高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动精练

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动精练，共9页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
考点一 电磁感应现象中的感生电场
1．下列说法正确的是( )
A．感生电场由恒定的磁场产生
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安培定则来判定
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.如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将( )
A．沿顺时针方向运动
B．沿逆时针方向运动
C．在原位置附近往复运动
D．仍然保持静止状态
考点二 涡流
3．(2023·南京汉开书院高二期末)下列关于图片相关内容解释错误的是( )
A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属熔化
B．电磁炉接直流电也可以正常工作
C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流
D．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的
4.(2022·淮安市高二期中)如图为士兵用探雷器进行扫雷，该探雷器利用涡流工作。下列说法正确的是( )
A．探雷器使用直流电工作
B．涡流是在探雷器的线圈中产生的
C．探雷器静止在地雷上方时，将无法报警
D．该探雷器探测网状金属物品时，灵敏度会降低
5.(2022·南通市高二期末)涡流探伤是工业上常用的技术之一，该技术通过励磁线圈使构件中产生涡流，再借助探测线圈测定涡流的变化量从而获得构件缺陷的有关信息。则( )
A．工作时励磁线圈必须要与被测构件接触
B．涡流探伤也适用于检测橡胶构件的缺陷
C．励磁线圈中应该通入恒定电流完成检测
D．探测线圈是根据接收到的涡流产生的磁场工作的
考点三 电磁阻尼和电磁驱动
6.(2023·连云港市赣榆智贤中学高二月考)1824年，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，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法不正确的是( )
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
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不变
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
7.(2023·扬州市高二期中)汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是( )
A．制动过程中，导体不会发热
B．制动力的大小与导体运动的速度无关
C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力
D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
8.(2023·南通市高二期末)2021年7月25日，台风“烟花”登陆上海后，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动，给大楼进行减振。如图所示为该阻尼器的简化图，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁体的质量块在导体板上方摆动时，导体板内产生涡流。下列说法正确的是( )
A．阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电
B．阻尼器最终将机械能转化为内能
C．导体板电阻率越大，阻尼越明显
D．导体板的涡流大小与质量块摆动速率无关
9.(2023·连云港市高二校考阶段练习)为了使灵敏电流计的指针在零刻度附近快速停下，实验小组的同学利用“电磁阻尼”来实现。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案，甲方案：在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于零刻度中间；乙方案：在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于零刻度中间。下列说法正确的是( )
A．甲方案中，铝板摆动时磁通量不变，不会产生感应电流
B．甲方案中，铝板左右摆动时能产生涡流，起电磁阻尼的作用
C．乙方案中，铝框小幅度摆动时一定会产生感应电流
D．由于铝框更轻，所以乙方案比甲方案更加合理
10．(2023·南京市第一中学高二期末)在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道。一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中正确的是( )
A．圆环最终停在轨道的最低点B
B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高处C
C．圆环运动过程中机械能守恒
D．圆环在运动过程中感应电流方向一直是顺时针方向
11．如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕点O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，其中虚线为匀强磁场的理想边界，扇形铜框恰好可以与其中一份重合。下列线框停止最快的是( )
12．(2022·苏州市震泽中学高二月考)如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡电流，交变磁场对涡流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是( )
A．用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大
B．用户功率减小，电流线圈在铝盘中产生的涡流变大
C．永久磁铁对铝盘起着电磁阻尼的作用
D．当停止用电时，永久磁铁可以使铝盘继续转动
13.(2022·宿迁泗阳中学能力诊断测试)麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则产生的电场对小球的作用力所做功的大小是( )
A．0 B.eq \f(πkqr2,2) C．2πkqr2 D．πkqr2
3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1．C [磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向相同，可由楞次定律和安培定则判断，故C项正确。]
2．A [磁感应强度的方向竖直向下，当磁场突然增强时，由楞次定律和安培定则可知，感生电场沿逆时针方向，由于小球带负电，所以小球将沿顺时针方向运动，A正确。]
3．B [真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化，故A正确，不符合题意；电磁炉是依靠交流电产生迅速变化的磁场使锅底产生涡流发热的，接直流电不可以正常工作，故B错误，符合题意；用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故C正确，不符合题意；用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故D正确，不符合题意。]
4．D [探雷器利用了电磁感应原理，即必须使用交流电工作，探雷器产生的变化的磁场在金属物品内部产生涡流，涡流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探雷器发出信号，故A、B错误；探雷器静止在地雷上方时，因为探雷器产生变化的磁场，所以地雷中也能产生涡流，从而引发探雷器报警，故C错误；如果该探雷器探测网状金属物品时，涡流现象会减弱，则灵敏度会降低，故D正确。]
5．D [涡流探伤技术其原理是用励磁线圈使被测构件内产生涡流，借助探测线圈测定涡流的改变，故工作时励磁线圈不需要与被测构件接触，故A错误；因橡胶构件不能产生涡流，所以涡流探伤不适用于检测橡胶构件的缺陷，故B错误；励磁线圈中通入交变电流才能产生变化的磁场，当金属构件处于该磁场中时，该金属构件中才会发生电磁感应现象产生涡流，完成检测，由此可知，探测线圈是根据接收到的涡流的磁场工作的，故C错误，D正确。]
6．D [圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，A正确；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而形成涡流，涡流产生的磁场导致磁针转动，B正确，D错误；圆盘转动过程中，圆盘位置、面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，C正确。]
7．D [由于导体中产生了涡流，制动过程中，导体会发热，A错误；导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有关，B错误；根据楞次定律可知，原磁场对导体的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C错误；制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则导体所受安培力，即制动力变小，D正确。]
8．B [阻尼器摆动时，永磁体通过导体板上方使之磁通量发生变化，从而在导体板中产生涡流，属于电磁感应现象，A错误；通过阻碍质量块和永磁体的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为内能，B正确；导体板电阻率越大，导体的电阻越大，阻尼越不明显，C错误；质量块通过导体上方的速度越快，磁通量变化越快，产生的感应电动势和涡流也越大，D错误。]
9．B [甲方案中，铝板摆动时，扇形铝板的半径切割磁感线，在铝板内产生涡流，起电磁阻尼的作用，指针能很快停下来，故A错误，B正确；乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，因此，甲方案更合理，故C、D错误。]
10．A [由于圆环运动的范围内，各处的磁感应强度不同，所以圆环运动的过程中机械能不断转化为电能，故圆环的机械能会越来越小，最终停在最低点B，故A正确；因为圆环在运动的过程中产生感应电流，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上升到右侧与C点等高处，故B、C错误；圆环来回运动，磁通量不断变化，所以感应电流方向不断变化，故D错误。]
11．D [当线框转动时，如果穿过线框的磁通量发生变化，则线框中产生感应电流，线框就会受到安培力的阻碍作用，磁通量变化越快，阻碍作用越大，越容易停下来。由选项A、B图可知，线框转动时，磁通量不变，没有感应电流产生，无阻碍作用，不会停下来，故A、B错误；由选项C、D图可知，线框转动时，D项的磁通量变化快，阻碍作用更大，更容易停下来，故C错误，D正确。]
12．C [电流线圈串联在电路中，用户功率越大则电流越大，产生的磁场越强，则涡流越大，而电压线圈并联在电路中，其电流与用户功率无关，电流大小不变，因此其产生的涡流不变，故A、B错误；当停止用电时，铝盘失去继续转动的动力，线圈转动切割磁感线产生电磁阻尼效果，避免由于惯性继续转动而带来计量误差，故C正确，D错误。]
13．D [根据法拉第电磁感应定律可得，产生的感应电动势为E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB·πr2,Δt)＝kπr2＝U，所以产生的电场对小球的作用力所做的功为W＝qU＝πkqr2，故选D。]