第二章 3. 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019)

第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 白题 基础过美 限时：30min 题型1电磁感应现象中的感生电场 确的是 ( 1,(多选)下列说法中正确的是 A.真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 A.感生电场由变化的磁场产生 B.通入电磁体线圈的电流在增强 B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和 D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 右手螺旋定则来判定 题型2涡流 D.感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一 4.(2024·上海长宁期末)（多 探 金扇汝 定是沿逆时针方向 选)如图是用涡流金属探测 2.(2024·北京朝阳一模)如图所示，水平放置 器探测地下金属物的示意 的内壁光滑半径为R的玻璃圆环，有一带正 图，下列说法正确的是 电g的小球，在圆环内以速度。沿顺时针方 A.探测器内的探测线圈会产生变化的磁场 向匀速转动（俯视）.在1=0时刻施加方向竖 B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 直向上的变化磁场，磁感应强度B=:(k>0). C.能探测到地下的金属物是因为探头中产生 加上磁场后，下列说法正确的是 了涡流 D.能探测到地下的金属物是因为金属物中产 生了涡流 5.(2024·江西上饶期末)学完电磁感应涡流的 知识后，某个同学回家制作了一个简易加热 A,小球对玻璃圆环的压力不断增大 器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的 B.小球对玻璃圆环的压力不断减小 金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内 C.小球所受的磁场力一定不断增大 的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列 D.小球每运动一周增加的动能为kTgR 措施可行的是 3.(2023·浙江宁波余姚中 A.将金属杯换为陶瓷杯 学期中)现代科学研究中 空 国 B.增加线圈的匝数 N 铁 常要用到高速电子，电子 C.取走线圈中的铁芯 感应加速器就是利用感生 D.将交流电源换成电动势更大的直流电源 电场使电子加速的设备。 电子 轨近 6.如图为用来冶炼合金钢的真空治炼炉，炉外绕 如图所示，上面为侧视图， 电子枪 有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则( 上、下为电磁体的两个磁极：下面为磁极之间 A.如果线圈中通以恒定电流， 真空室的俯视图.若从上往下看电子在真空室 冶炼炉就能冶炼金属 中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁体线 B.通过线圈的高频交流电使 圈中电流的大小可使电子加速.则下列判断正 炉体产生涡流从而熔化炉内金属 第二章黑白题055 C.真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流 B.在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的 使炉内金属熔化 磁通量发生了变化 D.如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡 C.速度盘中产生感应电流受到的安培力驱使 流很强，产生的热量很多 速度盘转动 题型3电磁阻尼和电磁驱动 D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电 7.如图所示，一个铜质圆环，无初 子随圆盘转动形成的 速度地自位置I下落到位置 10.(2024·甘肃兰州期中)如图，将一空的铝质 Ⅱ，若圆环下落时其轴线与磁 易拉罐倒扣于笔尖上，在“门”形木框两侧各 体悬线重合，圆环面始终水平 固定一个强铷磁体，用电钻控制木框匀速转 位置I与位置Ⅱ的高度差为h, 动，发现木框虽然不与易拉罐接触，但易拉 则运动时间 ( 罐也会随木框转动.则下列说法正确的是 A.等于 2h B.大于 2h Ng C.小于 2h D.无法判定 g 缓沖 8.(2024·广东三模)（多选）如 滑块 机桃主体 易拉城 图所示的为某款阻尼缓冲装 置的原理示意图：带有光滑 A.木框的转速总比易拉罐的大 光滑绝缘轨道 轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的 B.易拉罐与木框的转动方向相反 匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abd的高 C.易拉罐与木框保持相同的转速同方向转动 强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制 D.两个磁体必须异名磁极相对 动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减 11.(2024·浙江宁波期中)如图所示为某品牌 速，对缓冲过程，下列说法正确的是( 汽车的减震系统装置示意图，强磁体周定在 A.线圈bc段受到向右的安培力 汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴 B.同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过 C.线圈ab段中电流方向为由b到a 程中磁体可在线圈内上下移动.则( D.若磁场反向，则装置起不到缓冲作用 9.(2023·湖北武汉质检） 指针 车速表是用来测量车辆 违度灰 永久磁体 瞬时速度的一种装置，其 A.对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到 驱动相 工作原理如图所示.永久 减震效果 磁体固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会 B.增多线圈匝数，不影响安培力的大小 带动磁体转动，由于电磁感应，由金属做成的 C.只要产生振动，电磁减震系统就能起到减 速度盘也会随之转动，从而带动指针指示出相 震效果 应的速度.则下列说法正确的是 ( D.振动过程中，线圈中有感应电流，且感应 A.速度盘和磁体将以相同的角速度同时转动 电流方向不变 选择性必修第二册：RJ黑白题056 黑题 应用提优 很时：20min 1.如图，将质量相同的两球A、B从竖直铝管的4.(2024·浙江县域教研联盟一模)如图甲所 管口上方静止释放，在分别穿过铝管的过程 示，半径为r的绝缘光滑真空管道固定在水平 中，为使铝管保持静止，对铝管向上的平均作 面上，管内有一质量为m、带电量为+q的小 用力分别为10.5N、10.0N.不计空气阻力，其 球，直径略小于管道内径.真空管处在匀强磁 中一个小球是磁体，则 场中，磁感应强度B随时间变化如图乙所示， A.A球是磁体，铝管重约10.0N 规定竖直向上为正方向.1=0时刻无初速释放 B.A球是磁体，铝管重约10.5N 小球.下列说法正确的是 C.B球是磁体，铝管重约10.0N D.B球是磁体，铝管重约10.5N 2.(2024·四川成都一模)（多选）某 线阁A 电梯坠落的应急安全装置如图所 线图B A.俯视真空管道，感生电场的方向是逆时针 示，在电梯挂厢上安装永久磁体， or 并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电 B.感生电场对小球的作用力大小为 梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装 Bor2 置，下列说法正确的是 C.小球绕环一周，感生电场做功为 69 A.当永久磁体在线圈A、B之间时，线圈A、B D.。时刻管道对小球的作用力大小 防网 中的电流方向相同 4m B.当永久磁体在线圈A、B之间时，线圈A、B 压轴挑战 中的电流方向相反 C.当永久磁体在线圈A、B之间时，线圈A、B 5.如图所示，一根足够长的 均对电梯的下落起阻碍作用 直导线水平放置，通以向 D.当永久磁体在线圈B下方时，线圈A、B不 右的恒定电流，在其正上 再对电梯的下落起阻碍作用 方O点用细丝线悬挂一铜制圆 3.在水平面上放置两个完全相同的带中心轴的 环将圆环从a点无初速释放，圆 金属圆盘，它们彼此用导线把中心轴和对方 环在直导线所处的竖直平面内运动，经过最 圆盘的边缘相连接，组成电路如图所示，一匀 低点b和最右侧c后返回，下述说法中正确 强磁场穿过两圆盘垂直向外，若不计一切摩 的是 擦，当a盘在外力作用下做逆时针转动时，圆 A.从a到c的过程中圆环中的感应电流方 盘b 向先逆时针后顺时针 B.运动过程中圆环受到的安培力方向与速 度方向相反 A.沿与a盘相同的方向转动 C.圆环从b到c的时间大于从c到b的时间 B.沿与a盘相反的方向转动 D.圆环从b到c产生的热量大于从c到b产 C.转动的角速度一定大于a盘的角速度 生的热量 D.转动的角速度可能等于a盘的角速度 进阶突破拔高练P09 第二章黑白题057ab,根据牛顿第二定律得F? =ma,F开始作用后：逐渐 拉第电磁感应定律B=N4中 4 ,线圈匝数越多，产生的感应电 增大，加速度a逐渐减小，若在a=0之前撤去F,则根据牛顿 动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，会影响安 第二定律得BL 培力的大小，故B错误：D.振动过程中，线圈中磁通量的变 R =m,逐渐减小，加速度a逐渐减小，若 化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由愣次定律可 在=0之后一段时间再撤去F,则先以最大速度匀速运动 知，感应电流方向也会随之改变，故D错误故选C 一段时间，再做诚速运动，且加速度a逐渐减小，根据-1图 黑题 应用提化 中斜率表示加速度，可判断出A图线正确.故选A 1.A 2.BC 6.AGD解析：线框受到的安培力F=L=B, R刚进入磁 3.B解析：金属盘可看作由多根金属辐条组成，a盘在外力作 用下逆时针转动时，圆盘切割磁感线，由右手定则可知，电动 场时，线框做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得F= 势方向由圆心到圆盘边缘，通过导线和圆盘b组成闭合电 一线框所受合力为零，在0-L位移内，加速度a=0:线框 路，b盘在安培力作用下顺时针转动，圆盘a产生的电能 部分转化为的动能，另一部分转化为两个圆盘的内能，故 完全进人磁场后，在L~2L位移内，穿过线框的磁通量不变 圆盘b的角速度应小于圆盘a的角速度故选B. 感应电流为零，不受安培力作用，所受合外力为F,加速度 4.C解析：A.根据楞次定律判断，感生电场的方向为顺时针 m,线框做匀加速直线运动：当刚离开磁场时，线框的速 方向，故A项错误；B.由法拉第电磁感应定律可得E电= △中 度大于进人磁场时的速度，所受安培力大于恒力F,加速度 ,由于△小=△S,面积公式为S=,整理有E电 a_P,线框做诚速运动速度r变小加速度 ABur ,由题图乙可知，有45. ,产生的感生电场强度为 mR m △r a减小，线摇做加速度减小的减速运动，在2L~3L位移内加 B,由于==E·2m,散理有E=”,感生电场对 速度逐新减小，故ACD都有可能，故ACD正确，B错误. 7.A解析：AC若线框进人磁场时重力小于安培力，由牛顿第 Bor 二定律有L R一mg=m4,线框做减速运动，安培力减小，加 小球的作用力F=向2，故B项错误：C小球绕一圈电场 力做功W=F·2πr= TBo 速度诚小，做加速度减小的减速运动，完全进入后只受重力 一9，故C项正确：D.小球在感生电 to 线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度碱小，安培力减 qrBo 小，做加速度减小的减速运动，故A错误，C正确：B.若线框 场中的加速度-，4时刻小球的速度=·。 m 2m 进人磁场时重力恰好等于安培力，则线框匀速进人磁场，电 流不变，安培力不变，完全进入后只受重力，线框加速，离开 在水平方向上有B,m+R=m,解得= Barg ,所以管道 4m 磁场时安培力大于重力，速度减小，安培力减小，则做加速度 g Br 减小的减速运动，故B正确：D,若进入时重力大于安培力，由 对小球的作用力的大小为Fx= √16m+(mg)2,故D项错 BL'e 牛顿第二定律有mgR=m,做加速运动，安培力增大， 误故选C 压轴挑战 加速度减小，做加速度减小的加速运动，完全进入后只受重 5.D解析：A.由安培定则知，直导线上方磁场方向垂直纸而 力，线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度减小，安培 向外，圆环从a到b的过程中磁通量增加，由楞次定律可得， 力减小，则做加速度减小的减速运动.故D正确.本题选错误 线圈中感应电流方向是顺时针：圆环从b到c的过程中磁通 的，故选A. 量减小，由楞次定律可得，线圈中感应电流方向是逆时针， 故A项错误：B.圆环从a到b的运动过程中，将环分解为若 第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 干个小的电流元，上半环部分所受合力向下，下半环部分所 白题基础过关 受合力向上：下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场 1.AC 2.C 强，则整个环所受安培力的方向向上：同理.圆环从b到c的 运动过程中，整个环所受安培力的方向向下，与速度方向不 3.B解析：A.电子沿逆时针方向加速，则电子所受电场力沿逆 是相反的.故B项错误：C圆环从b到c的过程与圆环从e到 时针方向，所以感生电场的方向沿顺时针方向，A错误：B.当 b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b的速率 电磁铁线圈电流的方向与题图示方向一致时，若电流增大， (一部分机城能转化为电能)，则圆环从b到c的时间小于 根据愣次定律，可知锅旋电场的方向为顺时针方向，电子将 从c到b的时间，故C项错误：D.圆环从b到c的过程与圆环 沿逆时针方向做加速运动，B正确：C由于感生电场使电子 从c到b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b 加速，即电子在轨道中加速的驱动力是电场力，C错误：D,电 的速率，则圆环从b到c的过程与圆环从c到b的过程中经 子在轨道中做圆周运动的向心力是洛伦兹力，D错误 同一位置时从b到c圆环所受安培力大于从ε到b圆环所受 4.AD5.B6.C7.B8.BC9.C10.A 安培力，圆环从b到©的过程克服安培力做的功大于圆环 11.C解析：AC.对调磁体的磁极，振动过程中，线圈仍会产生 从c到6的过程克服安培力做的功，圆环从b到c产生的热 感应电流，不影响减震效果，故A错误，C正确：B.根据法： 量大于从c到b产生的热量，故D项正确.故选D. 选择性必修第二册·RJ黑白题24