2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课时检测-2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第 1 页 共 5 页 第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课时检测 一、选择题: 1．下列做法可能产生涡流的是(　　) A．把金属块放在匀强磁场中 B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动 C．让金属块在匀强磁场中做变速运动 D．把金属块放在变化的磁场中 2．三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化关系都满足B＝kt，磁场方向如图所示。测得A环内感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为(　　) A． IB＝I，IC＝0 B．IB＝I，IC＝2I C．IB＝2I，IC＝2I D．IB＝2I，IC＝0 3．金属探测器已经广泛应用于安检场所。下列关于金属探测器的说法正确的是(　　) A．金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中 B．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流 C．金属探测器探测金属时，被探测金属中感应出涡流 D．探测过程中金属探测器与被探测物体相对静止与相对运动的探测效果相同 4.某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通信储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以正弦式电流，附近的被测金属物中产生感应电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报，则(　　) A．被测金属物中产生的是恒定电流 B．被测金属物中产生的是交变电流 C．探测器与被测金属物相对静止时不能发出警报 D．违规携带的手机只有发出通信信号时才会被探测到 5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球(　　) A．整个过程匀速运动 B．进入磁场过程中做减速运动，穿出磁场过程中做加速运动 C．整个过程都做匀减速运动 D．穿出磁场时的速度一定小于初速度 6.如图所示，闭合线框ABCD和abcd可分别绕轴线OO′转动。当接有电源的线框abcd绕OO′轴逆时针转动时(俯视图)，下列关于线框ABCD的转动情况的说法正确的是(　　) A．线框ABCD也随abcd逆时针转动，只不过稍微慢了些 B．线框ABCD也随abcd逆时针转动，只不过稍微快了些 C．线框ABCD顺时针转动，只不过稍微慢了些 D．线框ABCD顺时针转动，只不过稍微快了些 7.如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点，O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在同一竖直面内摆动，在一次完整摆动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．线圈内感应电流的方向改变两次 B．线圈对磁铁的作用力为斥力 C．线圈对磁铁的作用力始终是阻力 D．线圈对磁铁的作用力有时是阻力，有时是动力 8.(多选)冶炼金属的高频感应炉的示意图如图所示。炉中装有待冶炼的金属，当线圈中通有电流时，通过产生涡流来熔化金属。以下关于高频感应炉的说法正确的是(　　) A．高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流才会产生涡流 B．高频感应炉的线圈中通有恒定的电流也可以产生涡流 C．高频感应炉是利用线圈中的电流产生的焦耳热使金属熔化的 D．高频感应炉是利用炉内金属中的涡流的热效应使金属熔化的 9.(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图所示，线圈中通以一定频率的交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法正确的是(　　) A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化 B．涡流的频率等于通入线圈的交流电的频率 C．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 D．待测工件可以是塑料或橡胶制品 10．(多选)图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有一些磁铁(与飞轮不接触)，人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁铁会对飞轮产生阻碍作用，拉动旋钮拉线可以改变磁铁与飞轮间的距离。下列说法正确的有(　　) A．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力 B．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小 C．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小 D．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越强 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 11.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速度释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB。 (1)螺线管A将向哪个方向运动？ (2)全过程中整个电路所消耗的电能是多少。 12．用导线绕一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图甲所示。圆环的半径R＝2 m，导线单位长度的电阻r0＝0.2 Ω/m。把它们放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里。磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示，求： (1)正方形线框产生的感应电动势； (2)在0～2.0 s内，圆环产生的焦耳热； (3)若不知道圆环半径数值，在0～2.0 s内，圆环中的电流与正方形线框中的电流之比。 参考答案： 1.解析：D　涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化。A、B、C选项中穿过金属块的磁通量不变化，所以A、B、C错误。把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确。 2.解析：D　C环中穿过圆环的磁感线完全抵消，磁通量为零，保持不变，所以没有感应电流产生，即IC＝0。根据法拉第电磁感应定律得E＝＝S＝kS，S是有效面积，可得E∝S，所以A、B中感应电动势之比EA∶EB＝1∶2，根据欧姆定律得IB＝2IA＝2I，选项D正确。 3.解析：C　金属探测器只能探测金属，不能探测细小的砂石颗粒，故A错误；金属探测器探测金属时，被探测金属中感应出涡流，故B错误，C正确；探测过程中金属探测器应与被探测物体相对运动时比相对静止时的探测效果好，故D错误。 4.解析：B　工作中的探测器靠近金属物体时，在金属物体中就会产生涡流，这种涡流是交变电流，故A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定律，探测器产生的是变化的磁场，使靠近的金属物体产生涡流，探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报，故C错误；探测器的制成原理是电磁感应现象，和手机是否发出通信信号无关，故D错误。 5.解析：D　小球在进出磁场过程中穿过小球的磁通量发生变化，有涡流产生，要受到阻力。小球在磁场中运动时，穿过小球的磁通量不变，小球匀速运动，故小球在整个过程中先减速运动，后匀速运动，再减速运动，故D正确。 6.解析：A　由于线框abcd旋转时会使线框ABCD中产生感应电流，根据楞次定律可知，线框ABCD中的感应电流将阻碍abcd的相对转动，因此线框ABCD也随abcd逆时针转动，只不过稍微慢了些，选项A正确。 7.解析：C　磁铁向下摆动时，根据楞次定律可判断，线圈中产生逆时针方向的感应电流(从上往下看)，感应电流激发的磁场阻碍磁铁靠近，则磁铁受到的作用力为斥力；磁铁向上摆动时，根据楞次定律可判断，线圈中产生顺时针方向的感应电流(从上往下看)，感应电流激发的磁场阻碍磁铁远离，则磁铁受到的作用力为引力，所以磁铁在一次完整摆动的过程中，电流方向改变四次，由楞次定律可知，感应电流对它的作用力始终是阻力，故C正确，A、B、D错误。 8.解析：AD　变化的电流才能产生变化的磁场，引起磁通量的变化，产生电磁感应现象，恒定的电流不会使感应炉中的磁通量发生变化，不会产生涡流，选项A正确，B错误；当感应炉内装入被冶炼的金属时，会在被冶炼的金属中产生涡流，利用涡流的热效应使金属熔化，而不是利用线圈中的电流产生的焦耳热使金属熔化，选项C错误，D正确。 9.解析：ABC　涡流是感应电流，涡流的磁场总是阻碍穿过工件的磁通量的变化，而且涡流的频率与线圈中交流电的频率相等，A、B均正确；因待测工件中的涡流与通电线圈中的电流具有相同频率，因此二者间必有周期性的作用力，C正确；涡流只能在金属制品中产生，D错误。 10.解析：AD　根据题意，人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁铁会对飞轮产生阻碍作用，飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，选项A正确；飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮受到安培力越大，即阻力越大，选项B错误；磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，磁通量的变化率越大，则飞轮内部的涡流越强，产生的安培力越大，受到的阻力越大，选项C错误，D正确。 11.解析：(1)磁铁B向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动。 (2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能，所以mgh＝MvA2＋mvB2＋E电。 即E电＝mgh－MvA2－mvB2。 答案：(1)向右运动　(2)mgh－MvA2－mvB2 12.解析：(1)正方形线框的面积为S＝2R2， 根据法拉第电磁感应定律得E＝S＝×2×22 V＝4 V。 (2)圆环面积为S′＝πR2，圆周长为L＝2πR， 圆环的电阻为r′＝2πRr0＝2×3.14×2×0.2 Ω≈2.5 Ω 根据法拉第电磁感应定律得E′＝S′＝×π×22 V≈6.3 V 在0～2.0 s内，圆环产生的焦耳热为Q＝t＝×2.0 J≈31.75 J。 (3)正方形线框中的电流为I＝＝·， 圆环中的电流为I′＝＝· 圆环中的电流与正方形线框中的电流之比＝。 答案：(1)4 V　(2)31.75 J　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $