12.10 涡流 电磁阻尼和电磁驱动 专项训练 -2026届高考物理一轮复习

聚龙｜限时训练（高三物理） 课设编号：一轮12-10 使用时间：2026-1-7 编制（试做）：常月 审核：杨涛 12-10涡流、电磁阻尼和电磁驱动 时间：40分钟 分值：100分 班级：__________姓名：__________学号______ 分数：__________ 一、单选题 1．关于教材中的四张图，下列说法中不正确的是（　　） A．甲图，真空炉内待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身融化 B．乙图，转动蹄形磁体，会观察到放在下方的铝框同向转动 C．丙图，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，铝管内不会产生感应电动势 D．丁图，磁铁向右平移，桌面上静止的金属圆环有向右运动的趋势 2．电磁感应现象：法拉第发现了电磁感应现象，并进一步得到了产生交流电的方法，永远改变了人类文明。因此他被誉为电磁学的奠基人和交流电之父。电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．手机无线充电器中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B．电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属 D．指针式电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 3．在电视剧中，我们经常会看到士兵手持探雷器进行探雷工作。士兵将带有线圈的探雷器在地面上扫过，在线圈中通有变化着的电流。如果扫过地下埋有金属物品，探雷器就会报警。探雷器工作利用了（　　） A．静电感应 B．电流的热效应 C．电磁阻尼 D．涡流 4．如图，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　） A．从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动 B．从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时针转动 C．无论磁铁向哪个方向转动，铝框都不会转动 D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 5．如图所示，用绝缘轻质细线将一个金属圆环悬于O点，水平虚线以下存在垂直纸面向外的匀强磁场。将金属圆环从图中所示的位置由静止释放，圆环在摆动过程中始终与磁场垂直，忽略空气阻力，则金属圆环（　　） A．进入磁场的过程中产生逆时针方向的电流 B．第一次刚要进入和完全离开磁场时，速度大小相等 C．摆动幅度逐渐减小，最终停止在最低点 D．摆动幅度先逐渐减小，后保持不变 6．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止。有一变化的磁场竖直向下穿过管所在的平面，磁感应强度B随时间成正比例增大，设小球的带电量不变，则（　　） A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动 B．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动 C．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动 D．小球不受力，不运动 7．如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（　　） A．0 B． C． D． 8．如图所示，固定在水平面上的光滑金属架处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN以的初速度向右运动。已知导轨间距，导轨的一端连接的电阻阻值，磁感应强度大小，金属棒电阻，金属棒质量。下列说法正确的是（　　） A．金属棒向右运动过程中做匀减速直线运动 B．金属棒向右运动过程中，通过电阻R的电流方向为P→Q C．金属棒的速度为0.5m/s时，MN两点间电势差为0.04V D．从金属棒开始运动到静止的过程中，电阻R产生的热量为0.25J 9．电磁驱动是21世纪初问世的新概念，该技术被视为将带来交通工具大革命。在日常生活中，摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理。如图所示是磁性转速表及其原理图，永久磁铁随车轮系统的转轴转动，铝盘固定在指针轴上，与永久磁铁不固定。关于磁性式转速表的电磁驱动原理，下列说法正确的是（    ） A．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动 B．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力而转动 C．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反 D．由于铝盘和永久磁体被同转轴带动，所以两者转动是完全同步的 二、多选题 10．一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图（a）所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图（b）所示。则（    ） A．小磁体在玻璃管内下降速度越来越快 B．下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次 C．下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D．与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大 三、解答题 11．某科技攻关小组设计了一款磁力刹车系统，结构简图如图所示。正方形线圈abcd安装在试验车底部，线圈边长，匝数，总电阻，平直轨道上的试验车以的初速度进入轨道前方的匀强磁场区域。已知磁感应强度大小，方向竖直向上，磁场区域长度也为，磁场的边界平行于线圈的ab边，试验车（含线圈）的质量，不计试验车与轨道间的摩擦力。求： (1)线圈进入磁场瞬间，线圈中的电流大小； (2)线圈进入磁场瞬间，试验车的加速度大小。 B组附加题 12．一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　） A．图（c）是用玻璃管获得的图像 B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 13．游乐园里的儿童过山车深受小朋友的喜爱，小朋友坐到轨道车中，利用电磁弹射的原理将车弹射出去，上升到一定的高度。现将电磁弹射车的原理简化为如图所示。ABEF和CDGH为两个宽度均为的水平光滑平行金属导轨，BDEG间有一段绝缘轨道连接（图中阴影区域），EF和GH右侧的斜面有导线连接，ABCD间为足够长的“加速区”，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，绝缘轨道右侧有个“减速区”，“减速区”有n个连续宽度为的匀强磁场（磁场间距离也为d），磁感应强度均为。轨道的左端分别连有电动势为的电源，内阻忽略不计，电容，弹射车的下端连有一根导体棒（弹射车未画出），当单刀双掷开关拨至“1”时，电源对电容充电，充满电后将开关拨至“2”，在导体棒的推动下弹射车的速度达到稳定后进入绝缘轨道右侧，经过若干磁场区域后速度减小为，冲上右侧斜面才能保证小朋友的安全；已知弹射车和导体棒的总质量为，导体棒的有效电阻，其他电阻忽略不计，重力加速度g取，不考虑磁场间的相互影响。求： (1)电容器储存的最大电荷量； (2)开关拨至“2”瞬间弹射车的加速度； (3)弹射车弹出“加速区”时的速度与磁感应强度B的关系； (4)“减速区”的磁场最少的个数。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 12-10涡流电磁阻尼电磁驱动参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D A D C C C B AD 题号 12 答案 A 1．C 【详解】A．甲图，真空炉内通入高频电流后，则待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身融化，选项A正确，不符合题意； B．乙图，转动蹄形磁体，根据电磁驱动可知，会观察到放在下方的铝框同向转动，选项B正确，不符合题意； C．丙图，强磁铁从有竖直裂缝的铝管中下落，磁通量发生变化，铝管内也会产生感应电动势，选项C错误，符合题意； D．丁图，根据 “来拒去留”，则磁铁向右平移，桌面上静止的金属圆环有向右运动的趋势，选项D正确，不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．手机无线充电器中，发射线圈接入恒定电流，产生稳定的磁场，接收线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电动势，不能实现手机充电，故A错误； B．电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不是导体，不会产生涡流，故B错误； C．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属中产生涡流，金属会产生大量热量，从而冶炼金属，故C错误； D．指针式电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．静电感应是静电场中导体电荷重新分布的现象，而探雷器涉及变化的磁场，A错误； B．电流的热效应是电能转化为热能，与探雷器报警机制无关，B错误； C．电磁阻尼是指导体在磁场中运动时因涡流产生的阻力，而探雷器中的金属物品是被动产生涡流，并非因运动受阻，C错误； D．变化的电流产生变化的磁场，金属物品中会感应出涡流，涡流产生的磁场反过来影响探雷器线圈，触发报警，D正确。 故选D。 4．A 【详解】ABC．根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动，故A正确，B错误，C错误； D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝框会逐渐减速直停止运动，故D错误。 故选A。 5．D 【详解】A．进入磁场的过程中，磁通量向外增大，根据楞次定律，可知圆环产生顺时针方向的电流，故A错误； B．进入和离开磁场的过程中一部分机械能转化为电能，则圆环第一次进入磁场时的速度大于第一次离开磁场时的速度，故B错误； CD．进入磁场和离开磁场的过程中机械能减小，故摆动幅度逐渐减小，当不再出磁场时，机械能不变，摆动幅度保持不变，故C错误，D正确。 故选D。 6．C 【详解】因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，C正确；ABD错误。 故选C。 7．C 【详解】环中产生的感应电动势 小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功的大小是W=qU 解得W=πr2qk 故选C。 8．C 【详解】AB．金属棒向右运动过程中，根据右手定则可知，流过导体棒的电流方向为N→M，则通过电阻R的电流方向为Q→P；根据左手定则可知金属棒受到向左的安培力作用，由，， 可得 可知随着金属棒速度的减小，安培力逐渐减小，则金属棒的加速度也逐渐减小，所以金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，故AB错误； C．当金属棒的速度为0.5m/s时，此时金属棒产生的电动势为 MN两点间电势差等于外电压，则有，故C正确； D．根据能量守恒定律可知，从金属棒开始运动到静止的过程中，电路产生的热量为 则电阻R产生的热量为，故D错误。 故选C。 9．B 【详解】AB．当永久磁铁随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁铁的磁场会对铝盘上的感应电流有力的作用，而产生一个转动的力矩，使指针转动，由于弹簧游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，故A错误，B正确； C．该转速表运用了电磁感应原理，由楞次定律知，铝盘磁场总是阻碍永久磁铁转动，要使减小穿过铝盘磁通量的变化，永久磁铁转动方向与铝盘转动方向相同，故C错误； D．永久磁铁固定在转轴上，铝盘固定在指针轴上，铝盘和永久磁铁不是同转轴带动，所以两者转动不是同步的，故D错误。 故选B。 10．AD 【详解】AD．电流的峰值越来越大，即小磁铁在依次穿过每个线圈的过程中磁通量的变化率越来越大，因此小磁体的速度越来越大，AD正确； B．假设小磁体是N极向下穿过线圈，则在穿入靠近每匝线圈的过程中磁通量向下增加，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针的电流，而在穿出远离每匝线圈的过程中磁通量向下减少产生顺时针的电流，即电流方向相反，与题干图中描述的穿过线圈的过程电流方向变化相符，S极向下同理；所以磁铁穿过8匝线圈过程中会出现8个这样的图像，并且随下落速度的增加，感应电流的最大值逐渐变大，所以磁体下落过程中磁极的N、S极没有颠倒，选项B错误； C．线圈可等效为条形磁铁，线圈的电流越大则磁性越强，因此电流的大小是变化的小磁体受到的电磁阻力是变化的，不是一直不变的，C错误。 故选AD。 11．(1)30A (2) 【详解】（1）线圈刚进入磁场，回路中的感应电动势 线圈中的感应电流 解得 （2）试验车受到的安培力的大小 由牛顿第二定律有 解得 12．A 【详解】A．强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确； B．在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误； C．在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误； D．强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。 故选A。 13．(1)125C (2) (3) (4)12个 【详解】（1）根据电容的定义式可得电容器储存的最大电荷量； （2）开关拨至“2”瞬间，根据 受到的安培力为 根据牛顿第二定律，有 联立并代入数据解得 （3）电容对导体棒放电，由于导体棒的加速距离足够长，根据动量定理可得 其中 此时电容器电压为 通过导体棒的电荷量 代入数据可得 （4）当时有最大的速度，解得 最大速度为 减速至时保证安全，根据动量定理可得 又因为 代入数据可知解得 则共需要经过（进位取整数） 故至少需要12个磁场区域。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $