2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 拓展+高考-2021-2022学年高二物理课后四维同步练（2019人教版选择性必修第二册）

第二章 第三节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 拓展+高考 一、拓展题 1.(2022·上海·模拟预测)某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈。按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱。对这些现象做出正确解释的是( ) A.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈不产生感应电动势 B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C.接上导线后,表针晃动明显减弱是因为表内线圈产生感应电动势 D.接上导线后,表针晃动明显减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 【答案】D 【详解】 A.未接导线时,表针晃动过程中线圈转动切割磁感线,表内线圈会产生感应电动势,故A错误; B.未接导线时,未连成闭合回路,没有感应电流,所以不受安培力,故B错误; CD.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势,回路闭合有感应电流,根据楞次定律可知,线圈会受到与转动方向相反的安培力作用,所以表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用,故C错误,D正确。 故选D。 2.(2021·广东南海·一模)涡流内检测技术是一项用来检测各种金属管道是否有破损的技术。下图是检测仪在管道内运动及其工作原理剖面示意图,当激励线圈中通以正弦交流电时,金属管道壁内会产生涡流,涡流磁场会影响检测线圈的电流。以下有关涡流内检测仪的说法正确的是( ) A.检测线圈消耗功率等于激励线圈输入功率 B.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电的频率,则检测线圈的电流强度不变 C.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电的频率,则检测仪消耗功率将变大 D.当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时,管道壁中将产生更强的涡流 【答案】C 【详解】 A.激励线圈输入功率大于检测线圈消耗功率,管道壁中产生涡流,有一定的热功率,P激励=P检测+P热 故A错误; B.增大频率,检测线圈的磁通量变化率变大,产生的感应电动势变大,则电流强度变大,故B错误; C.增大频率,检测线圈的功率和管道产生的热功率变大,则检测仪消耗功率将变大,故C正确; D.当检测仪从金属管到完好处进入破损处检测时,厚度减小,则管道壁中产生的涡流变小,故D错误。 故选C。 3.(2021·吉林长春·三模)磁电式电流表是常用的电学实验器材。如图所示,电表内部由线圈、磁铁极靴、圆柱形.软铁螺旋弹簧等构成。下列说法正确的是( ) A.极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场. B.当线圈中电流方向改变时,线圈受到的安培力方向不变 C.通电线圈通常绕在铝框上,主要因为铝的电阻率小,可以减小焦耳热的产生 D.在运输时.通常把正、负极接线柱用导线连在一起,是应用了电磁阻尼的原理 【答案】D 【详解】 A.极靴与圆柱间的磁场是均匀地辐向分布,并不是匀强磁场,故A选项错误; B.当线圈中电流方向改变时,磁场方向不变,所以线圈受到的安培力方向发生改变,故B选项错误; C.用金属铝做线圈框架,主要的原因有:1、铝不导磁,用铝做框架可以减小对磁场的影响,保证仪表的准确性更高。2、铝材料较轻、电阻率较小,能更好地利用电磁阻尼现象,使指针迅速停下来。故C选项错误; D.运输过程中由于振动会使指针不停摆动,可能会使指针损坏。将接线柱用导线连在一起,相当于把表的线圈电路组成闭合回路,在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流,利用电磁阻尼原理,阻碍指针摆动,防止指针因撞击而变形,故D选项正确。 故选D。 4.(2020·山东·模拟预测)车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置,其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上,当车运动时,驱动轴会带动磁铁转动,由于电磁感应,由金属做成的速度盘也会随之转动,从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是转动,从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是( ) A.速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动 B.在速度盘转动过程中,穿过整个速度盘的磁通量发生了变化 C.速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动 D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的 【答案】C 【详解】 A.当磁铁转动时,由于电磁感应,速度盘也会随磁铁发生转动,但会略有滞后,故A错误; B.在速度盘转动的过程中,穿过整个速度盘的磁通量不发生变化,故B错误; C.当磁铁转动时,在速度盘中会产生感应电流,感应电流在磁铁产生的磁场中受到安培力,安培力驱使速度盘转动,故C正确; D.速度盘中的感应电流是由电磁感应产生的,不是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的,故D错误。 故选C。 5.(2021·河南·开封高中模拟预测)电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来。如图所示,扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴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,扇形铜框恰好可以与其中份重