课时4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（练习） 2020-2021学年高二物理同步备课一体化资源（人教版选修3-2）

课时4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 一、选择题 1．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 【答案】C 【解析】容器中水温升高，是电能转化成内能所致．因此只有变化的电流才能导致磁通量变化，且只有小铁锅处于变化的磁通量时，才能产生感应电动势，从而产生感应电流．导致电流发热．玻璃杯是绝缘体，不能产生感应电流．故C正确，ABD错误． 2．金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是 A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场 B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流 D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流 【答案】C 【解析】金属探测器探测金属时，探测器内的探测线圈会产生变化的磁场，被测金属中感应出涡流，故选项AD错误，C正确；所有的金属都能在变化的磁场中产生涡流，所以不一定是只有有磁性的金属物才会被探测器探测到，选项B错误；故选C. 3．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 A．B．C．D． 【答案】A 【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化．在A图中紫铜薄板上下及左右振动时在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A正确；而BCD三个图均无此现象，故BCD错误． 4．如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点 C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动 【答案】B 【解析】由于铜环刚进入和要离开磁场过程中，会产生感应电流，一部分机械能转化为电能，所以铜环运动不到与A点等高点，即B点低于A点，故B正确． 5．如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO‘转动，当从上往下看磁铁做逆时针转动后，则（ ） A．线圈将逆时方向转动，转速与磁铁相同 B．线圈将逆时方向转动，转速比磁铁小 C．线圈将逆时方向转动，转速比磁铁大 D．线圈仍将静止 【答案】B 【解析】当转动磁铁时，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现安培力，导致线圈转动从上往下看用力使磁铁作逆时针转动时，则导致线圈与磁铁转动方向相同，根据楞次定律可知，感应电流方向始终是adcba，AD错误；根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致线圈与磁铁转动方向相同，但快慢不一，线圈的转速一定比磁铁转速小，B正确C错误． 6．如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，第一种情况是虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。第二种情况是整个空间都有向外的匀强磁场，金属环的摆动情况是（ ） A．两种情况都经过相同的时间停下来 B．第一种情况先停下来 C．第二种情况先停下来 D．无法确定 【答案】B 【解析】只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变化，环内一定会有感应电流产生，根据楞次定律将会阻碍相对运动，所以摆动会很快停下来，这就是电磁阻尼现象。也可以用能量守恒来解释：既然有电流产生，就一定有一部分机械能向电能转化，最后电能通过导体转化为内能。若空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量不变化，因此不产生感应电流，也就不会阻碍相对运动，摆动就不会很快停下来。 A. 两种情况都经过相同的时间停下来，与结论不相符，选项A错误； B. 第一种情况先停下来，与结论相符，选项B正确； C. 第二种情况先停下来，与结论不相符，选项C错误； D. 无法确定，与结论不相符，选项D错误； 7．同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯放在同一变化的磁场中相比较（ ） A．金属块中的涡流较大，热功率也较大 B．硅钢片中涡流较大，热功率也较大 C．金属块中涡流较大，硅钢片中热功率较大 D．硅钢片中涡流较大，金属块中热功率较大 【答案】A 【解析】变化的磁场会产生感应电场，在导体内部产生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡现； 同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯比较，硅钢片的横截面积比较小，对应的涡流回路的电阻值比较大，所以产生的涡流比较小，根据电功率的公式可知，金属块中的涡流较大，热功率也较大．这也是在变压器中使用硅钢片而不是使用整块金属的原因．所以选项A正确． 8．弹簧上端固