课时作业(12)涡流，电磁阻尼和电磁驱动（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修 第二册（人教版2019）

课时作业(十二)　涡流、电磁阻尼和电磁驱动 (建议用时：40分钟) [基础题组练] 题组一　涡流 1．(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了(　　) A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量 答案　BD 解析　不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，以减少电能转化成铁芯的内能，继而提高变压器的效率，这是防止涡流而采取的措施，选项B、D正确． 2.(多选)一块铜片置于如图所示的磁场中，如果用力把这块铜片从磁场拉出或把它进一步推入，那么在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力，下列叙述正确的是(　　) A．拉出时受到阻力 B．推入时受到阻力 C．拉出时不受磁场力 D．推入时不受磁场力 答案　AB 解析　对于铜片，无论是拉出还是推入过程中，铜片内均产生涡流，其安培力都要阻碍铜片的运动，外力都要克服安培力做功，选项A、B正确． 3．(多选)以下四个图都与涡流有关，下列说法正确的是(　　) A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 B．金属探测器是利用被测金属中产生的涡流来进行探测的 C．电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物 D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了减小涡流 答案　ABD 解析　真空冶炼炉是利用线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流，从而产生大量的热量，熔化金属的，选项A正确；金属探测器中通有变化的电流，遇到金属物体时，被测金属中产生涡流，涡流产生的磁场反过来影响探测器中的电流，从而进行探测，选项B正确；电磁炉工作时，在锅体中产生涡流，加热食物，选项C错误；当变压器中的电流变化时，在其铁芯中将产生涡流，使用硅钢片制成的铁芯可以减小涡流，从而减小能量损失，选项D正确． 4．电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气，烹饪器具，如图所示是电磁炉的工作示意图，它不用明火或传导式加热而让热量直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高．下列关于电磁炉的说法正确的是(　　) A．提高励磁线圈中电流变化的频率，可提高电磁炉的加热效果 B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的 C．利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热 D．电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流 答案　A 解析　提高励磁线圈中电流变化的频率，可以提高产生交变磁场变化的频率，从而提高穿过炊具底面磁通量的变化率，进而增大涡流，提高电磁炉的加热效果，选项A正确；炊具中的涡流是由励磁线圈中的交变电流的磁场产生的，选项B错误：陶瓷是绝缘体，无法形成涡流，所以利用陶瓷材料制成的炊具无法在电磁炉上正常加热，选项C错误；电磁炉工作时，炊具底面将产生强大的涡流，选项D错误． 题组二　电磁阻尼和电磁驱动 5．如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的．现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则(　　) A．铜盘转动将变慢 B．铜盘转动将变快 C．铜盘仍以原来的转速转动 D．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁上、下两端的极性来决定 答案　A 解析　当蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流受到的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘的转动将变慢，选项A正确． 6.弹簧上端固定，下端挂一条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅将会发现(　　) A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变 B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变 C．S闭合或断开，振幅变化相同 D．S闭合或断开，振幅都不发生变化 答案　A 解析　S断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，但线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时有感应电流，有电能产生，磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减小，选项A正确． 7．(多选)如图所示，一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时(　　) A．若整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动 B．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做加速运动 C．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做减速运动 D．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必定放热 答案　ACD 解析　整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，选项A正确；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，选项B错误，C、D正确． 8．如图所示，磁电式电流表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，铝框的两端装有转轴，转轴的两边各有一个螺旋弹簧(绕制方向相反)，关于磁电式电流表，下列说法正确的是(　　) A．线圈通电后，由于螺旋弹簧的弹力作用，可以使指针尽快稳定下来 B．线圈通电后，由于铝框中的电磁阻尼作用，可以使指针尽快稳定下来 C．线圈骨架换成塑料，通电后也可以使指针尽快稳定下来 D．在运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，主要是为了增强铝框中的电磁阻尼作用 答案　B 解析　铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致通过铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，利用了电磁阻尼原理，选项A错误，B正确；塑料做骨架因不能导电则起不到电磁阻尼的作用，选项C错误；在运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，是为了接通回路能在铝框中产生电磁阻尼作用，而不能增强电磁阻尼作用，选项D错误． [能力提升练] 9．电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，安全可靠．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是(　　) A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好 B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作 C．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用 D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差 答案　B 解析　电磁炉线圈中通以交变电流，产生交变磁场，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，选项A错误，B正确；在锅和电磁炉中间放一纸板，不会影响电磁炉的加热作用，选项C错误；陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，不会产生涡流，选项D错误． 10.(多选)如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定于同一高度．两个相同的磁性小球同时从A、B管上端管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下列对于两管的描述，可能正确的是(　　) A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的 答案　AD 解析　磁性小球通过金属圆管的过程中，将圆管看作由许多金属圆环组成，小球的运动使每个圆环中的磁通量发生变化，产生感应电流．根据楞次定律，该电流的磁场阻碍小球的下落，小球向下运动的加速度小于重力加速度；小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中运动不会使圆管中产生感应电流，小球仍做自由落体运动，穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间短， 选项A、D正确． 11．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁体，四个磁极之间的距离相等，当两块磁体以相同的速度匀速向右通过线圈时，线圈始终静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是(　　) A．先向左、后向右 B．先向左、后向右、再向左 C．一直向右 D．一直向左 答案　D 解析　根据楞次定律的“来拒去留”结论可知，当两磁体靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受到木板的摩擦力向左；当磁体远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受到木板的摩擦力方向仍是向左的，选项D正确． 12．零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难．在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难．下列方案合理的是(　　) 答案　D 解析　由题中各图可知，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理， 选项A、C错误；此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，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， B方案不合理， 选项B错误；此图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用， 指针会很快稳定地停下，便于读数，D方案合理， 选项D正确． 13．磁电式电流表在运输时往往把正、负接线柱短接，请思考这样做有什么道理？ 解析　电流表正、负接线柱短接后与线圈组成闭合电路，由于指针和线圈是固定在一起的，所以指针摆动时会带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，而感应电流会产生阻碍线圈转动的效果，从而有效减轻了指针的摆动，避免了指针的损坏． 答案　见解析 学科网（北京）股份有限公司 $$