课时测评9 自感现象与涡流-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评9　自感现象与涡流 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题5分，共45分) 1.关于自感现象，下列说法中正确的是 (　　) A.自感现象是线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象 B.自感电动势总是阻止原电流的变化 C.自感电动势的方向总是与原电流的方向相反 D.自感电动势的方向总是与原电流的方向相同 答案：A 解析：自感现象的定义是：线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象，产生的自感电动势总是“阻碍”原电流的变化，故A正确，B错误。根据楞次定律，当原电流增大时，感应电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电动势与原电流方向相同，故C、D错误。 2.电磁炉(图甲)是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学依据电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图乙所示。在线圈上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是(　　) A.家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物 B.家用电磁炉的锅用铁锅而不用陶瓷锅，主要是因为陶瓷中不能产生涡流 C.简易电磁炉工作时，利用自感产生的电流来加热水 D.将交流电源换成电动势更大的直流电源，可以缩短从开始加热到水达到沸腾的时间 答案：B 解析：家用电磁炉工作时，通过锅体的磁通量发生变化，锅体中会产生涡流，利用涡流的热效应来加热食物，故A错误；家用电磁炉的锅用铁锅而不用陶瓷锅，主要是因为陶瓷中不能产生涡流，铁中能产生涡流，故B正确；简易电磁炉工作时，金属杯中会产生涡流，利用涡流的热效应来加热水，故C错误；将交流电源换成电动势更大的直流电源，线圈中不产生变化的磁场，金属杯中不会产生涡流，故D错误。故选B。 3.(多选)考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是(　　) A.探测器利用的是静电感应现象 B.探测器利用的是磁场对金属的吸引作用 C.探测器利用的是电磁感应现象 D.当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化 答案：CD 解析：当线圈靠近金属物体时，在金属物体中产生涡电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在金属中会产生电流，而金属中的电流产生的磁场又引起通电线圈中的磁通量发生变化，进而引起线圈中电流的变化，报警器发出警报，故D正确；由D选项分析可知探测器采用了电磁感应原理，而非金属则不会产生电磁感应现象，故A、B错误，C正确。故选CD。 4.如图所示，金属球用绝缘细线挂于O点，将金属球拉离平衡位置并释放，金属球摆动过程经过水平匀强磁场区域，虚线为该磁场的竖直边界，已知磁场区域的宽度大于金属球的直径。若不计空气阻力，则 (　　) A.金属球在摆动过程中始终产生涡流 B.金属球在摆动过程中，机械能始终守恒 C.金属球在磁场区域中摆动时，机械能守恒 D.金属球最终将静止在竖直方向上 答案：C 解析：只有当金属球进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生涡流，故A错误；当金属球进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生涡流，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，故B错误；整个金属球进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生涡流，机械能守恒，故C正确；在金属球不断经过磁场，机械能不断损耗过程中金属球越摆越低，最后整个金属球只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化(一直是最大值)，所以机械能守恒，即金属球最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不静止在竖直方向上，故D错误。 5.如图所示，两个电阻均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是(　　) A.使电路的电流减小，最后由I0减小到零 B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0 C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变 D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0 答案：D 解析：S闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，B、C错误；最后达到稳定时，电路中总电流为I＝＝2I0，故D正确。 6.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计。下列说法正确的是(　　) A.S闭合瞬间，B先亮A后亮 B.S闭合瞬间，A先亮B后亮 C.电路稳定后，在S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭 D.电路稳定后，在S断开瞬间，A、B都是熄灭状态 答案：D 解析：自感线圈的特征是刚通电时线圈相当于断路，断开开关时线圈相当于电源；二极管的特征是只正向导通。S闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为正向电压，故电流可通过灯泡A、B，即灯泡A、B同时亮，故A、B错误；因线圈直流电阻忽略不计，则当电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，当开关S断开瞬间B立刻熄灭，线圈中的电流也不能反向通过二极管，则灯泡A也熄灭，故C错误，D正确。故选D。 7.(多选)关于电磁驱动和电磁阻尼，下列说法正确的是(　　) A.图甲中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B.图甲中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢 C.图乙中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，因为摩擦极小，所以能一直转动不会停下 D.图乙中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流而很快停下 答案：BD 解析：由电磁驱动原理可知，题图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转得慢，即“同向异步”，故A错误，B正确；题图乙中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流，在电磁阻尼的作用下而很快停下，故C错误，D正确。故选BD。 8.(多选)如图安检门的门框内有线圈，线圈中通有变化的电流，如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警，以下关于安检门的说法正确的是(　　) A.安检门能检查出毒贩携带的毒品 B.安检门能检查出旅客携带的金属刀具 C.安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应 D.如果门框内的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作 答案：BC 解析：安检门的工作原理：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品中产生涡流，而金属物品中涡流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而使金属物品被探测到。安检门不能检查出毒贩携带的毒品，能检查出旅客携带的金属刀具，故A错误，B正确；安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，也利用了电流的磁效应，故C正确；根据安检门的工作原理可知，如果门框的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，故D错误。 9.某光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y＝x2，其一部分处在一个沿水平方向的匀强磁场中，直线y＝a是磁场的上边界(如图中的虚线所示)，一个小金属块(可视为质点)从抛物线上y＝b(b＞a)处以初速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热的总量是(　　) A.mgb　　　　　　　　　 B.mv2 C.mg(b－a) D.mg(b－a)＋mv2 答案：D 解析：金属块在进入磁场和离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，金属块中产生涡流，进而产生焦耳热。最后，金属块在直线y＝a以下的曲面上做往复运动。减少的机械能为mg(b－a)＋mv2，这些机械能最终完全转化为内能，故选项D正确。 10.(15分)如图甲所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。求： (1)线圈的直流电阻RL是多少？ (2)开关断开时，该同学观察到什么现象？ (3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势。 答案：(1)2 Ω　(2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭　(3)15 V 解析：(1)由图像可知S闭合稳定时IL＝1.5 A RL＝－R＝ Ω－2 Ω＝2 Ω。 (2)此时小灯泡电流I1＝＝ A＝1 A S断开后，L、R、R1组成临时回路 电流由1.5 A逐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭。 (3)自感电动势EL＝IL(R＋RL＋R1)＝15 V。 学科网（北京）股份有限公司 $