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人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步达标检测题
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步达标检测题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）
1. 在电磁感应现象中，下列说法正确的是( )
A. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B. 闭合线圈在磁场内作切割磁感线运动，线圈内可能会产生感应电流
C. 真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用
2. 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中的下落时间比在Q中的长B. 落至底部时在P中的速度比在Q中的长
C. 在P和Q中都做自由落体运动D. 在两个下落过程中的机械能都守恒
3. 下列现象中利用的原理主要不是电磁感应的是( )
A. 如图甲所示，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内的金属能迅速熔化
B. 如图乙所示，安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时，会触发报警
C. 如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来
D. 如图丁所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来
4. 以下四图都与电磁感应有关，下列说法正确的是( )
A. 真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
B. 当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动
C. 金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属
D. 磁电式仪表，把线因绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用
5. 关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是( )
A. 金属探测器、探测地雷的探雷器利用涡流工作
B. 变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯利用涡流工作
C. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
D. 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉是利用涡流来产生热量
6. 如图所示，一根两端开口的铜管竖直放置，一磁性较强的柱形磁体从上端放入管中，过了较长时间才从铜管下端落出，比自由落体慢了许多．则( )
A. 磁体下落变慢，主要是由于磁体受到了空气的阻力
B. 磁体下落变慢，主要是由于磁体受到金属铜的吸引
C. 铜管对磁体的作用力方向始终向上
D. 铜管内感应电流方向保持不变
7. 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“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，当圆盘绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着圆盘一起转动，但略有滞后。下列说法正确的是
A. 圆盘上没有产生感应电动势
B. 圆盘内产生从边缘到中心的感应电流
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. 圆盘内产生涡流，此电流产生的磁场导致磁针转动
8. 如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平面上，轨道的圆心处固定了一条形磁铁。一半径为r、质量为m的金属球从半圆轨道的一端由静止释放(金属球紧贴轨道，其球心在半圆轨道的水平直径上)，金属球在轨道上来回往复运动，重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 由于没有摩擦，金属球来回往复运动时，每次都能到达相同的高度
B. 金属球第一次到达轨道最低点的速度是v= 2g(R−r)，后续每次到达最低点的速度都小于v= 2g(R−r)
C. 金属球最终停在轨道最低点，运动过程中系统产生的总热量为mg(R−r)
D. 金属球运动过程中有感应电动势产生，但因没有闭合回路，所以没有产生感应电流。
9. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示(上方为侧视图，下方为真空室的俯视图)，当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是( )
A. 电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B. 电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C. 电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速
D. 根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
10. 如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是( )
A. 回路中有大小和方向作周期性变化的电流
B. 回路中电流大小恒定，且等于BL2ω2R
C. 回路中电流方向不变，且从a导线流进灯泡，再从b导线流向旋转的铜盘
D. 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过
11. 如图所示为实验室演示电磁阻尼的一阻尼摆的简化图，其摆片材质一般为铜制材料。实验时发现，当电磁铁线圈没有通电时，阻尼摆可以摆动很长时间才停下来，而电磁铁线圈中通电时，阻尼摆很快会停下来。下列说法正确的是
A. 若把摆片材质换成玻璃的，效果更明显
B. 摆片刚进入磁场的瞬间，一定立即做减速运动
C. 摆片在进入和离开磁场的两个过程中产生的感应电流方向相同
D. 阻尼摆很快停下来是因为在摆片中产生涡流，从而受安培力做负功，阻碍其运动，使之很快停下来
12. 在如图甲所示的电路中，电阻R1=R2=R，圆形金属线圈半径为r1，线圈导线的电阻也为R，半径为r2(r2A. 线圈中产生的感应电动势的大小为B0πr12t0B. 电容器下极板带负电
C. t0时间内流过R1的电量为B0πr22RD. 稳定后线圈两端的电压为2B0πr223t0
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
13. 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自由旋转的圆柱形磁铁，如图所示。实验中，让圆盘旋转起来，下列说法正确的是( )
A. 圆盘上产生了电动势．
B. 磁铁也会旋转起来．
C. 在圆盘转动的过程中，磁铁的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化．
D. 圆盘内不会产生涡流．
14. 如图甲、乙、丙所示，三根粗细都相同、长度均为L=1.25m的空心管竖直放置，甲是绝缘体，乙是导体，丙是带缝的导体，取三个质量均为m=2×10−2kg的磁体，分别从三根管的上端开口由静止释放(在管内下落过程中与管壁无碰撞);如图丁所示，用一导线对折后绕制(双线并绕法)成线圈，让条形磁体从线圈的上端由静止开始下落穿过线圈(与线圈无接触)，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 甲中的磁体穿过绝缘体的过程所需要的时间小于0.5s
B. 乙中的磁体运动到管的下端时的动量小于0.1kg⋅m/s
C. 丙中的磁体穿过导体的过程，重力的冲量等于0.1N⋅s
D. 丁中的条形磁体一直做自由落体运动
15. 如图为投币机中一种测量硬币某种特性的装置，硬币可竖直通过两线圈中间的狭缝。发射线圈L1的匝数为N1，接有频率为f、电压为U1的低频交流电。接收线圈L2的匝数为N2，在不同情况下，接收线圈输出的电压U2会发生改变，下列说法正确的是
A. 无硬币通过时，若L1与L2为完全相同的线圈，则U2=U1
B. 无硬币通过时，若只增大U1，则U2也增大
C. 硬币通过狭缝时，硬币中会产生感应电流
D. 硬币通过狭缝的全过程中，其加速度不变
三、填空题（本大题共3小题，共12.0分）
16. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。为使电子加速，感生电场的方向应该沿 方向(填“顺时针”或“逆时针”)，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该 (填“增大”或“减小”)。
17. 某同学设计了如图所示的实验装置：用铁架台固定竖直放置的通电螺线管，靠近螺线管正下方共轴放置一光滑绝缘盘，盘中排列着一系列相同的带负电塑料小球，由于小球间彼此相互排斥，它们在盘边缘处静止。请推测当电键S突然闭合的瞬间，螺线管中的磁场方向______(填“向上”或“向下”)；盘中小球将______(填“静止”、“俯视时逆时针移动”或“俯视时顺时针移动”)。
18. 图示是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通有高频交变电流的线圈，B是自行车的零件，a是待焊接的接口，接口两端接触在一起。当A中通以交变电流时，B中会产生感应电动势，使得接口处的金属熔化而焊接起来。
(1)在其他条件不变的情况下，交变电流的频率越高，金属熔化得越______(填“快”或“慢”)。
(2)在焊接过程中，接口a处最先被熔化的原因是_________________________。
四、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
19. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中，某研究小组要测量某节干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：电压表V、电流表A、滑动变阻器R1(0∼10Ω)、滑动变阻器R2(0∼1000Ω)、一节干电池、开关及若干导线。
(1)小组设计了如图1所示的电路，则滑动变阻器应该选 。
(2)该研究小组利用以上实验装置，根据所测数据作出U−I图像，如图2所示根据该图像可知该电源的电动势E= V，内阻r= Ω。(E和r均保留三位有效数字)
(3)(多选)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是( )
A.本实验用到了控制变量法
B.本实验原线圈可以接到学生电源的直流输出端
C.变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
D.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流
20. (1)某同学欲将如图1所示的微安表改装成量程为4V的电压表。已知微安表的内阻为300Ω，需要______ (选填“串联”或“并联”)R= ______ Ω的电阻。
(2)该同学用改装后的电压表测量某段电路两端的电压时，指针所指位置如图2所示，则所测的电压为______ V。
(3)微安表在运输时需要用导体把正负两个接线柱连在一起，请说明这样做的理由：______。
五、简答题（本大题共3小题，共9.0分）
21. 如图甲所示，实线为均匀的金属圆环，环面积S1=0.8 m2，总电阻R=0.2 Ω；与环同心的虚线圆形区域内有垂直于环平面的匀强磁场，匀强磁场区域的面积S2=0.4 m2，当磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化时，求：
(1)环消耗的电功率P；
(2)在1～3 s内，通过环的某横截面的电量．
22. 如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与电阻R1连接成闭合回路，其中R1=2R，线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内，存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。已知图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0到t1时间内：
(1)求通过电阻R1的电流大小；
(2)求通过电阻R1的电荷量q及电阻R1产生的热量
23. 在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求：
a.金属环中感应电动势E感大小；
b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查感应电流产生的条件、电磁感应定律、涡流和电磁阻尼等物理知识，但考查基本概念，难度较低，解题关键掌握基本概念。
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小除与线圈匝数有关外，还与磁通量变化快慢有关；
根据感应电流的产生条件进行分析；
真空冶炼炉的工作原理是炉内金属产生涡流，使自身熔化；
磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用。
【解答】
A.根据法拉第电磁感应定律E=nΔΦΔt知磁通量的变化量大，磁通量的变化率不一定大，感应电动势不一定大，故A错误。
B.当穿过闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流．部分电路做切割磁感线运动，磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。
C.真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是炉体产生涡流，故C错误；
D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故D正确；
故选B。
2.【答案】A
【解析】
【分析】
当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因为磁场对电流有作用，从而产生安培阻力，对于塑料管没有任何阻碍，从而即可求解。
本题考查安培力产生原因，注意感应电流产生条件，理解涡流的概念。
【解答】
C.当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因为磁场对电流有作用，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，做自由落体运动，故C错误；
A.在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故A正确；
B.根据能量守恒可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在P中的速度比在Q中的小，故B错误；
D.由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故D错误。
故选A。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
电磁感应：闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电动势的现象。从能的转化上看是其他形式的能转化为电能。
在电和磁这一部分中，学到了很多电学设备，每个设备的制成原理是经常考查的知识点．要在理解的基础上，记住这些基础知识。
【解答】
A.真空冶炼炉中的线圈通有高频电流，由于电磁感应，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使其达到很高的温度;
B.金属物体过安检门时，金属物在安全门的磁场中发生电磁感应现象内部出现感应电流，感应电流产生的磁场反作用于安检门发生报警；
C.导电液体之所以会旋转，是因为安培力的作用，不是电磁感应现象；
D.磁场中旋转铜盘由于切割磁感线发生电磁感应内部产生环形电流，电流在磁场力作用下使圆盘很快停下来，此为电磁阻尼现象；
本题选择不是电磁感应的，故选C。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了涡流、电磁驱动和阻尼。金属探测器、真空冶炼炉利用了涡流；B选项是电磁驱动；磁电式仪表利用了电磁阻尼。
【解答】
A.真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应现象，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属，故A正确；
B.根据电磁驱动原理，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动，故B错误；
C.金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故C错误；
D.磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，铝框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，故D错误。
故选A。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流；涡流会在导体中产生大量的热量，闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流，从而出现安培阻力。磁电式仪表是利用通电导线在磁场中受力原理来工作的。
本题主要考查关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动的相关知识．
【解答】
A.金属探测器、探雷器中辐射的变化磁场遇到金属物体，在金属物体上产生涡流，故是利用涡流工作，故A正确；
B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠压成铁芯，是为了防止涡流，而不是利用涡流，故B错误；
C.铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，故C正确；
D.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。
本题选错误的，故选B。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
根据电磁阻尼知磁体下落，变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力，铜管对磁体的作用力方向始终向上，所以磁体下落变慢；铜管对磁体先有向上的斥力，再有向上的吸引力，根据楞次定律知电流方向发生改变。
本题主要考查电磁阻尼、涡流、楞次定律。
【解答】
ABC.磁体下落变慢，产生该现象的原因是磁体下落，变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力，铜管对磁体的作用力方向始终向上，故AB错误，C正确；
D. 根据楞次定律知铜管对磁体先有向上的斥力，再有向上的吸引力，电流方向发生改变，故D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
通过题意明确涡流的产生，再根据磁极和电流间的相互作用分析磁铁的运动．
本题要注意明确电流的形成不是因为自由电子运动，而是由于圆盘切割磁感线产生了电动势，从而产生了涡流．
【解答】
A.圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故A错误；
BD.圆盘在径向的金属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，从而形成涡流，但方向不是从从边缘到中心，涡流产生的磁场又导致磁针转动，故B错误，D正确；
C.由于圆盘面积不变，距离磁针的距离不变，故在磁针的磁场中，穿过整个圆盘的磁通量没有变化，故C错误。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了感应电流产生的条件及能量守恒定律，要知道感应电流产生的条件闭合回路、磁通量变化。要注意本题中感应电流被称为涡流。
根据感应电流产生条件判断有无感应电流产生，根据能量守恒确定金属球第一次到达轨道最低点的速度，并分析系统产生的总热量。
【解答】
A、金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球要产生热量，机械能不断地减少，所以金属球能到达的最大高度不断降低，直至金属球停在半圆轨道的最低点，故A错误；
B、从开始到金属球第一次到达轨道最低点的过程，根据能量守恒定律得mg(R−r)=Q+12mv2，可知，v< 2g(R−r)，由于机械能不断减少，所以，后续每次到达最低点的速度都小于v= 2g(R−r)，故B错误。
C、金属球最终停在轨道最低点，根据能量守恒定律得系统产生的总热量Q总=mg(R−r)，故C正确。
D、金属球运动过程中有感应电动势产生，在金属球内形成闭合回路，所以能产生感应电流，故D错误。
9.【答案】A
【解析】电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反．.电子沿逆时针方向运动，所以当电场沿顺时针方向时电子被加速。
如果电流变大，电磁铁产生的磁场((方向向上))变强，根据楞次定律，真空室中的感生电场的感生电场的电场线沿顺时针方向，能使电子加速。
本题要理解麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，电子受到的是变化的电场力，做的是非匀速圆周运动，故加速度不指向圆心。
A.当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A正确；
B.洛伦兹力恒不做功，不会对电子加速，B错误；
C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C错误；
D.电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D错误。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生大小和方向不变的电流．根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式E=12BωL2和闭合电路欧姆定律可求出感应电流的大小．由右手定则判断出感应电流的方向．
本题考查运用物理知识分析实际问题的能力．此题是电磁感应问题，基本规律有楞次定律或右手定则、法拉第电磁感应定律．
【解答】
AC.把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流向铜盘，方向不变，故A错误，C错误。
B.回路中感应电动势为E=BLv−=12BωL2，所以电流I=ER=BωL22R，故B正确。
D.当铜盘不动，磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，但没有电流通过灯泡，故D错误。
故选：B。
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查电磁阻尼。阻尼摆的原理是电磁感应现象，在摆片中产生涡流从而受安培力做负功，阻碍其运动。摆片进入磁场区域的过程中，受到安培力、重力以及杆的拉力；根据楞次定律可判断摆片在进入和离开磁场的两个过程中产生的感应电流方向的关系，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.阻尼摆的原理是电磁感应现象，若把摆片材质换成玻璃的，不能产生电磁感应现象，故A错误；
B.摆片刚进入磁场的瞬间，有感应电流产生，受到安培力作用，但由于在摆片进入磁场区域时，还受到重力和杆的拉力，不知道合力的情况，所以不能判断出摆片是否做减速运动，故B错误；
C.摆片在进入磁场的过程中磁通量增加，摆片在离开磁场的过程中磁通量减小，根据楞次定律可知，摆片在进入和离开磁场的两个过程中产生的感应电流方向相反，故C错误；
D.阻尼摆很快停下来是因为在摆片中产生涡流，从而受安培力做负功，阻碍其运动，使之很快停下来，故D正确。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
由B−t图像的斜率读出磁感应强度的变化率ΔBΔt，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小，从而求出路端电压、流过R1的电荷量，再由楞次定律判断出感应电流的方向从而确定电容器带电情况。
【解答】
A.根据法拉第电磁感应定律，E=nΔΦΔt=ΔBΔtS=B0πr22t0，故A错误；
B.根据楞次定律可知，线圈产生顺时针方向的电流，则电容器下极板带正电，故B错误；
C.根据闭合电路欧姆定律可知，电流I=E3R=B0πr223Rt0，则流过R1的电量q=It0=B0πr223R，故C错误；
D.路端电压U=2IR=2B0πr223t0，故D正确。
故选D。
13.【答案】AD
【解析】
【分析】
本题考查感应电流和感应电动势的产生及涡流产生的条件，基础题目。
根据对称性得出圆盘磁通量的变化情况，从而得出圆盘上感应电流情况，结合感应电动势产生条件得出圆盘上感应电动势情况，从而分析是否存在涡流，分析圆盘与磁铁间磁场力情况，得出磁铁的旋转情况即可判断。
【解答】
铜圆盘旋转过程中，由对称性知，穿过圆盘的磁通量不发生变化，则圆盘中不会产生感应电流，由于圆盘上沿半径方向可看成无数多金属条，圆盘旋转过程中，这些金属条切割磁感线，则圆盘上会产生感应电动势，由对称性知，与圆心距离相等的位置与圆心的电势差相同，则圆盘上不会有涡流产生，可见圆盘与磁铁之间没有磁场力作用，则磁铁不会旋转起来。故AD正确，BC错误。
14.【答案】BD
【解析】
【分析】
分析磁铁在不同管中的运动情况，磁体在下落中会使金属导体产生电磁感应，从而使磁体的下落变慢；而绝缘体不会发生电磁感应，磁铁做自由落体运动；磁铁在带缝的导体中有涡流产生；丁图中没有感应电流，条形磁体一直做自由落体运动。
【解答】
A、甲管是绝缘体，磁体穿过绝缘体的过程不产生电磁感应，磁铁做自由落体运动，则运动时间t= 2ℎg=0.5s，故A错误；
B、乙是导体，磁铁下落过程中产生感应电流，动能的增加量小于重力势能的减小量，则12mv2C、丙图中虽然有裂缝，磁铁穿过导体的过程中，仍有涡流产生，则穿过导体的运动时间大于0.5s，重力的冲量大于0.1N⋅s；故C错误；
D、对丁图，条形磁铁通过线圈时，两个线圈产生的感应电动势的方向相反，没有感应电流，则条形磁体一直做自由落体运动，故D正确。
15.【答案】BC
【解析】
【分析】
【分析】无硬币通过时，由于由漏磁，不符合理想变压器规律；
硬币通过狭缝时，硬币中会产生涡流，根据楞次定律分析加速变化。
解决本题的关键是掌握楞次定律的另一种表述，感应电流引起的效果阻碍磁通量的变化。
【解答】
【解答】A、无硬币通过时，若L1与L2为完全相同的线圈，由于由漏磁，则U2小于U1,故A错误 ；
B、无硬币通过时，若只增大U1，通过接收线圈L2的磁通量变化率增大，则U2也增大，故B正确；
C、硬币通过狭缝时，硬币中磁通量发生变化，会产生涡流，故C正确；
D、根据楞次定律。硬币通过狭缝的全过程中，会收到向上的安培力，但安培力并不恒定，其加速度变化，故D错误。
故选 BC。
16.【答案】顺时针；增加
【解析】
【分析】
电子要加速，则电场力的方向与电子运动方向一致，由于电子受力方向与场强方向相反，据此即可判断感生电场的方向；当通以电流时，会影响线圈中的磁通量，根据楞次定律即可判断电流的变化。
解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场磁通量的变化。
【解答】
由于是电子，受到电场力方向与电子速度方向相反，为使电子加速，感生电场的方向应该与电子的运动方向相反，所以感生电场的方向应该沿顺时针方向；当电磁铁中应通以方向如图所示，大小增强的电流，线圈中的磁场就增大了，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍它增大所以感生电场俯视图为顺时针方向。
17.【答案】向上 俯视时逆时针移动
【解析】解：根据右手螺旋法则可知当电键S突然闭合的瞬间，螺线管中的磁场方向向上。
由于在电键S突然闭合的瞬间，螺线管中的磁场突然向上增大，根据楞次定律可知带负电的小球俯视时逆时针移动。
故答案为：向上；俯视时逆时针移动。
根据右手螺旋法则判定磁场分析；线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生变化的电场，从而导致带电小球受到电场力，使其转动。
考查右手螺旋定则和楞次定律，简单题目。
18.【答案】快；接口处电阻大，产生热量多。
【解析】
【分析】
本题高频焊接是电磁感应原理的实际应用，根据电磁感应的普遍规律来分析、理解。
高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析电流变化的频率与焊缝处的温度升高的关系，焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高。
【解答】
(1)高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快；(2)焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高。
故答案为：快；接口处电阻大，产生热量多。
19.【答案】 (1)R1;
(2) 1.50，2.67 ;
(3)AD
【解析】略
20.【答案】(1)串联；19700 ；(2)1.7 ；(3)微安表在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，利用了电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏
【解析】解：(1)把微安表改装成电压表需要串联一个分压电阻，已知微安表的量程为I=200μA=2×10−4A，微安表的内阻Rg为300Ω，
分压电阻阻值为：R0=UIg−Rg=42×10−4Ω−300Ω=19700Ω；
(2)图2读数为I ′=85μA=8.5×10−5A，根据串并联电路特点与欧姆定律，所测的电压U ′=I ′(R0+Rg)=8.5×10−5×(19700+300)V=1.7V；
(3)微安表在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，利用了电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏。
故答案为：(1)串联；19700；(2)1.7 ；(3)利用了电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏
根据电压表的改装原理、应用串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。
本题考查了电压表的改装，知道实验原理、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
21.【答案】解：(1)环中的感应电动势：
E=ΔΦΔt=ΔBΔt⋅S2=0.15×0.4=0.06V，
环中的感应电流：
I=ER=，
环消耗的电功率：
P=I2R=0.32×0.2=1.8×10−2W；
(2)在1s～3s内，通过环的横截面的电量：
q=It=0.3×2=0.6C。
答：(1)环消耗的电功率P=1.8×10−2W；
(2)在1s～3s内，通过环的某横截面的电量0.6C。
【解析】本题关键是由图象求得圆环中产生的感应电动势，其余都是基础应用。
(1)由可求圆环中产生的感应电动势，由电流定义式可得电流，进而求得环消耗的功率；
(2)由电流定义式可得：q=It求在1s～3s内，通过环的某横截面的电量。
22.【答案】解：
(1)由图象分析可知，0至t1时间内ΔBΔt=B0t0，由法拉第电磁感应定律有：E=nΔΦΔt=nΔBΔtS，且S=πr22
由闭合电路欧姆定律有：I1=ER1+R，联立以上各式解得，通过电阻R1上的电流大小为：I1=nB0πr223Rt0．
(2)通过电阻R1上的电量：q=I1t1=nB0πr223Rt0t1；通过电阻R1上产生的热量为：Q=I12R1t1=2n2B02π2r24t19Rt02
答：
(1)通过电阻R1上的电流大小为nB0πr223Rt0；
(2)通过电阻R1上的电量nB0πr223Rt0t1，电阻R1上产生的热量为2n2B02π2r24t19Rt02．
【解析】(1)由B−t图象的斜率读出磁感应强度的变化率ΔBΔt，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小．
(2)由公式q=It求出通过电阻R1上的电量q，由焦耳定律求出电阻R1上产生的热量．
本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律的综合应用，应用法拉第定律时要注意s是有效面积，并不等于线圈的面积．
23.【答案】解：a、根据闭合电路的欧姆定律可得金属环中感应电动势E感=I(R0+R)；
b、金属环中电子从a沿环运动b的过程中，感生电场力F做的功：W=F⋅2πr，
由电动势的定义式可得：E感=We
即eE感=W，也就是eI(R0+R)=F⋅2πr，
解得：F=I(R0+R)e2πr。
所以金属圆环中自由电子受到的感生电场力：F=I(R0+R)e2πr。
答：a.金属环中感应电动势E感大小为I(R0+R)；
b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小为I(R0+R)e2πr。
【解析】a、根据闭合电路的欧姆定律求解金属环中感应电动势；
b、求出金属环中的电子在转动一周过程中非静电力做的功，由电动势的定义式求解金属圆环中自由电子受到的感生电场力。
本题主要是考查闭合电路的欧姆定律以及非静电力做功的计算，知道在电源内部是由非静电力做功使自由电荷发生定向移动。
一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）
1. 在电磁感应现象中，下列说法正确的是( )
A. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B. 闭合线圈在磁场内作切割磁感线运动，线圈内可能会产生感应电流
C. 真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用
2. 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中的下落时间比在Q中的长B. 落至底部时在P中的速度比在Q中的长
C. 在P和Q中都做自由落体运动D. 在两个下落过程中的机械能都守恒
3. 下列现象中利用的原理主要不是电磁感应的是( )
A. 如图甲所示，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内的金属能迅速熔化
B. 如图乙所示，安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时，会触发报警
C. 如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来
D. 如图丁所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来
4. 以下四图都与电磁感应有关，下列说法正确的是( )
A. 真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
B. 当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动
C. 金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属
D. 磁电式仪表，把线因绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用
5. 关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是( )
A. 金属探测器、探测地雷的探雷器利用涡流工作
B. 变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯利用涡流工作
C. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
D. 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉是利用涡流来产生热量
6. 如图所示，一根两端开口的铜管竖直放置，一磁性较强的柱形磁体从上端放入管中，过了较长时间才从铜管下端落出，比自由落体慢了许多．则( )
A. 磁体下落变慢，主要是由于磁体受到了空气的阻力
B. 磁体下落变慢，主要是由于磁体受到金属铜的吸引
C. 铜管对磁体的作用力方向始终向上
D. 铜管内感应电流方向保持不变
7. 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“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，当圆盘绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着圆盘一起转动，但略有滞后。下列说法正确的是
A. 圆盘上没有产生感应电动势
B. 圆盘内产生从边缘到中心的感应电流
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. 圆盘内产生涡流，此电流产生的磁场导致磁针转动
8. 如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平面上，轨道的圆心处固定了一条形磁铁。一半径为r、质量为m的金属球从半圆轨道的一端由静止释放(金属球紧贴轨道，其球心在半圆轨道的水平直径上)，金属球在轨道上来回往复运动，重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 由于没有摩擦，金属球来回往复运动时，每次都能到达相同的高度
B. 金属球第一次到达轨道最低点的速度是v= 2g(R−r)，后续每次到达最低点的速度都小于v= 2g(R−r)
C. 金属球最终停在轨道最低点，运动过程中系统产生的总热量为mg(R−r)
D. 金属球运动过程中有感应电动势产生，但因没有闭合回路，所以没有产生感应电流。
9. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示(上方为侧视图，下方为真空室的俯视图)，当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是( )
A. 电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B. 电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C. 电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速
D. 根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
10. 如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是( )
A. 回路中有大小和方向作周期性变化的电流
B. 回路中电流大小恒定，且等于BL2ω2R
C. 回路中电流方向不变，且从a导线流进灯泡，再从b导线流向旋转的铜盘
D. 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过
11. 如图所示为实验室演示电磁阻尼的一阻尼摆的简化图，其摆片材质一般为铜制材料。实验时发现，当电磁铁线圈没有通电时，阻尼摆可以摆动很长时间才停下来，而电磁铁线圈中通电时，阻尼摆很快会停下来。下列说法正确的是
A. 若把摆片材质换成玻璃的，效果更明显
B. 摆片刚进入磁场的瞬间，一定立即做减速运动
C. 摆片在进入和离开磁场的两个过程中产生的感应电流方向相同
D. 阻尼摆很快停下来是因为在摆片中产生涡流，从而受安培力做负功，阻碍其运动，使之很快停下来
12. 在如图甲所示的电路中，电阻R1=R2=R，圆形金属线圈半径为r1，线圈导线的电阻也为R，半径为r2(r2
C. t0时间内流过R1的电量为B0πr22RD. 稳定后线圈两端的电压为2B0πr223t0
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
13. 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自由旋转的圆柱形磁铁，如图所示。实验中，让圆盘旋转起来，下列说法正确的是( )
A. 圆盘上产生了电动势．
B. 磁铁也会旋转起来．
C. 在圆盘转动的过程中，磁铁的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化．
D. 圆盘内不会产生涡流．
14. 如图甲、乙、丙所示，三根粗细都相同、长度均为L=1.25m的空心管竖直放置，甲是绝缘体，乙是导体，丙是带缝的导体，取三个质量均为m=2×10−2kg的磁体，分别从三根管的上端开口由静止释放(在管内下落过程中与管壁无碰撞);如图丁所示，用一导线对折后绕制(双线并绕法)成线圈，让条形磁体从线圈的上端由静止开始下落穿过线圈(与线圈无接触)，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 甲中的磁体穿过绝缘体的过程所需要的时间小于0.5s
B. 乙中的磁体运动到管的下端时的动量小于0.1kg⋅m/s
C. 丙中的磁体穿过导体的过程，重力的冲量等于0.1N⋅s
D. 丁中的条形磁体一直做自由落体运动
15. 如图为投币机中一种测量硬币某种特性的装置，硬币可竖直通过两线圈中间的狭缝。发射线圈L1的匝数为N1，接有频率为f、电压为U1的低频交流电。接收线圈L2的匝数为N2，在不同情况下，接收线圈输出的电压U2会发生改变，下列说法正确的是
A. 无硬币通过时，若L1与L2为完全相同的线圈，则U2=U1
B. 无硬币通过时，若只增大U1，则U2也增大
C. 硬币通过狭缝时，硬币中会产生感应电流
D. 硬币通过狭缝的全过程中，其加速度不变
三、填空题（本大题共3小题，共12.0分）
16. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。为使电子加速，感生电场的方向应该沿 方向(填“顺时针”或“逆时针”)，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该 (填“增大”或“减小”)。
17. 某同学设计了如图所示的实验装置：用铁架台固定竖直放置的通电螺线管，靠近螺线管正下方共轴放置一光滑绝缘盘，盘中排列着一系列相同的带负电塑料小球，由于小球间彼此相互排斥，它们在盘边缘处静止。请推测当电键S突然闭合的瞬间，螺线管中的磁场方向______(填“向上”或“向下”)；盘中小球将______(填“静止”、“俯视时逆时针移动”或“俯视时顺时针移动”)。
18. 图示是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通有高频交变电流的线圈，B是自行车的零件，a是待焊接的接口，接口两端接触在一起。当A中通以交变电流时，B中会产生感应电动势，使得接口处的金属熔化而焊接起来。
(1)在其他条件不变的情况下，交变电流的频率越高，金属熔化得越______(填“快”或“慢”)。
(2)在焊接过程中，接口a处最先被熔化的原因是_________________________。
四、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
19. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中，某研究小组要测量某节干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：电压表V、电流表A、滑动变阻器R1(0∼10Ω)、滑动变阻器R2(0∼1000Ω)、一节干电池、开关及若干导线。
(1)小组设计了如图1所示的电路，则滑动变阻器应该选 。
(2)该研究小组利用以上实验装置，根据所测数据作出U−I图像，如图2所示根据该图像可知该电源的电动势E= V，内阻r= Ω。(E和r均保留三位有效数字)
(3)(多选)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是( )
A.本实验用到了控制变量法
B.本实验原线圈可以接到学生电源的直流输出端
C.变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
D.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流
20. (1)某同学欲将如图1所示的微安表改装成量程为4V的电压表。已知微安表的内阻为300Ω，需要______ (选填“串联”或“并联”)R= ______ Ω的电阻。
(2)该同学用改装后的电压表测量某段电路两端的电压时，指针所指位置如图2所示，则所测的电压为______ V。
(3)微安表在运输时需要用导体把正负两个接线柱连在一起，请说明这样做的理由：______。
五、简答题（本大题共3小题，共9.0分）
21. 如图甲所示，实线为均匀的金属圆环，环面积S1=0.8 m2，总电阻R=0.2 Ω；与环同心的虚线圆形区域内有垂直于环平面的匀强磁场，匀强磁场区域的面积S2=0.4 m2，当磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化时，求：
(1)环消耗的电功率P；
(2)在1～3 s内，通过环的某横截面的电量．
22. 如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与电阻R1连接成闭合回路，其中R1=2R，线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内，存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。已知图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0到t1时间内：
(1)求通过电阻R1的电流大小；
(2)求通过电阻R1的电荷量q及电阻R1产生的热量
23. 在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求：
a.金属环中感应电动势E感大小；
b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查感应电流产生的条件、电磁感应定律、涡流和电磁阻尼等物理知识，但考查基本概念，难度较低，解题关键掌握基本概念。
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小除与线圈匝数有关外，还与磁通量变化快慢有关；
根据感应电流的产生条件进行分析；
真空冶炼炉的工作原理是炉内金属产生涡流，使自身熔化；
磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用。
【解答】
A.根据法拉第电磁感应定律E=nΔΦΔt知磁通量的变化量大，磁通量的变化率不一定大，感应电动势不一定大，故A错误。
B.当穿过闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流．部分电路做切割磁感线运动，磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。
C.真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是炉体产生涡流，故C错误；
D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故D正确；
故选B。
2.【答案】A
【解析】
【分析】
当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因为磁场对电流有作用，从而产生安培阻力，对于塑料管没有任何阻碍，从而即可求解。
本题考查安培力产生原因，注意感应电流产生条件，理解涡流的概念。
【解答】
C.当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因为磁场对电流有作用，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，做自由落体运动，故C错误；
A.在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故A正确；
B.根据能量守恒可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在P中的速度比在Q中的小，故B错误；
D.由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故D错误。
故选A。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
电磁感应：闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电动势的现象。从能的转化上看是其他形式的能转化为电能。
在电和磁这一部分中，学到了很多电学设备，每个设备的制成原理是经常考查的知识点．要在理解的基础上，记住这些基础知识。
【解答】
A.真空冶炼炉中的线圈通有高频电流，由于电磁感应，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使其达到很高的温度;
B.金属物体过安检门时，金属物在安全门的磁场中发生电磁感应现象内部出现感应电流，感应电流产生的磁场反作用于安检门发生报警；
C.导电液体之所以会旋转，是因为安培力的作用，不是电磁感应现象；
D.磁场中旋转铜盘由于切割磁感线发生电磁感应内部产生环形电流，电流在磁场力作用下使圆盘很快停下来，此为电磁阻尼现象；
本题选择不是电磁感应的，故选C。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了涡流、电磁驱动和阻尼。金属探测器、真空冶炼炉利用了涡流；B选项是电磁驱动；磁电式仪表利用了电磁阻尼。
【解答】
A.真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应现象，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属，故A正确；
B.根据电磁驱动原理，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动，故B错误；
C.金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故C错误；
D.磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，铝框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，故D错误。
故选A。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流；涡流会在导体中产生大量的热量，闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流，从而出现安培阻力。磁电式仪表是利用通电导线在磁场中受力原理来工作的。
本题主要考查关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动的相关知识．
【解答】
A.金属探测器、探雷器中辐射的变化磁场遇到金属物体，在金属物体上产生涡流，故是利用涡流工作，故A正确；
B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠压成铁芯，是为了防止涡流，而不是利用涡流，故B错误；
C.铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，故C正确；
D.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。
本题选错误的，故选B。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
根据电磁阻尼知磁体下落，变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力，铜管对磁体的作用力方向始终向上，所以磁体下落变慢；铜管对磁体先有向上的斥力，再有向上的吸引力，根据楞次定律知电流方向发生改变。
本题主要考查电磁阻尼、涡流、楞次定律。
【解答】
ABC.磁体下落变慢，产生该现象的原因是磁体下落，变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力，铜管对磁体的作用力方向始终向上，故AB错误，C正确；
D. 根据楞次定律知铜管对磁体先有向上的斥力，再有向上的吸引力，电流方向发生改变，故D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
通过题意明确涡流的产生，再根据磁极和电流间的相互作用分析磁铁的运动．
本题要注意明确电流的形成不是因为自由电子运动，而是由于圆盘切割磁感线产生了电动势，从而产生了涡流．
【解答】
A.圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故A错误；
BD.圆盘在径向的金属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，从而形成涡流，但方向不是从从边缘到中心，涡流产生的磁场又导致磁针转动，故B错误，D正确；
C.由于圆盘面积不变，距离磁针的距离不变，故在磁针的磁场中，穿过整个圆盘的磁通量没有变化，故C错误。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了感应电流产生的条件及能量守恒定律，要知道感应电流产生的条件闭合回路、磁通量变化。要注意本题中感应电流被称为涡流。
根据感应电流产生条件判断有无感应电流产生，根据能量守恒确定金属球第一次到达轨道最低点的速度，并分析系统产生的总热量。
【解答】
A、金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球要产生热量，机械能不断地减少，所以金属球能到达的最大高度不断降低，直至金属球停在半圆轨道的最低点，故A错误；
B、从开始到金属球第一次到达轨道最低点的过程，根据能量守恒定律得mg(R−r)=Q+12mv2，可知，v< 2g(R−r)，由于机械能不断减少，所以，后续每次到达最低点的速度都小于v= 2g(R−r)，故B错误。
C、金属球最终停在轨道最低点，根据能量守恒定律得系统产生的总热量Q总=mg(R−r)，故C正确。
D、金属球运动过程中有感应电动势产生，在金属球内形成闭合回路，所以能产生感应电流，故D错误。
9.【答案】A
【解析】电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反．.电子沿逆时针方向运动，所以当电场沿顺时针方向时电子被加速。
如果电流变大，电磁铁产生的磁场((方向向上))变强，根据楞次定律，真空室中的感生电场的感生电场的电场线沿顺时针方向，能使电子加速。
本题要理解麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，电子受到的是变化的电场力，做的是非匀速圆周运动，故加速度不指向圆心。
A.当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A正确；
B.洛伦兹力恒不做功，不会对电子加速，B错误；
C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C错误；
D.电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D错误。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生大小和方向不变的电流．根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式E=12BωL2和闭合电路欧姆定律可求出感应电流的大小．由右手定则判断出感应电流的方向．
本题考查运用物理知识分析实际问题的能力．此题是电磁感应问题，基本规律有楞次定律或右手定则、法拉第电磁感应定律．
【解答】
AC.把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流向铜盘，方向不变，故A错误，C错误。
B.回路中感应电动势为E=BLv−=12BωL2，所以电流I=ER=BωL22R，故B正确。
D.当铜盘不动，磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，但没有电流通过灯泡，故D错误。
故选：B。
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查电磁阻尼。阻尼摆的原理是电磁感应现象，在摆片中产生涡流从而受安培力做负功，阻碍其运动。摆片进入磁场区域的过程中，受到安培力、重力以及杆的拉力；根据楞次定律可判断摆片在进入和离开磁场的两个过程中产生的感应电流方向的关系，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.阻尼摆的原理是电磁感应现象，若把摆片材质换成玻璃的，不能产生电磁感应现象，故A错误；
B.摆片刚进入磁场的瞬间，有感应电流产生，受到安培力作用，但由于在摆片进入磁场区域时，还受到重力和杆的拉力，不知道合力的情况，所以不能判断出摆片是否做减速运动，故B错误；
C.摆片在进入磁场的过程中磁通量增加，摆片在离开磁场的过程中磁通量减小，根据楞次定律可知，摆片在进入和离开磁场的两个过程中产生的感应电流方向相反，故C错误；
D.阻尼摆很快停下来是因为在摆片中产生涡流，从而受安培力做负功，阻碍其运动，使之很快停下来，故D正确。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
由B−t图像的斜率读出磁感应强度的变化率ΔBΔt，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小，从而求出路端电压、流过R1的电荷量，再由楞次定律判断出感应电流的方向从而确定电容器带电情况。
【解答】
A.根据法拉第电磁感应定律，E=nΔΦΔt=ΔBΔtS=B0πr22t0，故A错误；
B.根据楞次定律可知，线圈产生顺时针方向的电流，则电容器下极板带正电，故B错误；
C.根据闭合电路欧姆定律可知，电流I=E3R=B0πr223Rt0，则流过R1的电量q=It0=B0πr223R，故C错误；
D.路端电压U=2IR=2B0πr223t0，故D正确。
故选D。
13.【答案】AD
【解析】
【分析】
本题考查感应电流和感应电动势的产生及涡流产生的条件，基础题目。
根据对称性得出圆盘磁通量的变化情况，从而得出圆盘上感应电流情况，结合感应电动势产生条件得出圆盘上感应电动势情况，从而分析是否存在涡流，分析圆盘与磁铁间磁场力情况，得出磁铁的旋转情况即可判断。
【解答】
铜圆盘旋转过程中，由对称性知，穿过圆盘的磁通量不发生变化，则圆盘中不会产生感应电流，由于圆盘上沿半径方向可看成无数多金属条，圆盘旋转过程中，这些金属条切割磁感线，则圆盘上会产生感应电动势，由对称性知，与圆心距离相等的位置与圆心的电势差相同，则圆盘上不会有涡流产生，可见圆盘与磁铁之间没有磁场力作用，则磁铁不会旋转起来。故AD正确，BC错误。
14.【答案】BD
【解析】
【分析】
分析磁铁在不同管中的运动情况，磁体在下落中会使金属导体产生电磁感应，从而使磁体的下落变慢；而绝缘体不会发生电磁感应，磁铁做自由落体运动；磁铁在带缝的导体中有涡流产生；丁图中没有感应电流，条形磁体一直做自由落体运动。
【解答】
A、甲管是绝缘体，磁体穿过绝缘体的过程不产生电磁感应，磁铁做自由落体运动，则运动时间t= 2ℎg=0.5s，故A错误；
B、乙是导体，磁铁下落过程中产生感应电流，动能的增加量小于重力势能的减小量，则12mv2
D、对丁图，条形磁铁通过线圈时，两个线圈产生的感应电动势的方向相反，没有感应电流，则条形磁体一直做自由落体运动，故D正确。
15.【答案】BC
【解析】
【分析】
【分析】无硬币通过时，由于由漏磁，不符合理想变压器规律；
硬币通过狭缝时，硬币中会产生涡流，根据楞次定律分析加速变化。
解决本题的关键是掌握楞次定律的另一种表述，感应电流引起的效果阻碍磁通量的变化。
【解答】
【解答】A、无硬币通过时，若L1与L2为完全相同的线圈，由于由漏磁，则U2小于U1,故A错误 ；
B、无硬币通过时，若只增大U1，通过接收线圈L2的磁通量变化率增大，则U2也增大，故B正确；
C、硬币通过狭缝时，硬币中磁通量发生变化，会产生涡流，故C正确；
D、根据楞次定律。硬币通过狭缝的全过程中，会收到向上的安培力，但安培力并不恒定，其加速度变化，故D错误。
故选 BC。
16.【答案】顺时针；增加
【解析】
【分析】
电子要加速，则电场力的方向与电子运动方向一致，由于电子受力方向与场强方向相反，据此即可判断感生电场的方向；当通以电流时，会影响线圈中的磁通量，根据楞次定律即可判断电流的变化。
解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场磁通量的变化。
【解答】
由于是电子，受到电场力方向与电子速度方向相反，为使电子加速，感生电场的方向应该与电子的运动方向相反，所以感生电场的方向应该沿顺时针方向；当电磁铁中应通以方向如图所示，大小增强的电流，线圈中的磁场就增大了，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍它增大所以感生电场俯视图为顺时针方向。
17.【答案】向上 俯视时逆时针移动
【解析】解：根据右手螺旋法则可知当电键S突然闭合的瞬间，螺线管中的磁场方向向上。
由于在电键S突然闭合的瞬间，螺线管中的磁场突然向上增大，根据楞次定律可知带负电的小球俯视时逆时针移动。
故答案为：向上；俯视时逆时针移动。
根据右手螺旋法则判定磁场分析；线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生变化的电场，从而导致带电小球受到电场力，使其转动。
考查右手螺旋定则和楞次定律，简单题目。
18.【答案】快；接口处电阻大，产生热量多。
【解析】
【分析】
本题高频焊接是电磁感应原理的实际应用，根据电磁感应的普遍规律来分析、理解。
高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析电流变化的频率与焊缝处的温度升高的关系，焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高。
【解答】
(1)高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快；(2)焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高。
故答案为：快；接口处电阻大，产生热量多。
19.【答案】 (1)R1;
(2) 1.50，2.67 ;
(3)AD
【解析】略
20.【答案】(1)串联；19700 ；(2)1.7 ；(3)微安表在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，利用了电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏
【解析】解：(1)把微安表改装成电压表需要串联一个分压电阻，已知微安表的量程为I=200μA=2×10−4A，微安表的内阻Rg为300Ω，
分压电阻阻值为：R0=UIg−Rg=42×10−4Ω−300Ω=19700Ω；
(2)图2读数为I ′=85μA=8.5×10−5A，根据串并联电路特点与欧姆定律，所测的电压U ′=I ′(R0+Rg)=8.5×10−5×(19700+300)V=1.7V；
(3)微安表在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，利用了电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏。
故答案为：(1)串联；19700；(2)1.7 ；(3)利用了电磁阻尼原理，目的是保护电表指针，防止指针打坏
根据电压表的改装原理、应用串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。
本题考查了电压表的改装，知道实验原理、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
21.【答案】解：(1)环中的感应电动势：
E=ΔΦΔt=ΔBΔt⋅S2=0.15×0.4=0.06V，
环中的感应电流：
I=ER=，
环消耗的电功率：
P=I2R=0.32×0.2=1.8×10−2W；
(2)在1s～3s内，通过环的横截面的电量：
q=It=0.3×2=0.6C。
答：(1)环消耗的电功率P=1.8×10−2W；
(2)在1s～3s内，通过环的某横截面的电量0.6C。
【解析】本题关键是由图象求得圆环中产生的感应电动势，其余都是基础应用。
(1)由可求圆环中产生的感应电动势，由电流定义式可得电流，进而求得环消耗的功率；
(2)由电流定义式可得：q=It求在1s～3s内，通过环的某横截面的电量。
22.【答案】解：
(1)由图象分析可知，0至t1时间内ΔBΔt=B0t0，由法拉第电磁感应定律有：E=nΔΦΔt=nΔBΔtS，且S=πr22
由闭合电路欧姆定律有：I1=ER1+R，联立以上各式解得，通过电阻R1上的电流大小为：I1=nB0πr223Rt0．
(2)通过电阻R1上的电量：q=I1t1=nB0πr223Rt0t1；通过电阻R1上产生的热量为：Q=I12R1t1=2n2B02π2r24t19Rt02
答：
(1)通过电阻R1上的电流大小为nB0πr223Rt0；
(2)通过电阻R1上的电量nB0πr223Rt0t1，电阻R1上产生的热量为2n2B02π2r24t19Rt02．
【解析】(1)由B−t图象的斜率读出磁感应强度的变化率ΔBΔt，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小．
(2)由公式q=It求出通过电阻R1上的电量q，由焦耳定律求出电阻R1上产生的热量．
本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律的综合应用，应用法拉第定律时要注意s是有效面积，并不等于线圈的面积．
23.【答案】解：a、根据闭合电路的欧姆定律可得金属环中感应电动势E感=I(R0+R)；
b、金属环中电子从a沿环运动b的过程中，感生电场力F做的功：W=F⋅2πr，
由电动势的定义式可得：E感=We
即eE感=W，也就是eI(R0+R)=F⋅2πr，
解得：F=I(R0+R)e2πr。
所以金属圆环中自由电子受到的感生电场力：F=I(R0+R)e2πr。
答：a.金属环中感应电动势E感大小为I(R0+R)；
b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小为I(R0+R)e2πr。
【解析】a、根据闭合电路的欧姆定律求解金属环中感应电动势；
b、求出金属环中的电子在转动一周过程中非静电力做的功，由电动势的定义式求解金属圆环中自由电子受到的感生电场力。
本题主要是考查闭合电路的欧姆定律以及非静电力做功的计算，知道在电源内部是由非静电力做功使自由电荷发生定向移动。
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