课时梯级训练(15) 涡流、电磁阻尼和电磁驱动(Word练习)-【优化指导】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

课时梯级训练(15)　涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1． 某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是 (　　) A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场恒定不变 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 A　解析：感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向沿AB方向减弱，或原磁场方向沿BA方向增强，A正确。 2．(多选)机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通有交变电流。关于其工作原理，以下说法正确的是 (　　) A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流 B．人体在由线圈中的交变电流产生的磁场里运动，产生感应电动势，并在金属物品中产生感应电流 C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流 D．金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流 CD　解析：安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中的交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测到，C、D正确。 3．(多选)如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，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两点在同一水平线上 B．A点高于B点 C．A点低于B点 D．铜环最终将做等幅摆动 BD　解析：铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能，所以A点高于B点。铜环的摆角会越来越小，最终出不了磁场，而做等幅摆动，B、D正确。 4． (多选)位于光滑水平面上的小车上放置一个螺线管，一个比螺线管长的条形磁体沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如图所示，在此过程中 (　　) A．磁体做匀速直线运动 B．磁体做减速运动 C．小车向右做加速运动 D．小车先加速运动后减速运动 BC　解析：磁体水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律知该电流产生的磁场阻碍磁体的运动，同理，磁体穿出时该电流产生的磁场也阻碍磁体的运动，故整个过程中，磁体做减速运动，A错误，B正确；而对于小车上的螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右的，这个安培力使小车向右一直做加速运动，C正确，D错误。 5．2023年3月22日02时至20时，北京市阵风7级左右，山区阵风高达9级，并伴有沙尘暴，给人们的出行带来困难。北京中信大厦(中国尊)上的电磁阻尼器出现了摆动，及时对大厦进行减振，示意图如图所示，下列说法正确的是 (　　) A．风速越大，导体板中磁通量变化率越小 B．风速越大，导体板内产生的感应电动势越小 C．风速越大，导体板内电涡流越小 D．导体板内电涡流对永磁铁的电磁阻力是中信大厦(中国尊)减振的原因 D　解析：风速越大，永磁铁与可摆动质量块摆动越厉害，导体板中磁通量变化率越大，由电磁感应定律可知，导体板中产生的感应电动势越大，产生的电涡流也越大，A、B、C错误；导体板内的电涡流与永磁铁间的电磁阻力，是中信大厦(中国尊)减振的原因，D正确。 6．(多选)高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交变电流，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大，可通过 (　　) A．增大交变电流的电压 B．增大交变电流的频率 C．增大焊接缝的接触电阻 D．减小焊接缝的接触电阻 ABC　解析：增大交变电流的电压和交变电流的频率均可使电流的变化率增大，由E＝n知，感应电动势和涡流均增大，焊接处的发热功率增大，若增大焊接缝的接触电阻，则焊接处的电压、功率分配就增大，产生的热量就会增大，A、B、C正确，D错误。 7．如图所示，在光滑水平桌面上放一个条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它们一个相同的初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况是 (　　) A．都做匀速运动 B．甲、乙做加速运动 C．甲做加速运动，乙做减速运动，丙做匀速运动 D．甲做减速运动，乙做加速运动，丙做匀速运动 C　解析：铁球将加速运动，其原因是铁球被磁化后与磁铁之间产生相互吸引的磁力；铝球将减速运动，其原因是铝球内产生了感应电流，感应电流产生的磁场阻碍其相对运动；木球将匀速运动，其原因是木球既不能被磁化，也不能产生感应电流，所以磁铁对木球不产生力的作用，C正确，A、B、D错误。 8．(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 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，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，B错误，C、D正确。 9．(2025·广东清远校联考)如图所示，虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外，右侧的匀强磁场垂直纸面向里。一个金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是 (　　) A．a、b两点等高 B．小球在最低点处于平衡状态 C．小球在穿过虚线时内部会产生涡流 D．小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力 C　解析：小球在穿过虚线时内部会产生涡流，穿过小球的磁通量发生变化，小球内部会产生涡流，小球在最低点除需做圆周运动的向心力以外，水平方向还受到向左的电磁阻尼，B、D均错误，C正确；由于电磁阻尼，b点一定低于a点，A错误。 10．英国物理学家麦克斯韦认为，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B，环上套一个电荷量为＋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，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是 (　　) A．0 B．r2qk C．2πr2qk D．πr2qk D　解析：变化的磁场产生的感生电动势为E＝πr2＝kπr2，小球在环上运动一周感生电场对其所做的功W＝qE＝πr2qk，D正确。 11．涡流、电磁驱动和电磁阻尼都是电磁感应现象，三者常常有紧密联系。下列说法正确的是 (　　) A．图甲中，如果在上、下振动的磁体下固定一个铝板，磁体会很快静止下来，这属于电磁阻尼现象 B．图甲中，如果在上、下振动的磁体下固定一个铝板，磁体振动时，铝板中会产生涡流，涡流对磁体总有排斥作用 C．图乙中，竖直放置的蹄形磁体转动后，同轴的闭合线圈会与蹄形磁体同时转动，这属于电磁阻尼现象 D．图乙中，蹄形磁体匀速转动时间足够长，闭合线圈的转速可以大于蹄形磁体的转速 A　解析：题图甲中，磁体振动时铝板中磁通量会发生变化，会产生感应电流即涡流，根据楞次定律，可知 涡流对磁体运动有阻碍作用，即靠近时排斥，远离时吸引，这是电磁阻尼的具体实例，A正确，B错误；题图乙中，蹄形磁体转动时，穿过闭合线圈的磁通量会变化，会产生感应电流，感应电流阻碍它们之间的相对运动，所以同轴的闭合线圈会与蹄形磁体同向转动，这是电磁驱动，闭合线圈的转速一定小于蹄形磁体的转速，不然就不会有感应电流，也就不会有动力，C、D错误。 12．(多选)(2025·天津高二期末)如图甲所示，一个半径为r的光滑绝缘细圆管固定在水平面上，一个质量为m、电荷量为q的带负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在方向竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示(取竖直向上为正，图中B0、t0为已知量)。已知当磁感应强度均匀变化时，在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场(电场线闭合的涡旋电场)，原来静止的小球在管内做圆周运动，小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是 (　　) A．小球沿顺时针(从上往下看)方向运动 B．管内电场强度大小为 C．小球由静止开始运动第一周所用时间为t0 D．小球第2次回到出发点的速度大小为2r BD　解析：由楞次定律可知感生电场的方向沿顺时针，小球带负电，故小球沿逆时针(从上往下看)方向运动，A错误；产生的感生电场的电场强度E＝＝，B正确；小球做加速度大小不变的加速曲线运动，小球的静电力方向始终与速度方向相同，当成匀加速直线运动处理，根据运动学公式2πr＝×t2，解得t＝，C错误；由动能定理可得mv2＝2qE·2πr＝2q·，解得v＝2r，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$