动,利用了铝框的电磁阻尼作用,A错误,B正确;塑料做骨架,因不能导电则达不到电磁阻尼的作用,C错误;在运输时要把正负接线柱用导线连在一起,是接通回路使铝框中的电磁阻尼作用产生,而不能使之增强,D错误。故选B。 能力提升练 1.BD 探测环中的发射线圈通以非均匀变化的电流,被测金属物中产生的是变化电流,A错误,B正确;违规携带的物品只要是金属就会被探测到,C错误;因为探测环中的发射线圈通以非均匀变化的电流,被测金属物中的磁通量也是变化的,所以探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报,D正确。故选B、D。 2.D 当逆时针(从上向下看)转动蹄形磁铁时,根据楞次定律可知,为阻碍磁通量变化,则线圈与磁铁转动方向相同,A错误;当蹄形磁铁不动时,闭合线圈以某一初速度绕OO'轴转动,切割磁感线,产生感应电流,线圈受到的安培力阻碍线圈的转动,则线圈做减速转动,B错误;若题图乙中磁场是非匀强磁场,闭合金属环滚动过程中,磁通量变化,环中产生感应电流,金属环的一部分机械能转化为电能,金属环在曲面另一侧滚上的高度减小,D正确,C错误。故选D。 易混易错 电磁阻尼、电磁驱动现象中安培力的效果是阻碍相对运动,应注意电磁驱动中阻碍的效果,导体的运动速度要小于磁铁的运动速度。 3.C 此实验的原理是:当磁铁在铜块上方摆动时,在铜块中产生涡流,涡流的磁场阻碍磁铁的运动。如果将磁铁的磁极调换,重复实验仍能观察到电磁阻尼现象,选项A错误;用闭合的铜制线圈替代铜块,仍能在线圈中产生感应电流,从而对磁铁的运动产生阻碍作用,则重复实验仍能观察到电磁阻尼现象,选项B错误;在图2情况中,磁铁下摆和上摆过程中,铜块中均会产生涡流,从而消耗机械能,则磁铁和锯条组成的系统机械能均减少,选项C正确;在摆动过程中,铜块对磁铁有阻碍作用,同时铜块也要受磁铁的作用力,选项D错误。 4.C 永磁体下滑时由于涡流的产生会有阻尼作用,且随速度的增大而增大,永磁体所受的摩擦力不变,由mg sin θ-f-f阻尼=ma可知,若开始时a>0,随着永磁体的加速下滑,阻尼作用增大,则加速度逐渐减小,v-t图线的斜率减小,A可能正确;若开始下滑时满足mg sin θ-f-f阻尼=0,则永磁体匀速下滑,此时动能不变,B可能正确;永磁体下滑时重力势能逐渐减小,但是不会趋近于某一定值,C错误;永磁体下滑过程中,由于有电能产生,则机械能逐渐减小,若刚开始下滑时其加速度向下,则在一定时间内,其机械能会减小得越来越快,D可能正确。因选错误的,故选C。
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