课时跟踪检测(九) 涡流 电磁阻尼 电磁驱动 自感（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

课时跟踪检测(九)　涡流 电磁阻尼 电磁驱动 自感 1.(2024·湖北高考)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件:房屋被雷击后,屋内的银饰、宝刀等金属熔化了,但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为:有一木格,其中杂贮诸器,其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢,就刀室中熔为汁,而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为 (　 ) A.摩擦　　 B.声波　　 C.涡流　　 D.光照 2.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示,其中的原理是 (　 ) A.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消 B.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消 C.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消 D.以上说法均不对 3.以下现象没有利用电磁阻尼规律的是 (　 ) A.图1中,线圈能使振动的条形磁铁快速停下来 B.图2中,无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁铁匀速运动 C.图3中,U形磁铁可以使高速转动的铝盘迅速停下来 D.图4中,转动把手时下面的闭合铜线框会随U形磁铁同向转动 4.为测量线圈L的直流电阻R0,某研究小组设计了如图所示电路。已知线圈的自感系数较大,两电表可视为理想电表,其示数分别记为U、I,实验开始前,S1处于断开状态,S2处于闭合状态。关于实验过程,下列说法不正确的是 (　 ) A.闭合S1,电流表示数逐渐增大至稳定值 B.闭合S1,电压表示数逐渐减小至稳定值 C.待两电表示数稳定后,方可读取U、I的值 D.实验结束后,应先断开S1 5.(多选)高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交流电,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接,下列情况中能使焊接处消耗的电功率增大的是 (　 ) A.增大交变电流的电压,其他条件不变 B.增大交变电流的频率,其他条件不变 C.感应电流相同条件下,增大焊接缝的接触电阻 D.感应电流相同条件下,减小焊接缝的接触电阻 6.(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正弦交流电,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 7.纯电动汽车是一种节能、环保的交通工具,它的制动能量回收系统通过能量回收再利用,可提高汽车对能量的利用效率。制动能量回收的原理是利用线圈在磁场中转动,将车辆制动时的部分动能转化为其他形式的能存储起来。关于制动能量回收,下列说法正确的是 (　 ) A.制动能量回收利用了电磁感应现象 B.制动能量回收利用了电流的热效应 C.制动能量回收时,将车辆制动时的全部动能转化为内能 D.制动能量回收时,将车辆制动时的部分动能转化为重力势能 8.(2025·北京高考)如图所示,线圈自感系数为L,电容器电容为C,电源电动势为E,A1、A2和A3是三个相同的小灯泡。开始时,开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻,将开关S闭合,下列说法正确的是 (　　) A.闭合瞬间,A1与A3同时亮起 B.闭合后,A2亮起后亮度不变 C.稳定后,A1与A3亮度一样 D.稳定后,电容器的电荷量是CE 9.(6分)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图1所示为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号。 (1)金属弦的作用类似“探究影响感应电流方向的因素”实验中铁芯的作用,则被拨动后靠近螺线管的过程中,通过放大器的电流方向为　　　　(以图像为准,选填“向上”或“向下”)。(2分)  (2)下列说法正确的有　　　　。(2分)  A.金属弦上下振动的周期越大,螺线管内感应电流的方向变化也越快 B.金属弦上下振动过程中,经过相同位置时速度越大,螺线管中感应电动势也越大 C.电吉他通过拾音器发出的声音随感应电流强度增大而变响,增减螺线管匝数会起到调节音量的作用 D.电吉他通过拾音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同 (3)若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图2所示,则对应感应电流的变化为图3中的　　　　。(2分)  10.(8分)某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型,在水平面上相距b的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场的长都是l,相间排列,所有这些磁场都以速度v向右匀速运动。这时跨在两导轨间的长为l、宽为b的金属框MNQP(悬浮在导轨正上方)在磁场力作用下将会由静止开始向右运动。设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为f,求: (1)列车在运动过程中金属框产生的最大电流;(2分) (2)列车能达到的最大速度;(4分) (3)简述要使列车快速停下可采取哪些可行措施。(2分) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(九) 1.选C　雷击时,瞬时非均匀变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场在金属内产生涡流,发热使金属熔化,C正确。 2.选C　由于采用了双线绕法,两股导线中的电流反向,它们产生的磁场方向相反,磁通量相互抵消,不论导线中的电流如何变化,线圈中的磁通量始终为0,不产生自感电动势,所以消除了自感现象的影响。 3.选D　振动的条形磁铁在线圈中产生感应电流,感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用,能使振动的条形磁铁快速停下来,这是利用了电磁阻尼规律,A不符合;磁铁通过无缺口的铝管时产生的感应电流较大,较大的感应电流对磁铁的相对运动有较大的阻碍作用,能更快使强磁铁匀速运动,这是利用了电磁阻尼规律,B不符合;U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流,感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用,能使铝盘迅速停下来,这是利用了电磁阻尼规律,C不符合;转动把手时下面的闭合铜线框随U形磁铁同向转动,这是利用了电磁驱动规律,D符合。 4.选D　闭合S1,电流通过L流向电流表,由于线圈的自感电动势,导致电路中电流慢慢增大,直到一稳定值,A不合题意;闭合S1,电压表示数等于线圈两端的电压为U=U外-IR,电路中电流慢慢增大,直到一稳定值,电压表示数逐渐减小至稳定值,B不合题意;待两电表示数稳定后,方可读取U、I的值,此时R0=,C不合题意;若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R,由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路,原先L中有较大的电流通过,现在这个电流将反向通过电压表,并产生很大反向电动势,造成电压表损坏,所以实验完毕应先断开开关S2,D符合题意。 5.选ABC　增大交变电流的电压,其他条件不变,则线圈中交变电流增大,磁通量变化率增大,因此产生的感应电动势增大,感应电流也增大,那么焊接处消耗的电功率增大,A正确;高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场,在焊接的金属工件中产生感应电流,根据法拉第电磁感应定律分析可知,电流变化的频率越高,磁通量变化频率越高,产生的感应电动势越大,感应电流越大,焊缝处消耗的电功率越大,B正确;感应电流相同条件下,增大焊接缝的接触电阻,焊缝处消耗的电功率增大,C正确,D错误。 6.选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。 7.选A　汽车在制动刹车过程中,动能减小,减小的动能一部分以电能的形式存储,因此制动能量回收利用了电磁感应现象,将车辆的部分动能转化为电能,A正确。 8.选C　闭合开关瞬间,电容器C相当于通路,线圈L相当于断路,所以A1、A2瞬间亮起,A3逐渐变亮,A错误;闭合开关后,电容器充电,充电完成后相当于断路,所以A2亮起后逐渐熄灭,B错误;稳定后,电容器相当于断路,线圈相当于导线,所以A1、A3串联,亮度一样,C正确;稳定后,电容器与A3并联,两端电压等于A3两端电压,由于线圈电阻和电源内阻忽略不计,且A1、A3串联,A3两端电压为U=E,可知电容器的电荷量为Q=CU=CE,D错误。 9.解析:(1)金属弦靠近螺线管时,线圈中磁场变强,根据楞次定律可得通过放大器的电流方向为向下。 (2)感应电动势的大小与磁通量的变化率有关,与线圈匝数有关,B、C正确;电吉他通过拾音器发出的声音频率与感应电流的频率相同,即与金属弦振动频率相同,A错误,D正确。 (3)根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小取决于磁通量的变化率,所以感应电流的大小取决于磁通量的变化率,D正确。 答案:(1)向下　(2)BCD　(3)D 10.解析:(1)开始时金属框相对磁场的运动速度最大,此时金属框产生的电流最大,设为Im,则由题意得Im=。 (2)分析列车受力, 由牛顿第二定律可得列车的加速度a=, 当列车速度增大时,金属框相对磁场运动的速度变小,安培力变小,加速度变小,当a=0时,列车速度达到最大,设为vm,有F=f。 而F=2Bb,解得vm=v-。 (3)使轨道间的磁场停止运动或向列车运动的反方向运动。 答案:(1)　(2)v-　(3)见解析 $