人教版 (2019)选择性必修 第二册涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步练习题，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1.高频感应炉是用来冶炼金属的,其示意图如图所示,炉内放入被冶炼的金属,线圈中通入迅速变化的电流,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.利用迅速变化的电流产生的迅速变化的磁场在炉内金属中产生涡流
D.给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电
2.金属探测器已经广泛应用于安检场所,下列关于金属探测器的说法正确的是( )
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必须与被测物体相对运动
3.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的,下图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冶炼金属中,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
4.甲、乙两个完全相同的铜环均可绕竖直固定轴O1O2旋转,现让它们以相同的角速度同时开始转动,由于阻力作用,经相同的时间后停止。若将铜环置于如图所示的匀强磁场中,甲环的转轴与磁场方向垂直,乙环的转轴与磁场方向平行,现让甲、乙两环同时以相同的初始角速度开始转动后,下列判断正确的是( )
A.甲环先停下B.乙环先停下
C.两环同时停下D.两环都不会停下
5.如图所示,闭合导线圆环和条形磁体都可以绕水平的中心轴OO'自由转动,开始时磁体和圆环都静止在竖直平面内,若磁体突然绕OO'轴以N极向纸里、S极向纸外的方式转动,在此过程中,圆环将( )
A.产生逆时针方向的感应电流,圆环上端向里、下端向外转动
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
6.如图甲所示,一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO',接入电阻R构成回路。导体杆处于竖直向上的匀强磁场中,将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放,导体杆开始下摆。当R=R0时,导体杆振动图像如图乙所示。若横、纵坐标皆采用图乙标度,则当R=2R0时,导体杆振动图像是( )
7.下图为高频电磁炉的工作示意图,它是采用电磁感应原理产生涡流加热的,它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场,当变化的磁场通过含铁质锅的底部时,即会产生无数小涡流,使锅体本身自行高速升温,然后再加热锅内食物。电磁炉工作时产生的电磁波,完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收,不会泄漏,对人体健康无危害。关于电磁炉,以下说法正确的是( )
A.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流,使含铁质锅底迅速升温,进而对锅内食物加热的
C.电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D.电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
8.随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线。下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图。关于无线充电,下列说法正确的是( )
A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电
C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电
二、多选题
9.下列说法正确的是( )
A.感生电场是由变化的磁场产生的
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
10.电磁阻尼现象在日常生活中得到了广泛应用,如汽车的减振悬架、精密实验仪器的防振等。某减振座椅工作原理示意图如图所示,除了弹簧可减振之外,中间还有磁体和配套定子线圈,在振动过程中磁体可在定子线圈内上下移动。下列说法正确的是( )
A.定子线圈的电阻越小,电磁阻尼现象越明显
B.定子线圈的电阻越大,电磁阻尼现象越明显
C.振动过程中减振系统会产生焦耳热
D.振动过程中减振系统不会产生焦耳热
11.金属探测器已经广泛应用在考场检测、车站安检等领域,其利用的是电磁感应原理。探测器内的线圈中通以大小与方向快速变化的电流从而产生快速变化的磁场,该磁场会在金属物体内部感应出涡流。涡流会产生磁场,从而影响原始磁场,导致检测器发出蜂鸣声而报警。下列说法正确的是( )
A.欲使待检测物内部产生涡流,探测器需在待检测物上方不停地晃动
B.探测器静止在待检测物上方,待检测物内部仍然可以产生涡流
C.若待检测物为塑料则不能报警,因为检测区域内没有磁通量变化
D.若待检测物为塑料则不能报警,因为待检测物中几乎没有能够自由移动的带电粒子
三、非选择题
12.如图所示,一狭长的铜片能绕O点在纸平面内摆动,有界的磁场其方向垂直纸面向里,铜片在摆动时受到较强的阻尼作用,很快就停止摆动。如果在铜片上开几个长缝,铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动,这是为什么?
13.超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距为b的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场,磁感应强度分别为B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场的宽度都是a,相间排列,所有这些磁场都以速度v向右匀速运动。这时跨在两导轨间的长为a、宽为b的金属框MNQP(悬浮在导轨正上方)在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为Ff。
(1)求列车在运动过程中金属框产生的最大电流。
(2)求列车能达到的最大速度。
(3)简述要使列车停下可采取哪些可行措施。
14.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,环上套一电荷量为+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,求感生电场对小球的作用力所做功的大小是？
标准答案
一、单选题
1.答案:C
解析:高频感应炉的原理是给线圈通以迅速变化的电流后,线圈产生迅速变化的磁场,磁场穿过金属,在金属内产生涡流,由于电流的热效应,可使金属熔化。选项C正确。
2.答案:C
解析:金属探测器只能探测金属,不能探测细小的砂石颗粒,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本身会产生变化的磁场,不用必须与被测物体相对运动,故选项D错误。
3.答案:C
解析:高频感应炉的原理:给线圈通以高频交变电流后,线圈产生高频变化的磁场,磁场穿过金属,在金属内产生涡流,由于电流的热效应,可使金属熔化。故选项C正确,A、B、D错误。
4.答案:A
解析:当两铜环转动时,乙环一直与磁场方向平行,穿过乙环的磁通量为零,穿过甲环的磁通量不断变化,甲环中有感应电流产生,一定受到安培力,安培力阻碍铜环与磁场间的相对运动,故甲环先停止运动,选项A正确。
5.答案:A
解析:磁体开始转动时,圆环中穿过圆环向里的磁通量增加,根据楞次定律,圆环中产生逆时针方向的感应电流。磁体转动时,为阻碍磁通量的变化,圆环与磁体同向转动,选项A正确。
6.答案:B
解析:导体杆切割磁感线时,回路中产生感应电流,由楞次定律可得,导体杆受到的安培力总是阻碍导体杆的运动。当电阻R从R0变为2R0时,回路中的电阻增大,则电流减小,导体杆所受安培力减小,即导体杆在摆动时所受的阻力减弱,所以杆从开始摆动到停止,运动的路程和经历的时间变长,选项B正确,A、C、D错误。
7.答案:B
解析:电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场,变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流,使锅体温度升高后加热食物,选项A、D错误,B正确。使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热是微波炉的加热原理,选项C错误。
8.答案:C
解析:无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应现象,选项A错误。充电底座接直流电源时,无线充电设备不会产生交变磁场,不能够正常使用,选项B错误。电磁感应现象不会改变电流的频率,接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同,选项C正确。被充电手机内部,应该有一类似金属线圈的部件,与手机电池相连,当有交变磁场时,则出现感应电动势,因此普通手机不能够利用无线充电设备进行充电,选项D错误。
二、多选题
9.答案:AC
10.答案:AC
解析:定子线圈电阻越小,电流越大,安培力越大,阻尼现象越明显,选项A正确,B错误。振动过程中会产生感应电流,定子线圈有电阻,会产生焦耳热,选项C正确,D
错误。
11.答案:BD
解析:因为金属探测器中是大小与方向快速变化的电流,所以产生快速变化的磁场,故即使探测器静止在待检测物的上方,待检测物中依然有感应电流产生,选项A错误,B正确。因为塑料制品是绝缘体,导电性能极差,所以检测区域中并非没有磁通量变化,而是因为塑料内部几乎没有可自由移动的带电粒子,而使得待检测物中无感应电流或电流太小不能引起报警,选项C错误,D正确。
三、非选择题
12.答案:没有开长缝的铜片在磁场中摆动时,铜片内将产生较大的涡流,涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动,因此铜片很快就停止摆动。如果在铜片上开有多条长缝,就可以把涡流限制在缝与缝之间的各部分铜片上,较大地削弱了涡流,阻力随之减小,所以铜片可以摆动多次后才停止摆动。
13.解:(1)开始时金属框产生的电流最大,设为Im
则由题意得Im=2BbvR。
(2)分析列车受力可知,加速度a=F-Ffm
当列车速度增大时,安培力变小,加速度变小。
当加速度a=0时,列车速度达到最大,有F=Ff
而F=2Bb2Bb(v-vm)R,得vm=v-RFf4B2b2。
(3)要使列车停下来可采取的措施有切断电源、改变磁场运动方向、增大阻力等。
14.解:根据法拉第电磁感应定律可知,该磁场变化产生的感生电动势为E=ΔBΔt·S=kπr2,小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小W=qE=πr2qk,选项D正确。