第二章 3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册练习手册（人教版）

第二章电磁感应。 3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动 基础练)习 知识点涡流与电磁阻尼 起动器 1.下列用电器属于涡流现象应用的是( A.电磁炉 B.电视机 镇流器， C.电冰箱 D.电吹风 2.电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流， A.变压器 B.日光灯 使锅体发热从而加热食物。下列相关的说 法中正确的是( sSSs 铁质锅 A.锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率 计面板 有关 磁力线 B.电磁炉中通入电压足够高的直流电也 线圈 能正常工作 C.电磁炉 D.直流电动机 C.金属或环保绝缘材料制成的锅体都可：4.物理课上，老师做了一个“电 以利用电磁炉来烹任食物 磁阻尼”实验：如图所示，弹 D.电磁炉的上表面一般都用金属材料制： 簧上端固定，下端悬挂一个磁 成，以加快热传递减少热损耗 铁，将磁铁托起到某一高度后 3.机场的安检人员用手持金属探测器检查乘 放开，磁铁能上下振动较长时 客时，探测线圈内通有交变电流，能产生 间才停下来；如果在磁铁下方 第4题图 迅速变化的磁场。当探测线圈靠近金属物 放一个固定的铝质圆环，使磁极上下振动 体时，这个磁场能在金属物体内部产生涡 时穿过它，磁铁就会很快地停下来。某同 电流，涡电流又会产生磁场，倒过来影响 学另找器材再探究此实验。他安装好器 原来的磁场。如果能检测出这种变化，就 材，经反复实验后发现：磁铁下方放置圆 可以判定探测线圈下面有金属物体了。以 环，并没有对磁铁的振动产生影响。对比 下用电器与金属探测器工作原理相似 老师演示的实验，其原因可能是() 利用涡流的是() A.弹簧的劲度系数太小 B.磁铁的质量太小 C.磁铁的磁性太强 D.圆环的材料与老师用的不同 练 45 N 高中物理选择性必修第二册（人教版） 提升练)习 5.金属探测器已经广泛应用于安检场所，关 于电磁炉的说法正确的是( 于金属探测器的论述正确的是( 锅体 A.金属探测器可用于食品生产，防止细 ,涡流 面板 小的砂石颗粒混入食品中 -线圈 一磁力线 B.金属探测器探测地雷时，探测器的线 圈中产生涡流 第7题图 : C.金属探测器探测金属时，被测金属中 A.电磁炉面板可采用陶瓷材料，发热部 感应出涡流 分为铁锅底部 D.探测过程中金属探测器与被测物体相 B.电磁炉面板可采用金属材料，通过面 对静止和相对运动探测效果相同 板发热加热锅内食品 6.(多选)关于涡流，下列说法正确的是 C.电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食 品加热 D.可以通过改变电子线路的频率来改变 电磁炉的功率 8.(多选)涡流检测是工业 冶炼炉 电磁炉 阻尼摆 硅钢片 上无损检测的方法之一。 第6题图 如图所示，线圈中通以 A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的 一定频率的正弦交流电， ,待测工件 装置 靠近待测工件时，工件 第8题图 B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁 内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡 场产生的 流影响也会发生变化。下列说法正确的 C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其 是() 运动 A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通 D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠 量的变化 成能减小涡流 B.涡流的频率等于通入线圈的交流电频率 7.(多选)电磁炉采用感应电流（涡流）的 C.通电线圈和待测工件间存在周期性变 加热原理，是通过电子线路产生交变磁 化的作用力 场，把铁锅放在炉面上时，在铁锅底部 D.待测工件可以是塑料或橡胶制品 产生交变的电流。它具有升温快、效率 高、体积小、安全性好等优点。下列关 46)练向向左，产生左正右负的电动势，电子向M板偏转，A 正确；开关S由闭合后断开瞬间，穿过线圈的磁通量减 少，由楞次定律知在右侧线圈中产生左负右正的电动 势，电子向N板偏转，B错误；开关S是闭合的，滑动 变阻器滑片P向右迅速滑动，滑动变阻器接入电路的电 阻增大，电流减小，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定 律知在上线圈中产生左负右正的电动势，电子向N偏 转，C错误：开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向左 迅速滑动，滑动变阻器接人电路的阻值减小，电流增 大，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律知在上线圈中 感应出左正右负的电动势，电子向M偏转，D正确。 7.B【解析】由左侧电路可以判断b中电流方向由 a到b;由右侧电路及图乙可以判断，0-2s内cd中电流 为由c到d,跟ab中电流同向，因此ab、cd相互吸引， 故A错误，B正确；2~4s内cd中电流为由d到c,跟 ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，故C、D错误。 8.D【解析】当磁铁N极向下运动时，导致向下穿 过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得，感应磁场方向 与原来磁场方向相反，再由安培定则可得感应电流方向 沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，则流过R的电 流方向是从b到α，对电容器充电，使下极板带正电。 9.C【解析】由图可知，0t2内，线圈中磁通量的 变化率相同，故0~2时间内电流的方向相同，由楞次定 律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为adcba方 向，故A错误，C正确；从0~t,时间内，线圈中磁通量 的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小 也恒定不变，故B错误；从0~时间内，磁场的变化率 不变，则电路中电流大小恒定不变，故由F=B可知，F 与B成正比，即先减小后增大，故D错误。 10.(1)4V(2)0.4A,逆时针方向(3)2.4V 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，则有 E=N△B:S=100x0,2x0.2V=4V。 △t (2)根据楞次定律，垂直于线圈平面向里的磁通量 增加，则电流方向是逆时针方向；依据闭合电路欧姆定 律，则有上R46A04A (3)根据欧姆定律，则有U=R=0.4x6V=2.4V。 ●·3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动 基础练习 1.A【解析】电磁炉是利用涡流现象工作的，故A 正确。 2.A【解析】锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率 参考答案与解析。 有关，故A正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体 中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B错 误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制 作锅体，故C错误；电磁炉的上表面如果用金属材料制 成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电 能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误。 3.C【解析】当探测器中通以交变电流线圈靠近金 属物时，线圈在空间产生交变的磁场，金属物品横截面 的磁通量发生变化，会产生感应电流，故探测器采用了 电磁感应原理中的涡流的原理；变压器采用了电磁互感 原理，要防止涡流，故A错误；日光灯的镇流器采用的 是线圈的自感现象，与涡流无关，故B错误；电磁炉 中，将炉子中的线圈通以交变电流，线圈将产生变化的 磁场，该磁场穿过铁质锅时，在锅底的部分将产生祸 流，所以电磁炉的原理与金属探测器工作原理相似，故 C正确；直流电动机是通电导体在磁场中受力，与涡流 无关，故D错误。 4.D【解析】只要能够产生感应电流，都能对磁铁 的运动产生阻碍作用，A、B、C错误；若圆环的材料不 是导体材料，不能产生感应电流，无法对磁铁产生阻碍 作用，故D正确。 提升练习 5.C【解析】金属探测器只能探测金属，不能用于 食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中，故A错 误：金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流， 故B错误，C正确；探测过程中工作时金属探测器应与 被测物体相对运动，相对静止时无法得出探测效果，故 D错误。 6.ACD【解析】用来治炼金属的真空冶炼炉，炉外 有线圈，线圈中通入高频交变电流，炉内的金属中产生 涡流，涡流产生的热量使金属熔化，所以A正确；家用 电磁炉锅体中的涡流是由交变电流产生的变化的磁场而 引起的，不是由恒定的磁场引起的，故B错误：阻尼摆 的铝片以一定速度掠过磁场时切割磁感线产生涡流，涡 流在磁场中所受合力方向与摆动方向相反，从而阻碍其 运动，故C正确；变压器的铁芯用绝缘的硅钢片叠成， 是为了减小涡流，减小能量损失，故D正确。 7.AD【解析】电磁炉是利用电磁感应加热原理制 成的电气烹饪器具。由高频感应加热线圈（即励磁线 圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具 等部分组成。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈 周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过 金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需 59 高中物理选择性必修第二册（人教版） 的热，所以电磁炉发热部分为铁锅底部，而不能用陶瓷 材料。电磁炉面板如果用金属材料制成，使用电磁炉 时，面板发生电磁感应要损失电能，故面板可采用陶瓷 材料，A正确，B、C错误。锅体中涡流的强弱与磁场 变化的频率有关，D正确。 8.ABC【解析】根据楞次定律得知：感应电流的磁 场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故涡流的 磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化，故A正确；感 应电流的频率与原电流的频率是相同的，涡流的频率等 于通入线圈的交流电频率，故B正确；因为线圈交流电 是周期变化的，故在工件中引起的交流电也是周期性变 化的，可知通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作 用力，故C正确；电磁感应只能发生在金属物体上，故 待测工件只能是金属制品，故D错误。 >"4.互感和自感 基础练习 1.BD【解析】当通过导体的电流减小时，导体会 产生阻碍原电流减小的感应电流，所以方向相同，在自 感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，则产 生的自感电动势越大，所以B、D正确。 2.A【解析】自感系数与线圈的匝数、单位长度上 线圈的匝数、横截面积及有无铁芯有关；电感是自感系 数的简称；自感系数是由线圈自身性质决定的，与自感 电动势无关，A错误。 3.C【解析】闭合开关S时，由于通过线圈L的电 流逐渐变大，因而在线圈中产生自感电动势阻碍电流的 增加，则回路的电流会慢慢增大，则灯泡会逐渐变亮， A错误：开关S闭合一段时间后再断开，回路立即断 开，则灯泡立即熄灭，B错误：开关S闭合一段时间后 再断开的瞬间，在线圈L中会产生与原来电流方向相同 的自感电动势，线圈相当于电源，则b点电势高于α点 电势，C正确，D错误。 4.B【解析】闭合开关S,自感线圈产生自感电动 势，阻碍通过L的电流增大，灯L!逐渐变亮，闭合开 关S,通过L2的电流立即稳定，L2立刻变亮，故A错 误，B正确：闭合开关S稳定后，流过线圈的电流不 变，线圈L没有自感电动势，故C错误；闭合开关S稳 定后，断开开关S,穿过线圈L的电流发生变化，L产 生自感电动势，故D错误。 5.AD【解析】开关S闭合时，电感线圈L1中电流 等于两倍L2的电流，断开开关S的瞬间，由于自感作 用，两个电感线圈相当于两个电源，与三个灯泡构成闭 60 合回路，通过b、c的电流都通过a,故a先变亮，然后 逐渐变暗，故A正确；b、c灯泡由于电流I逐渐减小都 逐渐变暗，B、C错误，D正确。 6.A【解析】从开关闭合到电路中电流稳定的时间 内，A灯立刻亮，由于线圈中感应电动势的阻碍作用， B灯逐渐变亮，当线圈电流阻碍较小后A灯逐渐变暗， 当线圈对电流没有阻碍时，两灯泡亮度稳定，故A正 确，B错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈提 供瞬间电压给两灯泡供电，由于两灯泡完全一样，所以 不会出现电流比之前还大的现象，因此A灯不会闪亮一 下，只会一同慢慢熄灭，故C错误；开关断开瞬间，线 圈相当于电源，线圈中电流方向仍不变，所以电流自右 向左通过A灯，故D错误。 7.BD【解析】两线圈绕的方向相反，线圈产生的 磁场方向相反。螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都 不发生变化，回路中一定没有自感电动势产生，B、D 正确。 8.B【解析】电路稳定后断开，通过灯泡这一支路 的电流立即消失，由于电感线圈对电流的变化有阻碍作 用，会阻碍其减小，所以通过G的电流逐渐减小，缓 慢回到零点；通过电感线圈的电流也通过灯泡，所以含 有灯泡的支路的电流从Q流向P,使G2立即左偏，然 后缓慢回到零点，故B正确，A、C、D错误。 9.B【解析】滑片在A点时，滑动变阻器接入电阻 最大，电路中电流最小，则当滑片下移时，电流将变 大，而此时线圈将阻碍电流的增大，故电流较小；而当 滑片从B向A移动时，由于开始时电流较大，向上运动 时，线圈中电流将减小，故线圈将阻碍电流的减小；故 此时I将保持在B点时的电流；而滑片固定在C点时， 电流小于在B点时的电流，故有I>1>l。故B正确。 提升练习 10.BD【解析】当S闭合时，因二极管加上了反向 电压，故二极管截止，L1一直不亮；通过线圈的电流增 加，感应电动势阻碍电流增加，故使得L2逐渐变亮，B 正确，A错误：当S断开时，由于线圈自感电动势阻碍 电流的减小，故通过L,的电流要在L2一L一D一L之中 形成新的回路，故L突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭， C错误，D正确。 11.BCD【解析】合上S时，电路中立即就有了电 流，故A、B灯泡同时变亮；但通过线圈的电流增加， 线圈会产生自感电动势，故线圈的电流缓慢增加：当电 流稳定后，线圈相当于直导线，B灯泡被短路，故开关 闭合后，A、B同时亮，但B灯泡逐渐熄灭，而A灯泡