第2章 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

[对应学生用书作业(十)P26] [基础巩固] 1．(多选)在空间某处存在一变化的磁场，则(　　) A．在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流 B．在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定会产生感应电流 C．在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场 D．在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定会产生电场 解析　由感应电流产生的条件可知，只有闭合回路中磁通量发生改变，才能产生感应电流，如果闭合线圈平面与磁场方向平行，则线圈中无感应电流产生，故选项A错误，B正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，感应电场的产生与变化的磁场周围有无闭合回路无关，故选项C错误，D正确。 答案　BD 2．如图所示的四种情况中能产生恒定的感应电场的是(　　) 解析　根据麦克斯韦电磁理论，恒定的感应电场是由均匀变化的磁场产生的，所以选项B正确。 答案　B 3．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球的质量为m、电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则(　　) A．小球速度变大　　 B．小球速度变小 C．小球速度不变 D．以上三种情况都有可能 解析　在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生感应电场。据楞次定律得出图示感生电场，又因小球带正电荷，电场力与小球速度同向，电场力对小球做正功，小球速度变大，选项A正确。 答案　A 4．下列关于涡流的说法正确的是(　　) A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流 解析　涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A正确，B错误；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C错误；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍有产生涡流，D错误。 答案　A 5．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 解析　通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温。故C正确。 答案　C 6．(多选)用一根轻质细杆悬挂在O点的圆形导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均不计，在如图所示的虚线正方形区域有垂直于圆环的摆动面指向纸内的匀强磁场。下列说法正确的是(　　) A．此摆开始摆动进入磁场时机械能不守恒 B．导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相反 C．导体环通过最低位置时，环中感应电流最大 D．最后此摆在匀强磁场中摆动时，机械能守恒 解析　开始时导体环在进入和穿出磁场的过程中，有感应电流产生，部分机械能转化为电能，选项A正确；根据楞次定律，导体环在进入磁场和穿出磁场时感应电流方向相反，选项B正确；当导体环全部进入磁场时，无感应电流产生，在最低点时导体环的动能最大，选项C错误；最后导体环在磁场中摆动时，无感应电流产生，又不计阻力，故机械能守恒，选项D正确。 答案　ABD 7．如图所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，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 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，感应电流的磁场阻碍相对运动。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。 答案　C 8．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 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，振幅逐渐减少，选项A正确。 答案　A [能力提升] 9．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，环上套一带电荷量为＋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 解析　根据法拉第电磁感应定律可知，磁场变化产生的感生电动势为E＝πr2＝kπr2，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W＝qE＝πr2qk，故选项D正确。 答案　D 10．(多选)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中(　　) A．磁铁做匀速直线运动 B．磁铁做减速运动 C．小车向右做加速运动 D．小车先加速后减速 解析　磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的拓展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动。同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项A错误，B正确；而对于小车上螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右一直做加速运动，C正确，D错误。 答案　BC 11．如图所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面。一质量为m的金属棒以初速度v0沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计。下列说法正确的是(　　) A．金属棒回到出发点的速度v大于初速度v0 B．通过R的最大电流上升过程小于下落过程 C．电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程 D．所用时间上升过程大于下落过程 解析　要注意该过程中的功能关系：因为电阻R上产生热量，所以金属棒回到出发点的速度v小于初速度v0，选项A错误；通过R的最大电流上升过程大于下落过程，选项B错误；电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程，选项C正确；所用时间上升过程小于下落过程，选项D错误。 答案　C 12．如图所示，质量为m＝100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h＝0.8 m，有一质量为M＝200 g的小磁铁(长度可忽略)以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时：(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动) (1)铝环向哪边偏斜？ (2)若铝环在磁铁穿过后速度为2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g取10 m/s2) 解析　(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。 (2)由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v＝ m/s＝9 m/s 由能量守恒定律可得 W电＝Mv02－Mv2－mv′2＝1.7 J。 答案　(1)铝环向右偏斜　(2)1.7 J 学科网（北京）股份有限公司 $